Introduzione

Una bicicletta elettrica è composta da due componenti essenziali: il motore e la batteria. Entrambi sono cruciali ed è importante scegliere la batteria giusta per la tua personalizzazione fai-da-te. In questo articolo farò del mio meglio per spiegare le batterie per e-bike in modo semplificato.

Ci sono molti fattori da considerare prima di acquistare una batteria ed è importante non prendere decisioni affrettate, poiché anche le batterie con specifiche inferiori possono essere costose.

Potrei scrivere pagine su pagine a riguardo batterie moderne e i loro principi di funzionamento, ma voglio mantenere questo articolo il più semplice possibile, concentrandomi sulla selezione della batteria giusta per la tua build specifica.

Scegliere la batteria giusta

Prima di acquistare una batteria è necessario considerare diverse variabili. Li elencherò di seguito e ognuno richiede un'attenta considerazione:

Ai fini di questo articolo, mi concentrerò sulle tensioni più popolari attualmente utilizzate:

La maggior parte dei kit per e-bike omologati utilizza una batteria da 36 V, mentre i motori più potenti possono richiedere una batteria da 48 V o addirittura da 52 V. Quando si utilizzano biciclette elettriche ad alte prestazioni, la tensione può raggiungere fino a 72 V o anche di più.

Ad esempio, se acquisti un motore a trazione centrale da 250 W, avrai bisogno di una batteria da 36 V. Se opti per un motore BBSHD da 1000 W, avrai bisogno di una batteria da 48 V.

Posizionamento della batteria

Devi decidere dove vuoi montare la batteria sulla tua bicicletta. La posizione più popolare è il tubo obliquo in posizione diagonale perché non solo ha un aspetto ordinato ma mantiene anche il peso aggiuntivo della batteria relativamente centrato e basso, migliorando la stabilità.

La mountain bike Cube Target Pro è alimentata da un kit motore elettrico Bafang BBS02 da 750 W e una batteria da 52 V.

Sfortunatamente, questo potrebbe non applicarsi a tutte le biciclette e dipende dalle dimensioni e dalla geometria del telaio. Per molte mountain bike a sospensione completa, può essere difficile montare la batteria sul telaio a causa della sospensione posteriore. Fortunatamente, ora ce ne sono di più compatti pacchi batteria disponibili, ma questi pacchetti hanno uscite più piccole, in genere intorno a 36 V 10,4 Ah. In alternativa, è possibile montare la batteria sul lato inferiore del telaio, ma ciò potrebbe renderlo più suscettibile ai danni ed è necessario controllare la distanza con lo pneumatico anteriore quando la sospensione è completamente compressa.

Le batterie integrate nel telaio sono anche opzioni popolari per le biciclette con telaio step-through o le biciclette con telaio piccolo. Questi tipi di batterie sono generalmente dotati di specifici telai "a doppio strato", che inevitabilmente aggiungono peso alla parte posteriore della bicicletta.


                               

Autonomia della batteria

Un'altra variabile importante da considerare è la valutazione in Ah o "ampere-ora" del batteria . Una batteria con una capacità di 1 ampere-ora dovrebbe essere in grado di fornire continuativamente una corrente di 1 ampere al carico per esattamente 1 ora, oppure 2 ampere per 1/2 ora, o 1/3 ampere per 3 ore e così via , prima di essere completamente scaricato.

La capacità di una batteria di medie dimensioni è generalmente di circa 13 Ah. Se moltiplicato per la tensione, ad esempio 36 V x 13 Ah = 468 Wh, fornisce la capacità in "wattora" (Wh). I wattora sono un'unità di energia elettrica, equivalente al consumo energetico di un watt in un'ora. Pertanto, una batteria da 36 V 13 Ah può sostenere efficacemente 468 wattora.

Come si traduce questo in un intervallo misurabile? Supponendo che tu sia prudente con il consumo energetico, spenderesti circa 20 wattora per miglio di viaggio, offrendoti un'autonomia di 23,4 miglia. Ciò si basa sul presupposto di mantenere il consumo energetico a quell'esatto livello per tutta la durata.

Naturalmente, nel mondo reale, questo scenario è improbabile poiché ci sono momenti in cui potresti non aver bisogno dell’assistenza elettrica, mentre altre volte potresti fare molto affidamento su di essa. Ad esempio, se vivi in ​​una zona con colline lunghe e ripide, il tuo consumo energetico per miglio potrebbe superare i 20 wattora. Se risiedi in una zona abbastanza pianeggiante, i tuoi consumi potrebbero essere inferiori.

Se desideri ottenere un chilometraggio più lungo, un motore da 36 V 17,5 Ah batteria ti consentirebbe di percorrere 31,5 miglia con un consumo energetico costante di 20 wattora per miglio. Tuttavia, negli scenari del mondo reale, ho segnalato autonomie di 50-60 miglia con batterie di tale capacità.

Se puoi acquistare solo una batteria più piccola, ci sono molti modi per aumentare l’autonomia della batteria di una bici elettrica senza spendere soldi extra.

La maggior parte batterie per bici elettriche utilizzano celle standard agli ioni di litio 18650 prodotte da noti produttori come LG, Samsung, Panasonic e Sanyo. A mio parere, optare per batterie di marca è sempre saggio in quanto tendono ad avere una durata di vita più lunga e una maggiore affidabilità rispetto alle batterie cinesi generiche senza marchio. Detto questo, ho fornito molti pacchi batteria utilizzando batterie cinesi senza problemi. Tutto dipende dal prezzo. Personalmente spenderei un po’ di più per acquistare batterie di marca poiché acquistare batterie più economiche potrebbe essere una falsa economia.
                               

Manutenzione della batteria

Le batterie al litio richiedono un'attenta gestione. Ci sono restrizioni sul loro trasporto, e non senza una buona ragione. Il problema è che se prendono fuoco, bruciano a temperature molto elevate e possono causare gravi ustioni o addirittura la morte. Non conservarli in aree esposte a calore estremo.

A queste batterie non piacciono le temperature estreme alle due estremità. Le loro prestazioni diminuiscono quando la temperatura scende sotto lo zero e la maggior parte dei produttori imposta la temperatura operativa minima a -20 gradi Celsius e la massima a 45 gradi Celsius.

Ricarica

Quando la batteria è nuova, in genere si consiglia di eseguirla almeno tre cicli completi di carica e scarica per garantire che la batteria sia completamente bilanciata, anche se ho ampie prove che suggeriscono che scaricare la batteria almeno al 50% durante l'uso normale è sufficiente per questo periodo.

Esistono alcune prove che suggeriscono che caricare sempre completamente la batteria può ridurne la durata e, nella maggior parte dei casi, caricarla all'80% e caricare completamente la batteria solo una volta è più vantaggioso per la salute della batteria a lungo termine per settimane.

Questo è un argomento piuttosto controverso, poiché un esperto di batterie al litio molto rispettato mi ha detto che non è così. In effetti, ho avuto un cliente che ha seguito la pratica di cui sopra e, diversi mesi dopo, la tensione massima di carica è diminuita in modo significativo e la batteria ha dovuto essere ribilanciata.

Se la batteria non viene utilizzata per diversi mesi, è inoltre essenziale assicurarsi che la batteria abbia almeno l'80% di carica. Se la batteria viene lasciata scarica per diversi mesi senza utilizzo, la tensione nella batteria potrebbe scendere al di sotto del minimo previsto e potrebbe causare danni permanenti. Inoltre, non è consigliabile conservare la batteria alla sua capacità massima per più di pochi giorni, poiché anche questo è dannoso per la salute a lungo termine della batteria.

Tutti questi pacchi batteria utilizzano un sistema di gestione della batteria (BMS), che è il cervello della batteria. Si tratta di un piccolo circuito elettronico che previene il sovraccarico e lo scaricamento eccessivo e regola l'uscita complessiva dell'amplificatore. Una batteria da 36 V completamente carica ha una tensione di circa 42,2 V e il BMS in genere spegne la batteria a circa 29 V. Una batteria da 48 V completamente carica ha una tensione di 54,4 V e solitamente si spegne a circa 39 V. Questo è fondamentale perché uno scaricamento eccessivo può danneggiare permanentemente la composizione chimica della batteria.


                                 

Corrente continua

Ciò dipende da diversi fattori, ma sarà influenzato dalla qualità della batteria, dalla tensione, dal valore Ah e dal BMS. La maggior parte delle batterie da 36 V 13 Ah hanno una velocità di scarica continua compresa tra 15 A e 20 A, ma potrebbero essere in grado di fornire momentaneamente una potenza maggiore. Ciò dipende anche dal tipo di controllore motore utilizzato. Ad esempio, il controller di un Bafang BBSHD da 1000 W può gestire una corrente continua di 30 A.

Altri fattori da considerare

Un buon motore a trazione centrale, come Bafang o Tongsheng, utilizza il rapporto di trasmissione della bicicletta per trasferire la potenza generata dal motore alla ruota posteriore. Ciò si traduce in una maggiore efficienza e in un minore consumo energetico della batteria. D'altra parte, i grandi motori con mozzo a trasmissione diretta non possono girare così velocemente, quindi consumeranno più wattora per miglio.

Anche il peso del ciclista gioca un ruolo significativo. Una persona che pesa 100 kg che guida una bici elettrica da 250 W a piena potenza consumerà più energia rispetto a una persona che pesa 75 kg.

Conclusione

Se prevedi di utilizzare la bici solo per viaggi brevi fino a 20-30 miglia, allora un 36V 13Ah batteria dovrebbe essere sufficiente. Lo stesso vale per un motore da 48 V. Se però avete intenzione di viaggiare o di trascorrere lunghi periodi in sella, converrebbe acquistare una batteria con una capacità di almeno 36V 17,5Ah o anche 20Ah.