eBike: scheda tecnica prototipo Ralph DTE EBK Endurance

Ralph DTE EBK Endurance è una bicicletta elettrica unica al mondo sia per il livello di sofisticazione tecnica ed elettronica, sia per le notevoli prestazioni di durata, sia per l’enorme livello di espandibilità del progetto (stiamo infatti lavorando ad un innovativo telaio dedicato). Guidarla è un piacere sovrumano…
Grazie ai particolari parametri di progetto adottati, EBK Endurance ha una vita utile dell’intero powertrain superiore a quella delle migliori vetture elettriche attualmente circolanti al mondo. Con un’autonomia che, in pedalata assistita ed in configurazione a norma di legge, può coprire ben 580 km*, non esiste pari sul mercato mondiale. Ed anche se presto la concorrenza sarà agguerrita, saremo comunque stati i primi a bruciare una simile tappa.

*Leggi i paragrafi “Prestazioni”, “Note sulle prestazioni” e “Note sull’autonomia”.

Scopo del progetto

Non si tratta di un prodotto destinato alla vendita anche se, tramite “www.Berardi-Store.eu” (partner ufficiale di questo Blog), vengono vendute tutte le componenti necessarie per realizzare autonomamente biciclette elettriche da strada a norma di legge e biciclette da competizione o per esigenze speciali. Ci serviamo di questi prototipi al fine di studiarne ogni minimo dettaglio e poter sfruttare il bagaglio di conoscenze maturato di volta in volta per dedicarci ad applicazioni più particolari di cui avremo modo di parlare meglio in seguito. Siamo in grado di trarre da questi progetti centinaia di dati da studiare e soluzioni a numerose problematiche tecniche dei veicoli puramente elettrici ed ibridi non necessariamente solo a due ruote (biciclette, trike, tandem, citybike, mountainbike, moto enduro, moto da corsa, ecc.) ma anche a quattro ruote (kart, piccole FSAE, Formulini, ecc.). Ralph DTE EBK Endurance non nasce per offrire prestazioni brucianti bensì per una elevatissima autonomia ed una altrettanto elevata affidabilità di marcia, nasce quindi, come dice il nome, per prestazioni di durata.

Motore
Elettrico di tipo brushless;
installazione nel mozzo ruota;
trasmissione diretta;
efficienza ∼90%;
potenza erogabile impostabile elettronicamente nel range tra 250Watt e 3000Watt;
coppia massima sviluppata >100Nm;
hall sensors;
sensori temperatura;
sensore velocità motore giri/min;
sensore coppia motore Nm;
possibilità di viaggiare in continuo a 2000 Watt senza surriscaldamenti anche in Agosto a circa 40°C  di temperatura ambiente per decine e decine di chilometri anche con ripetute salite grazie al nostro setting professionale e ad opportune implementazioni.

Gestione elettronica
Display per la visualizzazione di tutti i parametri del powertrain (velocità media, velocità istantanea, velocità massima, tensione minima, tensione istantanea e tensione massima, corrente istantanea, corrente massima, Watt erogati, Watt di picco, Wh consumati, Wh/km, Wh rigenerati, Ah consumati, Ah rigenerati, % rigenerazione, km percorsi… ecc.. Impostazione della potenza massima erogabile, impostazione della velocità massima raggiungibile, impostazione della pedalata assistita, ecc..).
Controller con gestione della rigenerazione dell’energia in frenata/rilascio su vari livelli.
Elettronica di gestione del pacco batterie (funzioni di controllo, protezione, datalogging, elaborazione dati…).
Due sistemi di datalogging.
Due collegamenti satellitari.
Un sistema telemetrico per la dinamica del veicolo.
Sistema di diagnosi.
Upgrade: Controllo separato per la frenata rigenerativa con manettino impostabile su più livelli tipo F1.

Pacco batterie
Upgrade: nuovo pacco batterie Li-Ion con elettronica aggiornata, chimica riservata.
Elevatissima ciclabilità grazie a particolari parametri del progetto.
Protezione da corto circuito, sovratensione, sottotensione, sovratemperatura, scariche eccessive.
Bilanciamento passivo delle celle in carica/scarica.
Rilievo di tutti i dati elettrici e delle condizioni di funzionamento.
Sensori di temperatura.
Teleruttore.
Sonda di corrente.
Tracciamento di tutti i dati in relazione al percorso ed alle mappe tracciate dal GPS.
Sistema di diagnosi.

Controlli
Acceleratore mediante potenziometro lineare.
Sensore di coppia nella guarnitura dei pedali.
Possibilità di switching da PAS a eBike.
Connessione del powertrain al computer mediante cavo seriale RS232 o USB.
Possibilità di connettere al computer in maniera indipendente i vari dispositivi elettronici del powertrain (è possibile lavorare sull’elettronica di un dispositivo durante interventi di manutenzione sugli altri dispositivi, come nelle massime categorie motosportive).
Cruise control con possibilità di variazione dei valori +/-.
Ignition cut e Frenata rigenerativa.
Upgrade: Controllo separato per la frenata rigenerativa con manettino impostabile su più livelli tipo F1.

Ciclistica
Telaio monoammortizzato o biammortizzato.
Cerchione posteriore rinforzato per i carichi apportati dal powertrain.
Raggi rinforzati e tagliati a misura per ospitare il motore elettrico.
Pneumatici con corpo rinforzato e basso numero di tele per pollice.
Camere d’aria rinforzate.

Implementazioni a breve termine
Sistema frenante a disco anteriore da 210mm.
Sistema frenante a disco posteriore da 180mm.
Sistemi di raffreddamento.
Nuovi strumenti di analisi del percorso effettuato.
Nuovo cablaggio cavi con relativi sistemi di connessione derivati dalla F1.
Nuova serie sterzo e forcella specifica per le maggiori sollecitazioni.

Prestazioni
Velocità massima in puro elettrico: 62 km/h.
Velocità massima in pedalata assistita: 25 km/h
Potenza massima in puro elettrico: 3000 Watt
Potenza massima in pedalata assistita: 250 Watt
Coppia massima: >100Nm
Corrente massima: >100A
Pendenza massima superabile: n.d.
Accelerazione da 0 a 25 km/h: 1,2 secondi
Accelerazione da 0 a 50 km/h: 2,8 secondi
Autonomia in puro elettrico: c.a. 120 km (con una coppia >100Nm e una potenza di 3kW).
Autonomia in pedalata assistita: 200-250 km (con una coppia di 80Nm e una potenza di 2kW).
Autonomia in pedalata assistita: c.a. 580 km (con una coppia di 27Nm, intervento di assistenza alla pedalata su livello 1, una potenza di picco di 250Watt e una velocità massima di 25 km/h).

Note sulle prestazioni

L’autonomia e la velocità massima raggiungibile nelle varie configurazioni dipendono dal tipo di percorso effettuato (pendenza delle salite, frequenza delle salite, intervallo tra le salite e le discese, tratti pianeggianti, grado di rigenerazione in discesa/rilascio, ecc.), dalla massa del ciclista, dall’aerodinamica (l’abbigliamento può costituire un freno aerodinamico ad esempio nel caso di giacconi invernali), dalle condizioni ambientali (in caso di vento i consumi aumentano come per tutte le tipologie di veicoli), dalla qualità delle celle impiegate nel progetto, dal livello di sofisticazione dell’elettronica a corredo, dal tipo di motore elettrico scelto (il progetto del rotore, dello statore, degli avvolgimenti, ecc. influenza notevolmente le capacità del motore di esprimere coppia e potenza, nonché di consumare più o meno energia ai diversi regimi di rotazione) e dalla massa della bicicletta sommata a quella del powertrain.

Note sull’autonomia

Attenzione, i valori forniti circa le percorrenze chilometriche “non” sono stati ottenuti affidando l’eBike ad un ciclista minuto, molto leggero, su un percorso di sola pianura, in assenza di vento, ostacoli, sconnessioni e ponderando la richiesta di prestazioni. I valori sono stati ottenuti “andando costantemente al massimo” delle prestazioni erogabili nelle varie configurazioni, con un ciclista di 74 kg, in presenza di “numerose salite”, sconnessioni del fondo, intemperie, considerata la massa delle strumentazioni installate a bordo per il test, ecc. Questo significa che i circa 100-120 km coperti in modalità “puro elettrico” sono stati effettuati con il gas quasi sempre aperto al massimo. Per il termine “quasi” non ci sono asterischi, il quasi simboleggia il fatto che è naturale che esistano tratti dove si debba chiudere il gas, frenare, decelerare o fermarsi. Non è poco…

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Motore prototipo eBike Ralph DTE EBK Endurance

Non è affatto facile risolvere le innumerevoli problematiche tecniche che si celano
dietro la realizzazione di una buona bicicletta elettrica DIY, ma quando si parte e si
va ogni sforzo è ripagato e la sensazione di libertà che si prova è indescrivibile.