Motores de bicicletas eléctricas

Existe una múltiple tipología de motores eléctricos instalados en diferentes posiciones en estructura de la bici. En los mercados europeos está muy promocionado el motor situado en el eje pedalier. Y naturalmente, cada producto dirá que su tecnología es la mejor.

¿Entonces, cuál es realmente mejor?

Empezaremos abordando el tema desde un punto de vista técnico.

Las bicicletas eléctricas actuales pueden venir configuradas, principalmente, con dos tipos de motores totalmente diferentes: Motores centrales y motores instalados en el buje de la rueda. Veamos en que consiste cada uno.

Motor central

Panasonic ha sido el primero en construir un sistema de motor central allá por los primeros años de los 90. Bosch ha mejorado el sistema de Panasonic y es actualmente el más importante proveedor de motores centrales de Europa. Pero hoy en día también tienen competidores como Yamaha, Shimano, Bafang o Impulse ofrecen este tipo de motores con grandes prestaciones.

Los motores centrales están instalados en la parte más baja del cuadro de un bicicleta eléctrica, bien anclados a unas sujeciones especiales del cuadro, bien instalados directamente en el eje pedalier. Estos motores transmiten su vector de fuerza directamente a la cadena y, esta a su vez, al resto de la transmisión y a la rueda trasera. Practicamente todos los motores actuales (incluídos motores centrales y de buje) son de tipo brushless, es decir, sin escobillas. Esto supone una gran ventaja porque elimina la necesidad de mantenimiento.
motor-central-shimano-steps

Ejemplo de motor central Shimano STEPS

Los motores centrales suelen usar sensores de par, que registran la fuerza que aplicamos a los pedales al pedalear, entregando la potencia en función de de la fuerza aplicada. Si pedaleamos con más fuerza, el motor nos nos entrega más potencia. Esto, en la práctica, se traduce en una experiencia más natural, pues es el motor quien está “pendiente” de nuestro ritmo para entregarnos su ayuda cuando más lo necesitemos. Por contra, este sistema nos obliga a realizar un esfuerzo si queremos ir a buen ritmo. Este hecho es el que explica, en gran parte, el hecho de que las bicicletas eléctricas con motor central tienen más autonomía que las de motor de buje, ya que estas últimas suelen motar sensor de cadencia (no mide un rango de fuerza sino que da una salida tipo 1-0 indicando simplemente si hay pedaleo o no).

Los motores centrales suelen indicar en sus especificaciones el par máximo. Así por ejemplo, el Bosch Performance CX  entrega 75Nm, el Brose llega hasta los 90Nm. Tenemos que tener en cuenta que este valor se corresponde al par aplicado en la cadena, no en la rueda. Una estimación aproximada del par resultante en la rueda sería Nm/2. En este caso 75/2=37,5
Motores de buje

Los motores de buje son motores integrados en la rueda. Aparte de que pueden estar instalados en la rueda delantera o trasera indistintamente, podemos hablar de dos tipos de motores de buje:

Direct Drive (Sin reductura de engranajes interna)

Geared Drive (Con reductora de engranajes interna)

Estos motores de buje suelen ir montados en sistemas con sensor de cadencia (excepto en algunos casos como el de la gama de BH Emotion EVO) que registran un movimiento producido por el pedaleo. Esta señal es transmitida al controlador y este a su vez acciona la asistencia del motor.
Motores Direct Drive

Este tipo de motores de tracción directa, transmiten la fuerza directamente a la rueda y, además, tienen la capacidad de recargar la batería. Los Direct Drive son más grandes y pesados (casi el triple) respecto a los motores con reductora. Tiene un par pico de unos 40Nm*.

Un aspecto a considerar es el freno regenerativo (mecanismo de recuperación de energía convirtiendo la energía cinética de una acción de frenado en energía eléctrica para su almacenamiento en la batería). Aunque esto puede evitar el desgaste de los frenos, probablemente no sea suficiente para aumentar la autonomía de una bicicleta eléctrica. El problema radica en que la rueda no gira libre y existe una resistencia al movimiento que, cuando usamos la bici de forma convencional, sin batería, resulta en una pedalada con bastante más esfuerzo. Resulta mucho más conveniente gastar el dinero en una batería con más capacidad que en un motor “regen”, pues este mecanismo no es relevante para bicicletas eléctricas respecto a la eficacia demostrada en coches eléctricos. Sin se muestran eficaces como concepto de Marketing

Ejemplos de fabricantes de motores Direct Drive: Bionx, Xion, Ultra Motor

motor-direct-drive-bionx

Motor Direct Drive BionX

Geared Drive

Este tipo de motores son diferentes de un motor de transmisión directa como el Bionx, y tiene una serie de beneficios derivados de su diseño que confiere una sensación en la conducción y unas prestaciones únicas.

Questo tipo di motore è distinto da un motore a presa diretta come Bionx, e ha una serie di benefici derivanti dal suo design che può essereapprezzato conferendo una sensazione di guida e delle prestazioni uniche. Los motores de buje con reductora trabajan transmitiendo potencia de una RPM (revoluciones por minuto) altas a unas RPM bajas mediante un mecanismo de engranaje. Por razones físicas de los motores eléctricos, estos engranajes permiten una mayor relación de par y eficacia del motor (los motores eléctricos son mucho más eficientes a altas RPM). Así, el empuje que ofrece el motor es muy potente y constante.Otra ventaja de estos motores es que son pequeños, ligeros y económicos. El principal inconveniente es, quizás, la mayor probabilidad de avería por tener partes móviles sujetas a desgaste y que, además, son más ruidosos.

Fabricantes de motores Geared Drive son, por ejemplo: Bafang, Dapu (fabricante de los motores de BH en la gama EVO), BMC, BPM

motor bicicleta electrica reductora

Motor de buje con reductora 

*“Nm” Newtons Metro

*Nm. Cuando hablamos de Nm (relación de par) que todos los motores producen es muy importante entender que cuando un motor quiere entregar más par, requiere un flujo fuerte de energía de la batería.

El flujo de corriente que puede entregar una batería viene expresado en “C”, un multiplicador de la capacidad de la batería (Ah – Amperios hora). Es decir, si tenemos una batería de 10Ah 2C, tendríamos un flujo constante de 20A. Cuanto mayor sea esta cifra, mayor es el par que puede desarrollar el motor. Esto significa que la relación de par (también llamado Torque) en un motor de par nominal 40Nm alimentado por una batería de 36V 15Ah 2C será mayor que el desarrollado por un motor de 60Nm alimentado por una batería de 36V 10Ah 2C.

 

Naturalmente, se podría hablar de muchas ventajas y desventajas entre los diferentes sistemas de motor como dimensiones, peso, fiabilidad, precio etc. estos son los factores claves a tener en cuenta para elegir un tipo de motor u otro:

Ventajas del motor central respecto al motor de buje:

  • Más autonomía
  • Centro de gravedad más bajo
  • Mejor tracción en subida
  • Uso de la transmisión (cadena, cambios) y sus ventajas

Desventajas del motor central respecto al motor de buje:

  • Precio de compra
  • Precio de mantenimiento y recambios
  • Peso
  • No permite pedalear en vacío (a causa del sensor de par)

Entonces, cuál es el mejor sistema?

No hay mejor sistema dicho de forma categórica. Depende del uso que se le quiera dar. Por ejemplo, para una bici eléctrica MTB que va a afrontar zonas técnicas y subidas fuertes la elección del motor central parece más acertada, también para largos recorridos de más de 60 Km. Sin embargo, un motor central en una bici urbana o una bicicleta eléctrica plegable no tiene ningún sentido, pues no aporta ninguna ventaja frente al motor de buje y además te acordarás de lo que pesa cuando tengas que subirla al ascensor.