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PROYECTO DE

INVESTIGACIN

AUTORES: Andrea Lorea Prez y David Redn Hidalgo

TUTOR: Noelia Gonzlez

CENTRO: IES Ribera del Arga (Peralta)

PROMOCIN: 2013-2015

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BICICLETAS

ELCTRICAS.

Bicicleta elctrica Kettler, eltiodelmazo.com

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AGRADECIMIENTOS

Queramos agradecer a una serie de personas el esfuerzo que han realizado para

ayudarnos en nuestro proyecto.

En primer lugar queramos agradecer a Ana Esparza la instruccin inicial que tuvimos

sobre los proyectos de investigacin, as como todas las dudas que nos ha sabido

resolver.

En segundo lugar a Noelia Gonzlez por ser nuestra tutora, revisarnos el trabajo y

siempre estar ah para cualquier duda.

En tercer lugar a Javier Lorea por ayudarnos a contactar con la empresa de bicicletas

elctricas en Peralta.

Y por ltimo a Enrico Miracoli por concedernos una reunin, prestarnos todo tipo de

informacin as como material necesario para la explicacin de nuestro proyecto.

Gracias a todos por la colaboracin.

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NDICE

Introduccin. Pgina 6

1. Vehculos elctricos Pgina 8.

2. Bicicleta elctrica o kit de conversin en elctrica. Pgina 9.

3. Partes de una bicicleta elctrica. Pgina 12.

4. Sistema elctrico Pgina 14

4.1. La batera. Pgina 14.

4.2. El controlador. Pgina 16.

4.3. El motor. Pgina 17.

4.4 El sensor de pedaleo. Pgina 23.

4.5. El acelerador. Pgina 24.

5. Energa utilizada por una bicicleta elctrica. Pgina 25.

6. Ventajas y desventajas del uso de la bicicleta elctrica. Pgina 27.

7. Uso de la bicicleta elctrica. Pgina 29.

8. Quipplan. Pgina 32.

9. Experiencia personal. Pgina 35.

Conclusin Pgina 38

Bibliografa. Pgina 39.

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NDICE IMGENES

@ Bicicleta elctrica Kettler. Pgina 2.

@ Bicicleta elctrica de fbrica. Pgina 9.

@ Dispositivo Cycle Analist. Pgina 10.

@ Dispositivo Speedict. Pgina 10.

@ Kit LCD 350W Batera compacta Pgina 11

@ Partes de una bicicleta elctrica. Pgina 12.

@ Partes especficas de una bicicleta elctrica. Pgina 13.

@ Batera de Plomo. Pgina 15.

@ Batera de Ni-Mh. Pgina 15.

@ Batera de Litio. Pgina 15.

@ Pilas incluidas en las bateras de litio. Pgina 16.

@ Partes de un motor elctrico. Pgina 18.

@ Base frontal lateral. Pgina 19.

@ Base lateral. Pgina 19.

@ Motor. Pgina 20.

@ Motor instalado en el eje pedalier. Pgina 22.

@ Motor instalado en el buje de la rueda. Pgina 22.

@ Sensor de pedaleo. Pgina 23.

@ Acelerador. Pgina 24

@ Logo de Quipplan. Pgina 32.

@ Bicicleta de la empresa Quipplan Pgina 34.

@ Bicicleta nueva de la empresa Quipplan Pgina 35.

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INTRODUCCIN.

El curso pasado comenzamos a estudiar tecnologa industrial. Una parte de los contenidos de la

materia est dedicada a las energas renovables y su aplicacin. As fue como nos interesamos

por las bicicletas elctricas.

Entonces nos pareci un medio de transporte con muchas posibilidades ya que entendimos que

poda ser utilizado por personas de todas las edades y, en principio es poco contaminante.

Como nuestro conocimiento del tema era escaso pensamos que podramos desarrollar una

pequea investigacin para comprobar si este tipo de vehculo efectivamente tena tantas

ventajas como a priori pareca y si su adquisicin era asequible para un ciudadano medio.

En un primer momento nos llam la atencin la escasa publicidad referida a las bicicletas

elctricas. Existen numerosos blogs de aficionados y pginas web con informacin donde se

describen distintos modelos de marcas concretas, como http://bicicletaselectricas365.com/ , sin

embargo el grueso de la poblacin en la que nosotros nos movemos no tiene una idea clara de

cul es el funcionamiento de este vehculo, pues su presencia en los medios de comunicacin es

tan reducida que no se ha generado un inters colectivo por el mismo. Este aspecto resulta un

tanto llamativo en nuestro entorno pues Quipplan, una de las empresas de nuestro pueblo

(Peralta, Navarra), se dedica a la fabricacin de bicicletas elctricas.

De todo ello surgi la idea de realizar este trabajo de investigacin con un objetivo muy claro

descubrir si merece la pena adquirir una bicicleta elctrica. Para poder lograrlo ser necesario

dar respuesta a preguntas como puedo convertir mi bicicleta tradicional en una bicicleta

elctrica? Cmo funciona? Cmo cargo la batera? Cunto cuesta una bicicleta de este

tipo? Es un vehculo prctico en la ciudad? Y en un pueblo? Es realmente un medio de

transporte limpio?

La fuente de la que se ha obtenido la informacin necesaria para satisfacer estas cuestiones ha

sido Internet, pero tambin se cont con la colaboracin de la empresa Quipplan que tuvo a bien

aceptar una reunin con nosotros para explicarnos todo lo referido a motores y fabricacin de

las bicicletas.

Comenzamos nuestra investigacin con una breve explicacin sobre los vehculos elctricos,

para detallar a continuacin qu es una bicicleta elctrica y explicar que, adems de las

bicicletas elctricas de fbrica, podemos transformar en elctrica una bicicleta convencional

con un kit de conversin. Consideramos que desde el punto de vista tecnolgico sera

interesante conocer tambin las partes que las componen dando especial relevancia al sistema

elctrico que da singularidad a este tipo de vehculo. En este sentido no podamos dejar de lado

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la energa ya que saber dnde y como conseguir la energa necesaria para el funcionamiento

del motor es uno de los aspectos que ms pueden preocupar al posible comprador. Una vez

descrito el vehculo y su funcionamiento nos pareci que lo apropiado sera dedicar un captulo

a las ventajas e inconvenientes del uso de la bicicleta elctrica frente a otro tipo de vehculo a

motor. Llegados a este punto quisimos saber si Amsterdam, la ciudad que ms utiliza la

bicicleta en su vida cotidiana, se haba apuntado a este nuevo sistema, y comprobamos que

efectivamente ocupa el primer puesto, no solo de Europa, sino del mundo en el empleo de este

tipo de transporte en sus traslados diarios. Para finalizar cremos conveniente anotar y describir

el tipo de bicicleta que se fabrica en nuestro pueblo y explicar nuestra experiencia tras probar

una de las que la empresa nos prest para que conociramos de primera mano la facilidad y

comodidad que supone su uso.

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1. VEHCULOS ELCTRICOS.

Un vehculo elctrico es un vehculo de combustible alternativo impulsado por uno o ms

motores elctricos. La traccin puede ser proporcionada por ruedas o hlices impulsadas por

motores rotativos, o en otros casos utilizar otro tipo de motores rotativos, como los motores

lineales, los motores inerciales o aplicaciones del magnetismo como fuente de propulsin.

Un tipo de vehculo elctrico es la bicicleta elctrica. Consiste en una bicicleta a la cual se le ha

acoplado un motor elctrico para ayudar en el avance de la misma. La energa es suministrada

por una batera que se recarga en la red elctrica o panel solar.

A efectos de circulacin, dentro de la Unin Europea se consideran bicicletas elctricas a las

que cumplen con las siguientes consideraciones:

Slo proporcionen asistencia mientras se pedalea. Pueden incluir un acelerador pero que solo funcione cuando se pedalee.

La velocidad mxima del motor debe ser 25 km/h, a partir de dicha velocidad debe desconectarse.

La potencia mxima no debe superar los 250 W.

Para todas las dems, son consideradas ciclomotores y requieren permiso de conduccin y

seguro. (blog.indoostrial.com)

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2. BICICLETA ELCTRICA O KIT DE CONVERSIN EN ELCTRICA.

En la industria actual existen dos maneras de obtener una bici elctrica. La primera es la propia

fabricacin de la misma. Partiendo de una bici convencional se le aade una serie de elementos

que la convierten en elctrica y que debe seguir una serie de normas. Y la segunda es teniendo

una bici normal aadirle un kit de conversin, el cual convierte a la propia bici en elctrica.

Y en el otro caso, los kits de conversin nos permitirn adaptar sobre nuestra bici convencional

un motor elctrico acorde a la normativa legal o crear una bici ms potente.

La bicicleta casera puede llegar a los 60 Km/h con casi 4 KW de potencia. Pero actualmente

no es difcil encontrar unidades que superen estas medidas de velocidad y potencia, ya que este

tipo de motores no tienen un lmite reducido en cuanto a potencia. Obviamente, para el uso en

vas pblicas es necesario limitar el motor a la normativa establecida. Para ello podemos utilizar

diversos dispositivos como el Cycle Analist o el Speedict. El primero incluye pantalla propia y

el segundo muestra los datos de la bicicleta en nuestro mvil.

Bicicleta elctrica de fbrica, nergiza.com

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CYCLE ANALIST

El Cycle Analyst muestra informacin y medidas detalladas en pantalla sobre la batera

de la bicicleta elctrica, muestra el rendimiento de la bicicleta elctrica y sus

componentes en todo momento, acta como un ordenador de viaje, registra y calcula

numerosas estadsticas del vehculo, puede limitar la velocidad o el consumo de

corriente a nuestra eleccin. (http://tucycleanalyst.blogspot.com.es/)

SPEEDICT El speedict o e-bike computer permite la

visualizacin en nuestro mvil a travs de

Bluetooth de la velocidad, voltaje, nivel de

batera, cadencia, potencia, mapa, tiempo de

viaje y distancia recorrida. Los datos

registrados se pueden almacenar en el telfono

Android y dejar de mostrarlos mientras usamos

la bicicleta. Adems tiene sensor de velocidad

que nos permite hacer ajustes en relacin a esta

para mejorar el rendimiento del motor.

Dispositivo CycleAnalist, negriza.com

Dispositivo Speedict, negriza.com

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Como puede verse, las prestaciones de las bicicletas convencionales transformadas en

elctricas con un kit con una configuracin potente y sin limitar, pueden llegar a ser muy

sorprendentes.

Como cierre a este apartado tenemos que decir que tras la bsqueda de informacin sobre cul de las dos opciones, si comprar una bicicleta elctrica o acoplar a una normal un kit de conversin, hay que decir que depende de factores externos como la situacin econmica, la habilidad y el conocimiento de cuestiones mecnicas para el montaje y tambin el peso de la bicicleta.

El precio de una bicicleta elctrica de fbrica oscila entre 1000-1500 euros las ms baratas y 3500-4000 las ms caras, mientras que un kit de conversin lo podemos conseguir por unos 300-500 euros. (biobike.es).

El peso medio de las bicicletas convencionales est entre los 14 y 16Kg., a los que hay que aadir el peso del kit de conversin (el ms ligero pesa 6Kg.). En el caso de las bicicletas elctricas aunque las hay muy pesadas de hasta 34 kg, lo normal es que su peso se encuentre entre los 20 y 23 kg. Como es de suponer, cuanto ms ligeros son los equipos ms alto es su precio, por tanto este aspecto tambin se tiene en cuenta a la hora de tomar una decisin respecto a la compra.

Hemos de tener en cuenta que si tomamos la decisin de adquirir un kit de conversin, necesitaremos tener ciertos conocimientos de mecnica para instalarlo correctamente en la bicicleta y saber accionar el motor. En la bicicleta montada en fbrica el motor ya viene montado y listo para comenzar a darle uso.

Kit LCD 350W Batera compacta (http://biobike.es/tienda/kit-de-conversion-36v-ion-litio)

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3. PARTES DE UNA BICICLETA ELCTRICA.

Una bicicleta elctrica est formada por:

Ciclo, esto es, la bicicleta normal. Cuadro de bicicleta, al igual que cualquier bicicleta convencional tiene los

mismos elementos y componentes. Su fabricacin suele ser de aluminio.

Batera, es la encargada de almacenar la energa. Conectada al controlador es quien suministra la energa elctrica al motor cuando es necesario.

Controlador, el cerebro del sistema, enva la potencia al motor y al resto de elementos.

Motor elctrico, encargado de convertir la energa elctrica en movimiento. Sensor de pedaleo, detecta el pedaleo y activa el motor. Pantalla de control de asistencia, no todas la lleva pero se encarga de medir

la velocidad de la bicicleta, la distancia recorrida, etc.

Acelerador, su instalacin es opcional, permite que la bicicleta funcione como una moto, es decir, no sera necesario pedalear para que el motor

funcione.

Interruptor de seguridad, corta la energa de la batera para evitar riesgos. Se puede encontrar en la propia batera o en el manillar.

Frenos con sensor de corte de energa, unidos al controlador. Cuando se accionan los frenos, el controlador recibe una seal para dejar de enviar

energa al motor y evitar que se frene y acelere a la vez as como evitar

posibles accidentes por colisin.

Partes de una bicicleta elctrica, ecotecno.mx

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Partes especficas de una bicicleta elctrica, bikelec.es

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4. SISTEMA ELCTRICO.

El sistema elctrico de una bicicleta elctrica est formado por la batera, el

controlador, el motor y por ltimo los sensores de pedaleo y el acelerador.

4.1 LA BATERA.

La batera es un elemento capaz de generar energa elctrica en forma qumica que

posteriormente libera como corriente continua de forma controlada. Hay dos tipos

de bateras: Primarias, no recargables, y secundarias, recargables debido a que sus

reacciones electroqumicas son reversibles. Para una bicicleta elctrica lo preferible

es el segundo tipo de bateras, las secundarias.

Esta batera contiene tres componentes: nodo, ctodo y electrolito.

El electrolito en las bateras de litio es seco, una especie de pasta densa. Es seco

debido a que el litio es un elemento altamente reactivo y no puede usarse con

componentes hmedos.

En una bici elctrica una batera no es solo una pieza slida, sino que es una

coleccin de lo que comnmente se llama celdas. Las celdas son unidades

completas de los tres elementos principales de una batera. Cada tipo de celda tiene

un voltaje nominal.

El funcionamiento de una batera se realiza cerrando el circuito de uno de los

electrodos, producindose una reaccin de oxidacin en la que se ceden electrones y

en el otro una reaccin de reduccin que los absorbe. Los electrolitos son los

encargados de producir el intercambio de iones que mantienen el equilibrio interno

de la reaccin. Los electrones que se desplazan de un electrodo a otro es la corriente

que se produce.

Hay varios tipos de bateras muy diferentes entre ellos:

Bateras de Plomo: son un tipo de bateras que se caracterizan por estar creadas por la novedosa tecnologa gel de plomo, son muy econmicas y fiables. Uno de

los inconvenientes es que son muy pesadas. Por este motivo, prcticamente ya no

se usan en bicicletas elctricas. Su duracin es de unos dos aos o 500 ciclos de

recarga.

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Bateras de Ni-Mh: ya no se utilizan debido a que han quedado eclipsadas por las de Litio.

Son ms ligeras que las de plomo, pero muy

delicadas. Requieren una carga y descarga

completa que sea controlada cada cierto

tiempo. Otra caracterstica es que tienen

efecto memoria.

Bateras de Litio: Estas son las bateras definitivas, son pequeas y ligeras, algo fundamental en una bicicleta. No tienen efecto memoria en absoluto, y son

bastante ms ecolgicas que las bateras que contienen plomo o nquel. La

combinacin ms habitual es

Litio-ion, estn muy

evolucionadas y poseen una vida

de unos 1000 ciclos. Los nuevos

tipos denominados Lition Ion-

Mn son muy seguras y estables,

tanto a las vibraciones como a

los impactos.

Batera de plomo, rodas.us.es

Batera de Ni-Mh, directindustry.es

Batera de Litio, informtica-hoy.com.ar

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En este tipo de bateras cuando la batera est totalmente cargada todos los iones de

Litio estn almacenados en el electrodo negativo. Cuando se descarga la batera se

invierte el proceso aplicando una corriente elctrica que permite el retorno de los iones

de Litio hasta el primer electrodo. Cuando las bateras son nuevas, este proceso es eficaz

pero a medida que se envejecen los electrodos hacen que cada ciclo de carga/descarga

se degrade la estructura del material y se realiza sin eficacia. Es decir, pierde capacidad

de varga de energa. (blogbicielectrica.es)

4.2 EL CONTROLADOR.

El controlador es el encargado de enviar energa al motor. El controlador suele ser

especfico para cada tipo de motor, por tanto, su estructura interna es diferente

dependiendo del motor, pero coinciden todos en la funcin.

En todos los casos, los controladores alimentan al motor por medio de impulsos

elctricos. La alimentacin por pulsos es ms eficiente que simplemente dar ms o

menos energa a un motor.

Suelen ser una cajita, de dimensiones 9x6x3 cm. De ellos salen cables al motor, a la

batera, al sensor de pedaleo a al acelerador. Los controladores mas avanzados, cuentan

con sistemas anti-derrape para evitar que la rueda gire bruscamente al avanzar la

marcha.

Pilas incluidas en las bateras de litio, geekets.com

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Otros controladores de bicicleta incorporan frenada regenerativa, que aprovecha la

inercia al frenar o en las bajadas para cargar las bateras. En el momento que se activa la

maneta del freno, el motor retiene con contundencia. Este sistema es poco usado, ya que

es complejo, y parece que es ms efectivo dejar la bicicleta costear libremente en las

bajadas que frenarla.

Las funciones que un controlador realiza son las siguientes:

Acciona el motor para asistir al pedaleo. Determina cunta ayuda proporciona el motor. Corta la corriente por baja tensin o voltaje que protege la batera en caso

de descarga excesiva.

Corta la corriente cuando la temperatura de la batera o del motor es alta. Limita la velocidad mxima (25 km/h). Muchos controladores simples

limitan la velocidad por medio del voltaje. Otros tienen un controlador

interno a 25 km/h (velocidad homologada en Europa).

Ayuda a la salida con una velocidad mxima de 6 km/h, mximo permitido por la legislacin.

Todas estas funciones no son posibles en todos los controladores, dependen del tipo de

controlador.

Y por ltimo diferenciar entre controladores de motor con y sin sensor hall. El primero

es mas suave en las salidas desde 0 km/h (con motor de 250 W) y sin engranajes,

mientras que el segundo es ms fiable y consume menos energa una vez lanzada la bici.

(blogbicicelectrica.es)

4.3 EL MOTOR.

El motor elctrico como todas las maquinas elctricas est constituido por un

circuito magntico y dos elctricos, uno colocado en la parte fija (estator) y otro en

la parte mvil (rotor). El circuito magntico de los motores elctricos est formado

por chapas magnticas apiladas y aisladas entre s para eliminar el magnetismo

remanente.

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El circuito magntico est formado por chapas apiladas en forma de cilindro en el

rotor y en forma de anillo en el estator. El cilindro se introduce en el interior del

anillo y, para que pueda girar libremente, hay que dotarlo de un entrehierro

constante.

El anillo se dota de ranuras en su parte interior para colocar el bobinado inductor y

se envuelve exteriormente por una pieza metlica con soporte, la carcasa.

El cilindro se adosa al eje del motor y puede estar ranurado en su superficie para

colocar el bobinado inducido (motores de rotor bobinado) o bien se le incorporan

conductores de gran seccin soldados a anillos del mismo material en los extremos

del cilindro (motores de rotor en cortocircuito) similar a una jaula de ardilla.

El eje se apoya en unos rodamientos de acero para evitar rozamientos y se saca al

exterior para transmitir el movimiento, y lleva acoplado un ventilador para

refrigeracin. Los extremos de los bobinados se sacan al exterior y se conectan a la

placa de bornes.

El estator constituye la parte fija del motor. Es el elemento que opera como base,

permitiendo que desde ese punto se lleve a cabo la rotacin del motor. El estator

no se mueve mecnicamente, pero si magnticamente. Existen dos tipos de

estatores: estator de polos salientes y estator ranurado.

PPartes de un motor elctrico, glennhomej.wordpress.com

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El estator est constituido principalmente de un conjunto de lminas de acero al

silicio que tienen la habilidad de permitir que pase a travs de ellas el flujo

magntico con facilidad; la parte metlica del estator y los devanados proveen

los polos magnticos. Los polos de un motor siempre son pares por ello el

mnimo de polos que puede tener un motor para funcionar es dos.

El rotor constituye la parte mvil del motor. Es el elemento de transferencia

mecnica, ya que de l depende la conversin de energa elctrica a mecnica.

Los rotores, son un conjunto de lminas de acero al silicio que forman un

paquete, y pueden ser bsicamente de tres tipos: rotor ranurado, rotor de polos

salientes y rotor de jaula de ardilla.

La carcasa es la parte que protege y cubre al estator y al rotor, el material

empleado para su fabricacin depende del tipo de motor, de su diseo y su

aplicacin. As pues, la carcasa puede ser: totalmente cerrada, abierta, aprueba

de goteo, a prueba de explosiones y de tipo sumergible.

La base es el elemento en donde se soporta toda la fuerza mecnica de operacin

del motor, puede ser de dos tipos:

Base frontal lateral:

Base lateral:

Base frontal lateral, slideshare.es

Base lateral, slideshare.es

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Por lo general, en la mayora de los casos los motores elctricos cuentan con caja de

conexiones. La caja de conexiones es un elemento que protege a los conductores que

alimentan al motor, resguardndolos de la operacin mecnica del mismo, y contra

cualquier elemento que pudiera daarlos.(Toda la informacin anterior, incluida esta, obtenida a partir de apuntes de Tecnologa Industrial)

Los cojinetes contribuyen a la ptima operacin de las partes giratorias del

motor. Se utilizan para sostener y fijar ejes mecnicos, y para reducir la friccin,

lo que contribuye a lograr que se consuma menos potencia. Los cojinetes pueden

dividirse en dos clases generales:

Cojinetes de deslizamiento: operan basndose en el principio de la pelcula de aceite, esto es, que existe una delgada capa de lubricante

entre el eje y la superficie de apoyo.

Cojinete de rodamiento: se utilizan en lugar de los anteriores porque tienen un menor coeficiente de friccin, son compactos en su diseo,

tienen una alta precisin de operacin, no se desgastan tanto como los

anteriores y se remplazan fcilmente debido a sus tamaos estndares.

El motor elctrico de la bicicleta es el encargado de convertir la energa elctrica

en movimiento. Los motores utilizados en bicis elctricas son motores elctricos

de corriente continua. Existen dos tipos de motores: con y sin escobillas

(brushless).

Motor, bicicletaselectricas.com

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Las caractersticas de los motores con escobillas son:

- Utilizan escobillas (elementos de rozamiento) para el cambio de la polaridad.

- Necesitan que se les realice un cambio de escobillas entre los 15.000 o 20.000 km.

- Estos motores tienen una mayor potencia en el arranque.

- Tambin utilizan una conexin de dos cables, y el rendimiento del motor es de aproximadamente 75%.

Y las caractersticas de los motores sin escobillas son:

- No requiere mantenimiento ya que no utiliza componentes de contacto.

- Son ms modernos que los motores que poseen escobillas.

- Utilizan tres cables de conexin, y su rendimiento es mayor que los que llevan escobillas, es del 80%.

En cuanto a la potencia del motor podemos encontrar motores de 180W o 250W.

Pero lo mximo permitido por la legislacin es de 250W. Pero esto se refiere a

la potencia nominal, ya que en arranque el pico de potencia mxima de los

motores puede llegar casi al doble. Todo esto si el controlador lo permite.

Dependiendo del tipo de transmisin que se lleve a cabo, hay dos tipos de

motores. Este es un factor muy decisivo en la construccin de la bicicleta.

Pueden ser:

Motor instalado en el eje pedalier: tienen grandes ventajas ya que asisten desde el primer motor y el uso es muy intuitivo. Adems, el motor hace

uso de los cambios, ya que acta en los pedales. Como inconvenientes

tienen que, debido a su complejidad mecnica, las reparaciones se

convierten en difciles y caras. Tambin son sistemas pequeos (batera-

motor) y las prestaciones son algo justas para terrenos montaosos.

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Motor instalado en el buje de la rueda: estos motores tambin son conocidos como motor tipo hub. Es la forma ms corriente de encontrar

el motor en una bici elctrica. Facilita mucho el montaje, reparacin y los

costes de fabricacin. Por tanto, es un motor muy econmico y con

grandes prestaciones. Adems, cuando esta montado en la rueda delantera

ofrece doble traccin y mejor reparto de pesos delanteros/traseros.

Tambin es muy importante que el peso de los mismos no sea muy alto,

cosa que cumplen perfectamente. Otra de las grandes ventajas que tienen

estos motores es que permiten que la parte ciclo sea lo mas normal

posible. Esto permite que sea un motor perfecto tanto en fabricacin como

en reparacin. (Informacin disponible en bicicletaselectricas.com)

MMotor instalado en el eje pedalier, bicicletaselectricas.com

Motor instalado en el buje de la rueda, bicicletaselectricas.com

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4.4 EL SENSOR DE PEDALEO.

El sensor de pedaleo, tambin llamado PAS, es el encargado de enviar una seal

al controlador de forma que haga que acte el motor. Normalmente suele ser un

disco con imanes, acoplado en el eje de pedalier de forma que detecta el

movimiento de las bielas y en ese momento enva la seal al controlador. EL

sensor puede ser de dos tipos:

- Sensor de movimiento: encargado de detectar el movimiento que activa el motor. Con motores tipo hall funcionan con un campo magntico. Al pasar

el sensor por el imn, este emite una seal al controlador para que este lo

reconozca y pase a dar potencia al motor.

- Sensor de par: mide el esfuerzo que realiza el ciclista en el pedaleo. Si el ciclista pedalea de forma suave, la ayuda del motor ser mnima y viceversa,

si se pedalea con mucha energa la ayuda del motor ser mayor.

Hoy en da, los sensores se han convertido en componentes bastante

estandarizados. Trabajan normalmente con 5 V y suelen tener tres cables.

Ambos tipos de sensores realizan una seal de salida de entre 0 y 4 voltios al

pasar un imn cerca de ellos, que el controlador interpreta para dar la potencia al

motor. (Disponible en bicicletaselectricas.com)

Sensor de pedaleo, bicicletaselectricas.com

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4.5 EL ACELERADOR.

Y por ltimo el acelerador que es independiente del pedaleo. Acciona el

motor, a travs del controlador sin necesidad de pedalear. Puede ser

controlado de serie o acoplado seguido del accionamiento por parte del

usuario.

Podemos concluir que, a la hora de tener en una bicicleta elctrica, lo ms

conveniente es utilizar una batera de Litio puesto que son ms pequeas y

ligeras, aspecto fundamental ya que reduce su peso, no tienen ningn efecto de

memoria, y son ms ecolgicas. Y tambin un punto a su favor es que son ms

seguras y estables frente a vibraciones e impactos.

En cuanto a la eleccin del tipo de motor, vara segn las prestaciones que se

exija a la bicicleta elctrica, segn lo que se busque en ella y segn el uso que se

le vaya a dar, todo depende del comprador en este caso.

El acelerador siempre se ha puesto como opcional, a eleccin del usuario. Pero

en estos ltimos aos las empresas los estn empezando a implantar debido a su

gran xito. Como ya hemos dicho es opcional, pero es recomendable ya que es

un mecanismo que ayuda bastante en ciertos momentos como puede ser en una

subida.

Y para finalizar decir que tanto el controlador como el sensor de pedaleo con

fijos, vienen de fbrica y son indispensables.

Acelerador, ecollers.isisl.com

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5. ENERGA UTILIZADA POR UNA BICICLETA ELCTRICA.

En lo que a la energa que emplean las bicicletas elctricas se refiere, sabemos por

el propio nombre, que funcionan con electricidad. Esta electricidad es proporcionada

en este caso por un pequeo motor elctrico, adems del propio pedaleo que ejerce

el usuario.

Existen varias maneras de cargar el motor de la bicicleta con la electricidad

necesaria.

La primera forma, y la ms habitual de todas, consiste en recargar la batera que

contiene la bici conectndola a la corriente elctrica durante aproximadamente dos o

cuatro horas, dependiendo del tipo de batera, del tipo de motor, y del uso que se

vaya a realizar sobre ella. Adems una ventaja que tienen las bateras que portan las

bicicletas elctricas es que pueden ser extradas para recargarlas con mayor facilidad

y mayor comodidad, sin necesidad de cargar con la bici.

Esta electricidad proporcionar al motor una autonoma que, dependiendo de cada

modelo y tipo de uso pueden oscilar desde los 35 km hasta ms de 200 km.

En estos ltimos aos se ha comenzado a explorar otros campos para llevar a cabo el

suministro de electricidad a los motores elctricos de las bicicletas. Desde la carga

por induccin a travs del suelo de los carriles de bicis, a la carga mediante energa

solar y, por ltimo, las pilas de combustible de hidrogeno.

La carga por energa solar es una de las ms desarrolladas en estos aos y con un

proyecto de futuro bastante grande. Esta carga consiste igualmente en un motor

elctrico que se instala en la rueda de cualquier bicicleta elctrica y en torno al cual

hay unas pequeas bateras las cuales contienen un panel solar encargado de

absorber dicha energa.

Cuando la bicicleta se encuentra expuesta al sol, tanto parada como en marcha, las

bateras se cargan teniendo as energa suficiente para funcionar sin necesidad de

enchufarla a ningn sitio.

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Este mtodo tambin se puede incorporar a cualquier bicicleta normal y corriente,

no tiene por qu ser elctrica. Su funcionamiento puede ser controlado desde el

telfono mvil para, por ejemplo, conocer el nivel de carga de las bateras, opcin

que puede ayudar en muchos casos.

Por otro lado, tenemos las pilas de combustible de hidrgeno, que, a diferencia del

funcionamiento de una batera convencional, estas pilas no almacenan la energa

elctrica directamente, sino que la produce sobre la marcha. Para ello, utilizan la

reaccin qumica que se produce con la exposicin del hidrgeno al oxgeno

presente en el aire, con esto se produce la electricidad.

Dicho hidrgeno se obtiene de unas bombonas que destacan por el bajo coste de su

recarga o la facilidad de reponerlas, pero existe el problema de que actualmente no

podemos encontrar en cualquier lugar.

Este ltimo tipo no se encuentra tan disponible como los otros dos, especialmente

las bateras de litio, que es el ms usado actualmente, ya que, aunque hay bicicletas

elctricas que efectivamente funcionan de esta manera, todava se sigue estudiando

para mejorarlas y hacerlas viables para los usuarios. (Disponible en movilidadelectrica.com y iberobike.com)

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6. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL USO DE LA BICICLETA ELCTRICA

Los beneficios del uso de la bicicleta elctrica son muchos, en comparacin con otro

tipo de vehculos a motor como el coche o la motocicleta.

En primer lugar para usar una bicicleta elctrica no se necesita carnet de conducir,

pasar la ITV, matriculacin, no tiene impuesto de circulacin y tampoco necesitan

ningn tipo de seguro como en el caso de otros vehculos que necesitan todas estas

cosas.

Otra ventaja es la existencia de un carril bici por el cual se puede circular sin

problemas, sin correr muchos riesgos. Pero, adems, tambin se puede circular por

carretera sin ningn problema.

Como ya se conoce, las bicicletas elctricas medios de transporte limpios, no

contaminan el medioambiente, frente a los vehculos que funcionan con algn tipo

de combustible. Son mucho ms ligeras, por ello son fciles de transportar. Su

reparacin no es tan costosa y no se puede igualar a una reparacin que se lleve a

cabo en un coche por ejemplo.

El gasto que genera una bici elctrica en s misma es su compra y, como todo

aparato elctrico, sus posibles reparaciones en caso de estropearse. El gasto que

genera la recarga de las bateras supone unos seis cntimos, por lo que se puede

decir que es un medio barato, ms si lo comparamos con el coste de cualquier otro

combustible (gasolina, gasoil) que alimenta el motor de otro tipo de vehculos.

Aunque tienen todas estas ventajas, tambin necesitan de un cuidado de

mantenimiento. Como cualquier bicicleta, se deben controlar las cubiertas y los

frenos, as como un mnimo control del motor y el recambio de la batera cuando se

agote. Como el uso que se les da a las bicicletas es al aire libre, corren el riesgo de

que se produzca la oxidacin en alguna de las zonas principales de la bici por tanto

necesitan de un cuidado y una dedicacin completa.

Utilizando la bicicleta elctrica en los traslados se evita o reduce el uso de transporte

tanto pblico como privado, que son focos principales de contaminacin

atmosfrica.

28

Como complemento, la bicicleta da la oportunidad de hacer ejercicio mientras se

produce el desplazamiento a cualquier lugar. Contribuye tambin a evitar el estrs y

los retrasos generados por los atascos, como es el caso de un coche.

De todas las ventajas, la ms importante y la que ms hay que destacar es la ya

citada anteriormente, la no contaminacin del medioambiente. Una bicicleta

elctrica al utilizar solo electricidad no emite gases nocivos. Da igual la forma en

que se consigue la electricidad de la bicicleta, ninguna de esas formas contaminan.

Teniendo esto en cuenta, es gratificante para la persona que la usa, saber que est

ayudando, aunque sea en una pequea parte, a la proteccin del medio ambiente.

Pero las bicicletas elctricas no solo tienen ventajas. Tambin poseen una serie de

inconvenientes frente al uso de otro tipo de vehculos.

Evidentemente, si empleamos una bicicleta elctrica como medio de transporte, es

difcil llevar pasajeros o cargar con cosas que necesites transportar, sobretodo cosas

pesadas. Estas una desventaja ya que condiciona el uso de la bicicleta a un uso

exclusivo de una sola persona.

Como ya se sabe, estas bicis tienen una velocidad limitada lo que les hace ms

lentas que un coche o una moto. Por ello no pueden ser usadas en autovas u otras

carreteras de alta velocidad. Su uso se condiciona al medio rural as como a la

propia ciudad.

Como ocurre con otros vehculos elctricos, al no existir muchos puntos de recarga

homologados, lo de la batera se convierte en un grave problema. La autonoma de

la batera se limita entre 30 y 70 km dependiendo del tipo de bici. Por lo que si estas

fallaran, sera necesario pedalear con ella, esto no sera un problema pero como ya

se sabe son ms pesadas que las bicicletas convencionales.

La ventaja de la bici elctrica frente a otros vehculos elctricos es que su tamao

permite cargarla en casa o en algn enchufe propio, pero eso implica calcular

distancias sabiendo que tienes que retornar a ese punto.

Adems, despus de entre 1000 y 5000 ciclos de carga la batera tiene que ser

reemplazada por otra nueva, lo que supone un gasto adicional.

29

A diferencia de las bicicletas tradicionales, son ms caras, pesadas y complejas. Su

precio oscila entre los aproximadamente 1000 (los modelos ms econmicos) hasta

los ms de 3500-4000 que puede llegar a costar un modelo ms caro. Como lo

barato suele salir caro, los modelos ms econmicos suelen dar ms problemas.

Adems, con el uso de la bicicleta como medio de transporte, sea elctrica o no,

siempre estaremos expuestos a las inclemencias del tiempo, cosa que no ocurre con

un coche. Esto es una desventaja bastante grande, ya que consideraramos la bici

como medio de transporte, pero en ciertas situaciones.

Por ltimo, en ciertas ocasiones, este tipo de bicicleta podra tener en algn

momento un problema elctrico, lo que supondra un gasto adicional, cosa que no

ocurrira si empleramos una bicicleta normal. (Disponile en bikilec.es y twenergy.com)

30

7. USO DE LA BICICLETA ELCTRICA

Poco a poco, en las ciudades se est viendo que se utilizan ms las bicicletas

elctricas que las convencionales. Esto es gracias a que muchas ciudades, y en su

conjunto muchos pases, fomentan su uso y dan ayudas para su compra, como es el

caso de Barcelona. Esta ciudad subvenciona con 250 la compra de estas bicicletas,

siempre que la compra de una de ellas no supere los 1250 .

Las diez ciudades en las que ms se usan bicis elctricas son las siguientes:

1. msterdam, Holanda.

2. Portland, Oregn (EEUU).

3. Copenhague, Dinamarca.

4. Boulder, Colorado (EEUU).

5. Davis, California (EEUU).

6. Sandnes, Noruega.

7. Trondheim, Noruega.

8. San Francisco, EEUU.

9. Berln, Alemania.

10. Barcelona, Espaa.

En cuanto a las leyes y normas que rigen el uso de las bicicletas elctricas, hay

que destacar que las personas que utilicen estas bicicletas, estn obligadas a

utilizar casco de proteccin en las vas interurbanas, pero no en las vas urbanas.

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Adems, para que el uso de la bicicleta elctrica sea legal, debe cumplir que el

motor de la bicicleta no tenga una potencia superior a 250 vatios, solo debe

activarse cuando se pedalea y debe dejar de actuar en el momento que se deja de

pedalear (es decir, no debe tener acelerador). Pero esto del acelerador es un poco

electivo, ya que en muchas bicis podemos encontrar uno. Depende de la

legislacin en la propia ciudad y en el medio en el cual se est utilizando; si la se

utiliza para caminos ms complicados es necesario uno acelerador.

Adems, la potencia del motor debe disminuir progresivamente y finalmente

interrumpirse cuando la velocidad del vehculo alcance los 25 Km/h.

Las bicicletas elctricas que no cumplen estas normas, no pueden obtener la

autorizacin para circular por el Ministerio de Industria, y por lo tanto no

pueden ser usadas por vas pblicas. (disponible en dynamoble.com)

32

8. QUIPPLAN

Quipplan es una pequea empresa integrada en el complejo empresarial de

Dynamobel. Es el resultado de una apuesta profesional y personal de los

trabajadores que integran esta empresa. Es un reto valiente en busca de un nuevo

modelo de movilidad urbana, ms sostenible y saludable, hecho realidad gracias

a nuestra experiencia en el desarrollo de producto.

Siempre centrados en actividades de I+D, aportan valor a la cadena de creacin

de producto; desde el diseo conceptual, pasando por el desarrollo y hasta la

propia fabricacin de sus productos: bicicletas elctricas.

Para conseguirlo, han exprimido al mximo sus capacidades industriales,

productivas y materiales gracias al soporte tecnolgico y estructural de

Quipplan. Y, sobre todo, han conjugado el talento y las buenas prcticas del

equipo de ingenieros, consiguiendo un tndem inmejorable.

Las bicicletas elctricas que esta empresa crea son variadas, tienen diferentes

modelos para diferentes usuarios y diferentes usos. Pero a la hora de elegir una

serie de caractersticas para sus bicis, en la mayora de ellas encontramos lo

siguiente.

Logo de Quipplan, vaic.com

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La bicicleta consta de un pequeo panel de mando, en el cual aparte de darnos

datos como la distancia recorrida, velocidad o distancias medidas, tambin nos

aporta el nivel que tenemos de batera, la posibilidad de encender y apagar las

luces, y lo ms importante de todo, nos permite controlar el nivel de asistencial

al pedaleo de una forma muy sencilla, mediante tres opciones.

El sistema de asistencia al pedaleo de las bicicletas elctricas consta de tres

niveles, como ya hemos dicho antes, en los cuales se asiste al pedaleo con una

mayor o menor potencia dependiendo del gusto de la persona que la utiliza, o del

lugar en el cual se encuentre, adems de otro nivel llamado nivel 0, en el que no

existe asistencia al pedaleo y en el que la bicicleta funcionara como otra normal

y corriente.

Estos niveles son:

Nivel 1 o nivel mnimo: El motor asiste al pedaleo de una forma mnima, pero se aprecia la ayuda que ejerce sobre el pedaleo.

Nivel 2 o nivel medio: En este nivel la asistencia al pedaleo es mayor que en el nivel 1. Ayuda en gran parte en el pedaleo y facilita mucho las

subidas.

Nivel 3 o nivel mximo: Es el nivel mximo que el motor puede proporcionar en la asistencia al pedaleo. Se emplea sobre todo cuando se

desea alcanzar la mxima velocidad con un mnimo esfuerzo, ya que en

este nivel el trabajo que proporciona la persona es mnimo.

Las bateras ms usadas actualmente por esta empresa en las bicicletas

elctricas, son las llamadas bateras NMC, que estn compuestas por una

aleacin de nquel, manganeso, cobalto y litio. Estas bateras prcticamente no

tienen memoria y su autonoma depende, lgicamente, del nivel de asistencia

que se utilice, y en menor medida tambin depende de la forma de pedaleo de la

persona. Empleando el nivel 1 o nivel mnimo, la batera tiene una autonoma de

120 km aproximadamente, mientras que empleando el nivel 3 o nivel mximo,

la batera tiene una autonoma de 60 km. Si la persona utiliza el nivel 2 o nivel

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medio su autonoma depender del pedaleo de la persona, pero siempre estar en

un intervalo entre los 120 y los 60 km.

Estas bicicletas no utilizan ningn sistema de frenado especial, emplean el

mismo que utilizan las bicicletas normales, y por supuesto tampoco existen

inconvenientes a la hora de utilizarlas cuando llueve o a la hora de limpiarlas.

Antes de comprar una bicicleta elctrica, es importante saber el uso que se le va

a dar, ya que dependiendo de dicho uso, se utilizar un motor trasero o uno

delantero. Por ejemplo, si se va a utilizar por zonas montaosas, es

recomendable un motor trasero, ya que el motor delantero es probable que la

rueda de delantera patine a la hora de subir una pendiente, pero si se va a utilizar

por la ciudad, no hay mayor inconveniente se use el motor que se use.

Tambin han creado una serie de bicicletas elctricas plegables para mayor

comodidad del usuario. Y han conseguido innovar a la hora del cierre ya que

todas las bicis elctricas plegables creadas hasta el momento contienen un cierre

que gira hacia la izquierda pero ellos han querido ponerlo hacia la derecha para

mayor comodidad y facilidad a la hora de plegarse.

As estn equipadas las bicicletas elctricas creadas por Quipplan. Siempre

intentando innovar y buscando la comodidad del usuario, as como un precio

asequible. Por todo ello y por la importante y moderna tecnologa que utilizan

son una empresa muy considerada por los vendedores de bicicletas elctricas. (Disponible en quipplan-mobility.com)

Bicicleta de la empresa Quipplan, Quipplan-mobility.com

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Bicicleta nueva de la empresa Quipplan, Quipplan-mobility.com

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9. EXPERIENCA PERSONAL.

Durante la elaboracin de nuestro proyecto, hemos tenido la oportunidad de visitar

la empresa de bicicletas elctricas de Peralta mencionada en el captulo anterior,

Quipplan, donde estuvimos con Enrico Miracoli, uno de los ingenieros de la

empresa experto en la materia.

Durante la charla, Enrico nos solucion varias dudas y nos proporcion mucha

informacin sobre las bicicletas elctricas y sobre cmo trabajan. Todo ello nos ha

sido de gran utilidad en la elaboracin de nuestro trabajo. Preguntamos acerca de las

partes de una bicicleta elctrica as como ventajas, desventajas, como obtenan la

energa, su actual comercializacin y le hicimos la pregunta, objetivo de nuestro

proyecto, sobre si merece la pena o no tener una bicicleta elctrica. Cmo era de

esperar l su respuesta fue afirmativa. Adems nos concedi material necesario para

la explicacin de nuestro proyecto.

Pero, no solo se qued ah, sino que nos dio la oportunidad de probar una de las

bicicletas elctricas que fabrica la empresa. Destacamos de esta experiencia la

comodidad y lo prctico que nos resulta su uso, adems de lo atractiva que resultaba

estticamente.

Nos llam mucho la atencin lo fcil que es plegar y desplegar esta bicicleta, y lo

intuitivo que es el panel de control que trae para poder cambiar el nivel de asistencia

al pedaleo pulsando solo un par de botones, o para informar de datos como la

velocidad, la distancia recorrida o el nivel de la batera.

.

Comprobamos cmo en un nivel medio de asistencia, la bicicleta parece que ande

prcticamente sola y a una velocidad considerable. Apenas con una pedaleada el

motor de la bicicleta entraba en accin y haca el resto.

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Tal es la asistencia de una de estas bicicletas elctricas, que permite recorrer

rpidamente largas distancias haciendo un esfuerzo prcticamente insignificante.

Tras la experiencia fuimos conscientes de que el conocimiento exclusivamente

terico de este tipo de vehculo no se aproxima a lo que en realidad proporciona. (Aqu se puede encontrar la bicicleta que usamos http://www.quipplan-

mobility.com/site/products/view/3#features)

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CONCLUSIN.

Tras finalizar nuestro proyecto nos sentimos ms que satisfechos ya que hemos cumplido

nuestros objetivos. Adems de conocer un poco ms en profundidad las bicicletas elctricas,

hemos podido comprobar que s merece la pena adquirir una bicicleta elctrica, pues las

ventajas superan a los inconvenientes.

Aunque el precio de este tipo de vehculo puede no estar al alcance de todos los bolsillos, hemos

constatado que la bicicleta elctrica por conversin a partir de una bicicleta convencional es

bastante asequible.

Adems su funcionamiento no difiere de la bicicleta tradicional en cuanto a la intervencin del

usuario. El pedaleo no requiere esfuerzo fsico por lo que hacer ejercicio resulta ms agradable,

pues apenas supone cansancio. Este aspecto es muy a tener en cuenta en las personas de ms

edad a las que les puede costar ms trasladarse.

Por otra parte la recarga de las bateras que alimentan el motor es muy cmoda y no presenta

ms complicacin que conectarlas al enchufe de la red general de la casa.

La posibilidad de circular en las ciudades por el carril bici supone una alternativa muy

recomendable a cualquier otro tipo de transporte a motor puesto que se evitan atascos y adems

con ello ayudamos a reducir la contaminacin atmosfrica pues se trata de un vehculo a motor

de cero emisiones.

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BIBLIOGRAFA

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