Electric Bikes Help

Τα ηλεκτρικά ποδήλατα, αν και βρίσκονται κοντά μας ήδη εδω και αρκετό καιρό, κρύβουν ακόμη αρκετά μυστικά. Ας δούμε μερικές απο τις πιο συνηθισμένες ερωτήσεις:

• Τι ακριβώς είναι ένα ηλεκτρικό ποδήλατο;
• Χρειάζεται άδεια το ηλεκτρικό ποδήλατο;
• Πρέπει να φοράω κράνος;
• Πόσα χιλιόμετρα κρατάει η μπαταρία;
• Πόσο χρειάζεται για να φορτίσει η μπαταρία;
• Φορτίζει η μπαταρία όταν κάνω πεντάλ;
• Είναι όλες οι μπαταρίες ίδιες;
• Πως πρέπει να φροντίζω τη μπαταρία μου;
• Γιατί τα ηλεκτρικά ποδήλατα έχουν λίγες ταχύτητες;
• Που είναι η καλύτερη θέση για τον κινητήρα, μπροστά, πίσω ή στο κέντρο;
• Αν αδειάσει η μπαταρία, μπορώ να συνεχίσω σαν σε κανονικό ποδήλατο;
• Τι σημαίνουν τα Watt, Volt κλπ;

Τι ακριβώς είναι ένα ηλεκτρικό ποδήλατο;

Είναι ένα όχημα που, εκτός από τη συνηθισμένη διάταξη κίνησης με πεντάλ, έχει και έναν ηλεκτρικό κινητήρα που τροφοδοτείται από μια μπαταρία. Υπάρχουν δυο τύποι ηλεκτρικών ποδηλάτων:

-Ηλεκτρικά υποβοηθούμενα ποδήλατα (Electric power-assisted cycles-EPAC, Pedal assist system-PAS ή Pedelecs) όπου ο κινητήρας ελέγχεται από έναν αισθητήρα στα πεντάλ: λειτουργεί όταν κάνουμε πεντάλ και σταματά όταν σταματήσουμε.

-Αυτόνομα ηλεκτρικά ποδήλατα (Throttle Based Cycles-ΤΒΑ) που η λειτουργία του κινητήρα ελέγχεται από τον αναβάτη μέσω γκαζιού, όπως στις μοτοσυκλέτες.

Σύμφωνα με την νομοθεσία το EPAC θεωρείται ποδήλατο, ενώ το ΤΒC μηχανοκίνητο όχημα.

Χρειάζεται άδεια το ηλεκτρικό ποδήλατο;

Σύμφωνα με τον Κ.Ο.Κ. και την Ευρωπαϊκή Οδηγία 2002/24/EC δεν χρειάζεται άδεια, δίπλωμα ή ασφάλεια για τα ηλεκτρικά υποβοηθούμενα ποδήλατα με τα παρακάτω χαρακτηριστικά:

Ποδήλατο: Το όχημα δύο τουλάχιστον τροχών το οποίο κινείται με τη μυϊκή δύναμη εκείνων που επιβαίνουν και μπορεί να υποβοηθείται με βοηθητικό ηλεκτροκινητήρα μέγιστης συνεχούς ονομαστικής ισχύος 0,25 Κw και η ισχύς του οποίου μειώνεται σταδιακά και τελικά μηδενίζεται όταν η ταχύτητα του οχήματος φθάσει τα 25 χλμ/ώρα ή νωρίτερα, εάν σταματήσει η ποδηλάτηση.

Πρέπει να φοράω κράνος;

Η νομοθεσία δεν επιβάλλει την υποχρεωτική χρήση κράνους στα ποδήλατα. Όμως, όπως όλοι γνωρίζουμε, το κράνος μπορεί να αποδειχτεί σωτήριο σε μια πτώση.

Πόσα χιλιόμετρα κρατάει η μπαταρία;

Σε ένα “τυπικό” ηλεκτρικά υποβοηθούμενο ποδήλατο με κινητήρα 250W και μπαταρία λιθίου 10Ah, οι κατασκευαστές δηλώνουν μια μέση αυτονομία 35-50 χιλιομέτρων.
Η κατανάλωση ενέργειας επηρεάζεται από το φορτίο, την κατάσταση του οδοστρώματος, τον άνεμο, το ποσοστό υποβοήθησης και βέβαια περισσότερο απ όλα από την κλίση του δρόμου. Ακόμη πολύ χαμηλές θερμοκρασίες μειώνουν τη χωρητικότητα της μπαταρίας και κατά συνέπεια, την αυτονομία που μπορεί τελικά στην πράξη να διαφέρει αρκετά.
Κάποιος που κινείται σε σχετικά επίπεδες διαδρομές με χαμηλότερο ποσοστό υποβοήθησης μπορεί εύκολα να δει περισσότερα χιλιόμετρα, ενώ αντίθετα σε πολύ ανηφόρα, λιγότερα.

Πόσο χρειάζεται για να φορτίσει η μπαταρία;

Εξαρτάται από το είδος και τη χωρητικότητα της μπαταρίας, το φορτιστή και από την κατάσταση φόρτισης (state of charge-SOC), δηλαδή πόσο “άδεια” είναι. Συνήθως μεταξύ 4-8 ώρες. Οι μπαταρίες λιθίου φορτίζουν λίγο γρηγορότερα από τις μολύβδου.

Φορτίζει η μπαταρία όταν κάνω πεντάλ;

Σύντομη απάντηση: Όχι.
Τεχνικά είναι πολύ εύκολο να αλλάξει η λειτουργία του κινητήρα σε γεννήτρια και να παράγει ρεύμα, φορτίζοντας τη μπαταρία, αλλά αν λάβουμε υπ όψη οτι

-η ενέργεια που παράγει μια γεννήτρια είναι λιγότερη απ αυτήν που χρειάζεται για να κινηθεί.
-κάθε μετατροπή ενέργειας έχει απώλειες.

θα έπρεπε να μετατραπεί η κινητική ενέργεια που παρέχει ο αναβάτης σε ηλεκτρική, η ηλεκτρική σε χημική στη μπαταρία και μετά πάλι σε ηλεκτρική για να γίνει τελικά ξανά ωφέλιμη κινητική ενέργεια.
Το αποτέλεσμα θα ήταν να καταβάλλει ο αναβάτης πολύ περισσότερη προσπάθεια για το ίδιο αποτέλεσμα που θα είχε με ένα κανονικό, χωρίς υποβοήθηση ποδήλατο.

Υπάρχουν όμως αρκετά κορυφαία (και αρκετά ακριβά) μοντέλα ηλεκτρικών ποδηλάτων που διαθέτουν σύστημα ανάκτησης ενέργειας κατά το φρενάρισμα (regenerative braking), όπως τα υβριδικά αυτοκίνητα. Σε αυτή την περίπτωση χρησιμοποιήται η κινητική ενέργεια που έχει το ποδήλατο λόγω αδράνειας όταν δεν χρειάζεται άλλο.
Σε αντίθεση όμως με ένα υβριδικό αυτοκίνητο (μάζας 1000-2000 κιλών), το ενεργειακό κέρδος είναι πολύ μικρό, επειδή ακριβώς η μάζα του ποδηλάτου είναι ελάχιστη.

Είναι όλες οι μπαταρίες ίδιες;

Οι πιο συνηθισμένοι τύποι μπαταριών σε ηλεκτρικά ποδήλατα είναι:

-Οι κλειστές μπαταριές μολύβδου-οξέος (sealed lead-acid, SLA, gel ή AGM)
-Οι μπαταρίες λιθίου (Li-Ion ή Li-Po)

Οι μπαταρίες μολύβδου είναι οι φθηνότερες, αλλά έχουν πολύ μεγαλύτερο βάρος και μικρότερη διάρκεια ζωής, γύρω στους 300 κύκλους (η διάρκεια ζωής των μπαταριών μετράται σε κύκλους πλήρους φόρτισης).

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου (Li-Ion) είναι ελαφρύτερες (περίπου 3 φορές από τις μολύβδου) και έχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, γύρω στους 500 κύκλους.

Οι πιο πρόσφατες μπαταρίες λιθίου-πολυμερούς (Li-Po) έχουν ελαφρά μεγαλύτερο όγκο και βάρος από τις Li-ion, αλλά μεγαλύτερη διάρκεια ζωής (600-750 κύκλους). Ίσως η καλύτερη λύση, αλλά προς το παρόν είναι αρκετά ακριβότερες.

Πως πρέπει να φροντίζω τη μπαταρία μου;

Η διάρκεια ζωής μιας μπαταρίας επηρεάζεται αρνητικά από μεγάλα ρεύματα φόρτισης και εκφόρτισης, βαθιές εκφορτίσεις, πολύ ψηλές ή χαμηλές θερμοκρασίες και παραμονή για μεγάλα διαστήματα σε εκφορτισμένη (άδεια) κατάσταση.

Γι αυτό πρέπει να χρησιμοποιήται μόνο ο σωστός φορτιστής, που ρυθμίζει αυτόματα το ρεύμα και σταματά όταν ολοκληρωθεί η φόρτιση.

Να φορτίζουμε την μπαταρία συχνά, χωρίς να περιμένουμε να αδειάσει τελείως. Αν κάποιος χρησιμοποιεί το ποδήλατο καθημερινά στην ίδια διαδρομή, καταναλώνοντας το 40% της ενέργειας της μπαταρίας, είναι καλύτερα να τη φορτίζει κάθε βράδυ και όχι κάθε δεύτερο βράδυ (αφού έχει καταναλώσει το 80%). Η φόρτιση θα διαρκεί λιγότερο χρόνο και η μπαταρία θα ζήσει περισσότερο.

Γιατί τα ηλεκτρικά ποδήλατα έχουν λίγες ταχύτητες;

Επειδή μπορούν να διατηρήσουν υψηλότερη ταχύτητα ακόμη και στις ανηφόρες και ο ηλεκτρικός κινητήρας έχει μεγαλύτερη ωφέλιμη περιοχή απόδοσης, δεν είναι απαραίτητες πολλές σχέσεις μετάδοσης, όπως στα συνηθισμένα ποδήλατα.

Που είναι η καλύτερη θέση για τον κινητήρα, μπροστά, πίσω ή στο κέντρο;

Ο κινητήρας στον μπροστινό τροχό δίνει ελαφρά καλύτερη κατανομή βάρους όταν η μπαταρία βρίσκεται στη σχάρα, οι τροχοί μπορούν να βγουν πιο εύκολα και είναι ο πιο απλός τρόπος εκ των υστέρων προσαρμογής ηλεκτροκίνησης σε απλό ποδήλατο.
Όμως ο κινητήριος τροχός μπορεί να γλιστρήσει πιο εύκολα, ειδικά σε συνθήκες μειωμένης πρόσφυσης (βρεγμένος δρόμος, ανηφόρα κλπ.), ενώ το μεγάλο βάρος του κινητήρα μειώνει την ευελιξία του τιμονιού σε κλειστές στροφές κλπ.

Ο κινητήρας στον πίσω τροχό προσφέρει καλύτερη πρόσφυση και έλεγχο της ισχύος και γενικά πιο προβλέψιμη συμπεριφορά. Η εξαγωγή του πίσω τροχού είναι λίγο δυσκολότερη, αλλά σε γενικές γραμμές είναι προτιμότερη διάταξη για δυσκολότερες συνθήκες.

Ο κινητήρας στο κέντρο (σαν ενιαίο σύνολο με τα πεντάλ και τη μπαταρία) είναι η καλύτερη λύση από πλευράς κατανομής μαζών και συμπεριφοράς, αλλά χρειάζεται ειδική κατασκευή του πλαισίου και συναντάται προς το παρόν μόνο σε αρκετά ακριβά ηλεκτρικά ποδήλατα.
Ακόμη η ισχύς του κινητήρα επιβάλλει επιπλέον φορτίο στο σύστημα μετάδοσης (αφού μεταφέρεται από την αλυσίδα) με αποτέλεσμα την αυξημένη φθορά και ενίοτε προβλήματα, ειδικά κατά τις αλλαγές ταχυτήτων.

Αν αδειάσει η μπαταρία, μπορώ να συνεχίσω σαν σε κανονικό ποδήλατο;

Βεβαίως, αλλά με λίγο περισσότερη δυσκολία από ένα κανονικό ποδήλατο, λόγω του μεγαλύτερου βάρους (κινητήρας-μπαταρία) και του μικρότερου αριθμού ταχυτήτων.

Τι σημαίνουν τα Watt, Volt, Ah κλπ;

Το Volt (V) είναι η μονάδα μέτρησης της ηλεκτρικής τάσης, Η τάση (ή διαφορά δυναμικού) είναι η αιτία που αναγκάζει το ρεύμα να ρέει. Την ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος τη μετράμε σε Amperes (A). Μπορούμε να παρομοιάσουμε την τάση με την υψομετρική διαφορά που αναγκάζει το νερό να ρέει από ένα ψηλότερο σημείο προς ένα χαμηλότερο.

Αν πολλαπλασιάσουμε την τάση επί την ένταση έχουμε την ηλεκτρική ισχύ που τη μετράμε σε Watt (W). Ένας ηλεκτρικός κινητήρας ισχύος 250W που λειτουργεί σε τάση 36V διαρρέεται από ρεύμα 6,9A (250:36=6,94).
Για κινητήρα ίδιας ισχύος, αλλά τάσης 24V, το ρεύμα θα είναι 10,4A (250:24=10,41).

Η χωρητικότητα μιας μπαταρίας μετράται σε Αμπερώρια (Ah). Μια μπαταρία 8Αh μπορεί να δώσει ρεύμα 1Α για 8 ώρες ή 2Α για 4 ώρες.

Εάν πολλαπλασιάσουμε τη χωρητικότητα της μπαταρίας επί την τάση της, μπορούμε να βρούμε τη συνολική ενέργεια που μπορεί να αποθηκεύσει η μπαταρία σε Βαττώρες (Wh).