Batterie per bici elettriche

(articolo aggiornato a gennaio 2018)

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La batteria è ciò che dà energia al motore, e costituisce il singolo componente più costoso di una bici elettrica. Ne esistono di diversi tipi. In generale, quelle a poco prezzo sono più pesanti e hanno poca autonomia, mentre all’aumentare del prezzo diminuisce il peso e aumenta l’autonomia. Una batteria di qualità durerà anche di più nel tempo, e sarà necessario sostituirla più raramente.

Le batterie per ebike possono essere divise in tre grandi gruppi a seconda della loro composizione chimica:

• Batterie al litio: questa è attualmente la tecnologia migliore fra quelle usate per produrre batterie di bici elettriche. Sono molto più piccole e leggere delle altre, con una capacità di 90-150 Wh per Kg: ciò può tradursi in un ridotto peso a parità di capacità, o in una maggiore capacità a parità di peso, aumentando quindi l’autonomia della bici; è più frequente naturalmente un compromesso fra questi due estremi, per creare bici che sono più leggere e con maggiore autonomia di quelle che montano batterie al piombo. Inoltre, le batterie al litio non soffrono del famigerato “effetto memoria”, e non è quindi necessario aspettare che siano quasi completamente scariche per ricaricarle. Il lato negativo è che hanno un prezzo maggiore degli altri tipi, dovuto anche al più complesso sistema elettronico di gestione della batteria. Questo è il tipo di batteria che consigliamo, in quanto l’alto prezzo iniziale viene compensato dalla migliore performance e maggiore durata.
  Per semplicità abbiamo finora parlato di batterie al litio in generale: in realtà ne esistono di diversi tipi. Il tipo presente da più anni sul mercato è quello basato sugli ioni di litio (Li-ion); una variante diffusa è rappresentata dalle batterie ai polimeri di litio (Li-Po), con una maggiore densità energetica (circa il 20% in più); ancora poco diffuse invece le batterie litio-ferro-fosfato (LiFePO₄), molto interessanti per la loro maggiore sicurezza e soprattutto per la maggiore durata nel lungo periodo (più di 1000 cicli di ricarica se gestite bene, contro i 500 delle batterie Li-ion); dato che la batteria è quasi sempre il singolo elemento più costoso di una bici, può avere senso investire in batterie con una vita utile più lunga.
• Batterie al piombo (PB): questa è la tecnologia più vecchia ancora in uso per le batterie ricaricabili. Il rapporto peso/autonomia è sfavorevole, nel senso che sono molto pesanti per l’autonomia che riescono ad offrire (circa 25Wh per Kg). I tempi di ricarica sono molto lunghi, richiedendo in genere 8 o più ore. Sono quindi indicate per chi prevede di usare la bici elettrica per percorsi brevi.
• Batterie al Nichel-metallo idruro (NiMH), migliori di quelle al piombo ma non ancora al top dell’efficienza (hanno una capacità di 55-70 Wh per Kg). Hanno lo svantaggio di soffrire maggiormente dell’effetto di autoscarica (nel senso che tendono a scaricarsi anche quando non utilizzate), e presentano il cosiddetto “effetto memoria”, che ne riduce di molto la capacità in caso di cariche e scariche parziali. Sono comunque pochi i modelli di ebike che le montano.

Al giorno d’oggi l’unico tipo di batteria che vale la pena acquistare è quello al litio.

La capacità delle batterie per bici elettriche

Quando si sceglie una bici elettrica, oltre a guardare al tipo di batteria che monta, è necessario confrontare anche la capacità della batteria. La capacità si misura in Watt-ora (Wh).

Intuitivamente, maggiore è il valore di Watt-ora (Wh) della batteria, più essa durerà, aiutandoci a compiere un maggior numero di chilometri, o ad affrontare dislivelli maggiori.

Per completezza d’informazione, un Wh è uguale agli Ampere-ora (Ah) moltiplicati per i Volt (V) dell batteria. Una batteria da 36V con 10Ah ha un valore di 36×10=360Wh.

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L’autonomia delle bici elettriche

Precisiamo fin da subito che dare dei dati generali riguardo all’autonomia delle ebike non è per niente facile. Il numero di chilometri che si possono percorrere prima che la batteria si scarichi è determinato da un numero altissimo di fattori. Ne ricordiamo alcuni: la capacità della batteria; l’efficienza del motore; il livello di assistenza del motore rispetto alla pedalata; la lunghezza e la pendenza delle salite che si affrontano; il vento; il peso del ciclista; il livello di gonfiaggio delle camere d’aria…

Detto questo, possiamo azzardare qualche numero, da prendere chiaramente cum grano salis, come dicevano i latini. Prendiamo come riferimento una bici elettrica medio/buona, con componenti di buona qualità e batterie al litio; ipotizziamo un livello di assistenza del motore medio (con il motore che fornisce il 100% della spinta offerta dal ciclista, raddoppiandola quindi). In questo caso, una batteria da 300Wh può assistere la pedalata per circa 55 chilometri, che scendono a 35 nel caso in cui nel percorso ci siano diverse salite, e salgono a 75 in caso di condizioni ottimali. Con una batteria da 400Wh si può arrivare anche a 75 chilometri (50 in condizioni difficili, 95 in condizioni ottimali). Questi dati sono quelli stimati da Bosch per i suoi sistemi per bici elettriche. A partire da questi dati, potete stimare l’autonomia del modello di bici elettrica a cui siete interessati. Come si diceva nella guida all’acquisto delle bici elettriche, però, la cosa migliore da fare è testare la bici, magari noleggiandola.

Con il tempo, l’autonomia offerta dalla batteria comincerà a diminuire in modo graduale. Si tratta di un effetto che si può cominciare a percepire generalmente solo dopo 24-36 mesi, se la batteria è stata tenuta bene. Per questo motivo, è importante scegliere bici con batterie con una capacità maggiore del 15-20% rispetto a quella che effettivamente serve, in modo da allungarne il più possibile la durata utile nel tempo.

Come gestire al meglio le batterie

Le batterie sono in molti casi il singolo elemento che contribuisce maggiormente a formare il prezzo di una bici elettrica. È importante quindi imparare a gestirle al meglio, per prolungarne la vita.

Alcune considerazioni generali: è necessario capire che le batterie per bici elettriche sono sì ricaricabili, ma solo fino a un certo punto. Con il passare dei mesi, la loro capacità va lentamente a diminuire, fino a quando non vanno sostituite. Con un uso tipico di una bici elettrica, e con una accorta gestione, una batteria al litio può durare circa 3-4 anni. È bene ricordare al riguardo che ci sono sostanziali differenze fra le varie batterie, e che di solito una batteria migliore, dal prezzo più alto, durerà di più nel tempo, facendo in realtà risparmiare.

Le batterie operano al meglio a temperature simili a quelle a cui operano al meglio anche…gli esseri umani! Quando fa freddo perciò (sotto i 10°C), è bene tenere le bici e ricaricarne le batterie al coperto, e portare la bici fuori solo al momento dell’uso effettivo.

Le batterie si danneggiano anche se vengono sovraccaricate spesso: evitate quindi di lasciarle attaccate al caricabatterie dopo che la carica è completata; allo stesso modo, si danneggiano anche se vengono scaricate al massimo, soprattutto quelle al Litio, che possono anche smettere definitivamente di funzionare se lasciate scaricare.

Le batterie infine vanno trattate con una certa accortezza, in quanto scossoni e vibrazioni possono danneggiare i componenti chimici al loro interno.

Per quanto riguarda le batterie al Litio, è necessario aggiungere qualche dettaglio: se, magari durante il periodo invernale, non si utilizza a lungo l’ebike, è necessario comunque ricaricare regolarmente la batteria, circa una volta al mese. Per essere ancora più precisi, la cosa migliore sarebbe caricare la batteria fino a circa il 50-60% della sua capacità; almeno una volta al mese poi bisognerebbe controllare lo stato di carica, che probabilmente sarà sceso un po’; riattaccate la batteria al caricabatterie fino a farla tornare nuovamente al 50-60%.

Sostituzione o rigenerazione delle batterie per ebike

Abbiamo visto come mantenere in efficienza la propria batteria il più a lungo possibile. Tuttavia, è inevitabile che dopo 3 o 4 anni le prestazioni di una batteria al litio comincino a calare. Noterete che i chilometri che riuscite a percorrere prima di dover ricaricare la batteria sono sempre meno, fino ad essere insufficienti per le vostre necessità. È un fenomeno del tutto normale, causato dalla naturale degradazione degli elementi chimici che compongono la batteria.

Cosa fare in questi casi? Non sempre i produttori o i rivenditori di bici elettriche rispondono alle richieste di assistenza dei clienti. Può darsi anche che nel frattempo le batterie della forma montata sulla vostra bici elettrica siano terminate, e le nuove batterie che trovate pronte all’acquisto potrebbero non essere compatibili con la vostra ebike.

In genere la soluzione migliore è quella del “ricellaggio”: si tratta in pratica di sostituire gli elementi interni (celle) che costituiscono la batteria, mantenendo l’involucro esterno. In questo modo si è sicuri che la batteria sia compatibile con la bici. Ci sono varie aziende che offrono servizi di questo genere, operando su tutto il territorio nazionale grazie ai corrieri. Solitamente è necessario seguire una procedura descritta sul sito dell’azienda, che prevede la spedizione della batteria presso il laboratorio della ditta; i tecnici si occuperanno della sostituzione delle celle e eventualmente anche del Battery Management System (BMS); se c’è spazio a sufficienza, può anche essere possibile aumentare la capacità della batteria rispetto a quella originale. Dopo una fase di test per controllare il corretto funzionamento della batteria, questa viene rispedita al cliente che può tornare a godere di una bici elettrica con decine di chilometri di autonomia.