Lea la historia de las bicicletas eléctricas

En primer lugar, es necesario aclarar la diferencia esencial entre “bicicleta de pedaleo asistido” y “bicicleta eléctrica”.

Las bicicletas eléctricas se desarrollaron por primera vez en Japón a finales de los años 80 y principios de los 90. Se llaman PAS (Power Assist System), que significa “bicicletas de pedaleo asistido”. En Japón, las bicicletas eléctricas solo pueden usar un sistema de control de potencia proporcional, es decir, deben funcionar en modo híbrido “fuerza humana + electricidad”, y no se permite adoptar el modo puramente eléctrico. Por lo tanto, la bicicleta eléctrica japonesa es en realidad una “bicicleta de pedaleo asistido”.

A finales de los años 90, el concepto de bicicleta eléctrica se introdujo en China, pero debido a la tecnología y las técnicas de producción atrasadas, las empresas chinas no podían producir el Sistema de Asistencia de Potencia. Sin embargo, importar piezas importantes de Japón era extremadamente caro, y la producción de la bicicleta completa superaría con creces el nivel de consumo de China en ese momento. Por lo tanto, las empresas chinas cambiaron de idea y utilizaron varias tecnologías alternativas en la bicicleta de pedaleo asistido, pero la asistencia de potencia resultó ineficaz. Finalmente, tuvieron éxito con la estructura de “acelerador” de las motocicletas, que es lo más común en nuestra vida hoy en día como “vehículos eléctricos”. Quizás sea por el uso de la estructura de “acelerador” que la bicicleta eléctrica actual en China se parece cada vez más a una motocicleta, la mayoría ha eliminado los pedales y ha perdido la apariencia de “bicicleta”.

 

Las “bicicletas eléctricas que han perdido su apariencia” son ahora ampliamente populares en China.

En el idioma inglés, la bicicleta eléctrica se llama “E-Bike”, pero esta palabra combinada es demasiado amplia y a menudo incluye vehículos eléctricos sin forma de bicicleta. Por eso se usa el término PAS en Japón, y en Europa se ha utilizado durante mucho tiempo el término “Pedelec” para referirse a las bicicletas de pedaleo asistido, es decir, bicicletas con pedales y “Sistema de Asistencia Dinámica”.

 

 

Uso del Sistema de Asistencia de Potencia

 

La diferencia más esencial entre “Pedelec” y “e-bike” según se entiende actualmente en China es que la e-bike está diseñada para resolver el problema del cansancio al andar en bicicleta, por lo que aún requiere que la persona pedalee, y luego se introduce la electricidad para hacer que andar en bicicleta sea más fácil y ahorre esfuerzo. Mientras que la mayoría de las llamadas e-bikes en China han eliminado el diseño de pedales, convirtiéndose en teóricas “motocicletas eléctricas”, que usan electricidad pura como potencia.

En segundo lugar, necesitamos entender el origen del “Pedelec”.

De hecho, ya hace más de cien años, la gente comenzó a pensar en cómo resolver el problema del cansancio causado por andar en bicicleta. A finales del siglo XIX y principios del XX, apareció la bicicleta con motor de combustible. No fue hasta finales del siglo XX que nació el primer Pedelec del mundo en YAMAHA, seguido por Panasonic, SANYO, Bridgestone y Honda.

Como centro de la cultura global del ciclismo, Europa observó el desarrollo de Japón. Luego, marcas alemanas como BOSCH, BLOSE, Continental y otras siguieron e introdujeron PAS (Sistema de Asistencia de Potencia), lo que promovió la popularidad del Pedelec en Europa. Debido al alto umbral técnico para lograr una operación híbrida perfecta de potencia y fuerza humana, en Japón y Europa, generalmente son las empresas relacionadas con automóviles y baterías las que realizan la investigación y desarrollo de la tecnología “Sistema de Asistencia de Potencia”, lo que dificulta la entrada de otras empresas. A continuación, conozca el ‘Sistema de Asistencia de Potencia’ de PAS. Para la verdadera e-bike, solo se permite funcionar en modo asistido, que debe ser un modo de salida de potencia híbrido “humano + potencia”, sin modo puramente eléctrico. Solo se permite usar el modo de potencia, porque el modo de potencia asistida garantiza efectivamente la seguridad y confiabilidad del ciclismo, y aumenta enormemente la autonomía de una sola carga, evitando efectivamente el aumento del peso del vehículo al mismo tiempo, y también tiene el doble efecto de caminar y ejercitar el cuerpo, permitiendo a las personas mantener una experiencia de ciclismo mientras montan con facilidad y viajan más lejos. Como resultado, las ventajas y desventajas del “Sistema de Asistencia de Potencia” siempre han sido el estándar para medir el nivel de las bicicletas eléctricas, y también es el campo donde la competencia entre empresas es más feroz.

 

Diagrama esquemático del Sistema de Asistencia de Potencia

Utilizado por el sensor de par como núcleo del sistema de control multisensor, el sensor de par (también conocido como sensor de torque) puede detectar el par de salida humano, luego llama a la potencia para que el motor genere par y asista al humano. Un estándar para medir si un sistema de asistencia de potencia es lo suficientemente bueno es “si la forma de onda del par de salida eléctrica es perfecta o no se acerca a la forma de onda del par de salida humano”, y luego las dos formas de onda deben ser lo más consistentes posible. Cuando la salida humana es grande, la salida de potencia aumenta; cuando la salida humana disminuye, la salida de potencia es menor. La potencia siempre cambia de manera lineal según una cierta proporción, junto con el cambio humano, para lograr la mejor asistencia de potencia al andar, maximizando la ventaja de la fuerza humana y la electricidad al mismo tiempo, haciendo que la persona monte con facilidad y sin desperdiciar electricidad.

 

Cómo mejorar la precisión de detección del sensor de par, aumentar la velocidad de reacción del sistema de control y hacer que el par de salida de potencia sea más lineal ha sido el núcleo del desarrollo del “Sistema de Asistencia de Potencia”. Además de usar el sensor de par, los sistemas de nivel superior también usan sensores de velocidad y sensores de frecuencia, por lo que el modelo matemático y el algoritmo son más complejos. El nivel actual de la tecnología de sensores de par (sensor de torque), el modelo matemático correspondiente para muchos sensores y algoritmos está principalmente en manos de empresas japonesas y alemanas. Hasta los últimos dos años, la empresa nacional BAFANG y TSINOVA desarrollaron tecnología del mismo nivel, y han pasado los estándares europeos EN15194 y EN300220, pudiendo competir con BOSCH y otras empresas en el mercado europeo. Además, TSINOVA se ha convertido en socio estratégico de Panasonic, promoviendo conjuntamente el desarrollo de bicicletas de pedaleo asistido en el mercado chino.

 

Además de los sensores de par, también se requieren sistemas de motor de alto rendimiento y sistemas de batería de alto rendimiento. Actualmente, las excelentes bicicletas de pedaleo asistido utilizan “motores de CC de alta velocidad sin escobillas” y controladores de onda sinusoidal FOC, porque cuanto mayor es la velocidad del motor, menor puede ser el volumen y peso del motor, y mayor es la eficiencia de salida del motor. Actualmente, las bicicletas eléctricas más populares en China utilizan motores de baja velocidad, es decir, motores comunes de gran diámetro pero relativamente planos, mientras que los motores de alta velocidad generalmente tienen un diámetro pequeño, por lo que son relativamente gruesos. La ubicación de instalación del motor de la bicicleta de pedaleo asistido se divide principalmente en dos tipos: uno está en el medio, es decir, instalado en el eje de cinco puntos de la bicicleta, y el otro está instalado en el buje de la bicicleta. La bicicleta de pedaleo asistido nació a principios de los años 90, YAMAHA usaba baterías de plomo-ácido, pero pronto mejoraron usando baterías de níquel-cadmio, y en los últimos años, con el desarrollo de la tecnología de baterías de litio, las bicicletas de pedaleo asistido de alta gama ahora básicamente usan tecnología de baterías de litio. Además, con el desarrollo de la tecnología en los últimos años, para mejorar aún más la experiencia de uso y la seguridad y confiabilidad de la bicicleta de pedaleo asistido, han surgido cada vez más tecnologías automotrices y de tecnología de la información electrónica aplicadas en el campo de la bicicleta de pedaleo asistido. Un ejemplo representativo es la exploración y desarrollo tecnológico de TSINOVA, como el recordatorio de punto ciego trasero, freno de disco ABS, transmisión por correa dentada y tecnología de bus CAN.

Finalmente, ¿cuáles son las bicicletas eléctricas comunes actuales? ¿Cuál es la diferencia? ¿Cómo se está desarrollando en el país?

Desde su inicio en Japón, la e-bike ha estado usando el “Sistema de Asistencia de Potencia” con sensor de par como núcleo, y ha cambiado durante muchas generaciones. Todavía mantiene la posición líder en el mundo. Alemania está alcanzando a Japón muy rápidamente. Ahora básicamente puede igualar a Japón en tecnología. Por supuesto, hay muchas opiniones de que Alemania ya ha superado a Japón. La bicicleta de pedaleo asistido, después de entrar en China, tomó otro camino de desarrollo. Debido a que ninguna empresa desarrolló el núcleo básico del “Sistema de Asistencia de Potencia”, y comprar el sistema japonés o alemán era demasiado caro, después de más de 10 años de crecimiento brutal, ahora las ciudades y áreas rurales de China están llenas de una gran cantidad de scooters eléctricos motorizados envueltos en decoración de plástico, que ya se han convertido en un problema persistente de accidentes de tráfico. En el norte, Shenzhen, Guangzhou y Shenzhen han prohibido completamente este tipo de vehículos, y Beijing también está comenzando a limitarlos.

 

Conclusión: la bicicleta eléctrica es un fuego en el frío invierno.

Después de 20 años de desarrollo, la bicicleta eléctrica se ha convertido en un popular medio de transporte de dos ruedas en Japón, mientras que el mercado europeo ha estado en auge en los últimos años. Solo en 2015, las ventas de bicicletas eléctricas en los Países Bajos aumentaron un 24%, mientras que las ventas en Alemania también aumentaron un 11.5%, y la producción aumentó un 37%. Especialmente en los últimos años, las ventas de bicicletas en el mercado europeo continúan disminuyendo, y el aumento de las bicicletas eléctricas es aún más prometedor.

Las empresas nacionales de bicicletas eléctricas o empresas de bicicletas han lanzado bicicletas eléctricas equipadas con “Sistema de Asistencia de Potencia”, pero la mayoría son para exportación y no se venden en el mercado chino. Dirigido al mercado nacional, HOTEBIKE tiene como objetivo promover el desarrollo de las bicicletas chinas en una dirección de pedaleo asistido. Pero es previsible que, con el crecimiento de la economía china, el aumento de su poder de consumo y el progreso de su propia tecnología, las e-bikes están destinadas a tener un futuro prometedor.

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