¿Cómo funciona una bicicleta eléctrica?

Última actualización: septiembre 2019.

Sencilla, barata y resistente, la bicicleta es el medio de transporte más popular del mundo. Sin embargo, no es para todos: subir cuestas fuertes con la bicicleta sólo está al alcance de personas con una cierta forma física.

La bicicleta eléctrica, de pedaleo asistido o e-bike, revoluciona el mundo de la movilidad: comparte las ventajas de los medios motorizados, pero con la sencillez, agilidad, economía y ecología de la bicicleta convencional. Pero, ¿cómo funcionan las bicicletas eléctricas?

Cómo funciona una e-bike

La «anatomía» de una bicicleta eléctrica o ebike, es similar a la de una bici normal: tiene cuadro, frenos, pedales, transmisión, sillín… todo ello en idéntico sitio en una bicicleta eléctrica y en una bicicleta normal.  La gran diferencia entre una bici convencional y una ebike o una bicicleta a la que se ha instalado un kit de conversión a eléctrica es que éstas últimas llevan un motor eléctrico y los componentes que éste necesita para funcionar.

El motor se instala principalmente en tres posiciones: en los bujes de las ruedas delantera o trasera o en el cuadro (motor central), accionando directamente el eje de pedaleo. Hay otras configuraciones, como los motores que actúan sobre la superficie de la cubierta, pero son menos frecuentes.

Los motores que montan la mayoría de e-bikes modernas son del tipo sin escobillas (brushless). Un motor eléctrico convencional consta de varios electroimanes que giran por repulsión magnética dentro de unos imanes fijos. La polaridad de los electroimanes en cada momento (es decir, la posición de su polo Norte y Sur) es controlada por unas placas conductoras (el colector) que están en contacto con unas escobillas.

En los motores brushless, las escobillas y el colector son sustituidos por un componente electrónico llamado controlador que determina las polaridades que han de tener los electroimanes en cada momento. Además, en estos motores, a diferencia de los convencionales, las bobinas de los electroimanes suelen están fijas y son los imanes los que giran.

Al no haber rozamiento en las escobillas, los motores brushless ofrecen ventajas, entre otras, que el desgaste es mucho menor —por lo que no necesitan mantenimiento—, y que no oponen apenas resistencia cuando no están funcionando; de este modo, la experiencia de llevar una ebike con el motor desconectado —o con la batería agotada— es idéntica a la de llevar una bici convencional (excepto en el peso que añade el kit eléctrico a la bici).

La legislación europea indica que en una ebike el motor solo debe funcionar si simultáneamente se están accionando los pedales. Esto significa que el motor no debe sustituir a la tracción humana, sino que ha de complementarla, es decir, hace mucho más suave el pedaleo.

Para esta tarea existe un elemento, llamado sensor de pedaleo, que detecta el movimiento de los pedales. La señal de movimiento de los pedales se transmite al controlador, que se encarga de poner en marcha el motor. Los sensores de pedaleo más sencillos constan de un disco de material plástico en el que se insertan varios imanes. El paso de los imanes frente a un detector indica que los pedales están girando. 

En el momento en que el sensor detecta que los pedales están en movimiento, envía una señal al controlador que pone en funcionamiento el motor.

Existe otro sistema alternativo para detectar que los pedales están girando, el sensor de par. Su peculiaridad es que no sólo es capaz de detectar el giro de los pedales, sino también la fuerza que el ciclista hace sobre los pedales y por lo tanto el equipo es capaz de pedir al motor la potencia que se necesita en cada momento: si el ciclista se emplea con fuerza sobre los pedales el motor responderá entregando mucha potencia y si el ciclista hace poca fuerza sobre los pedales, el motor entregará menos potencia. Si quieres saber más sobre el sensor de pedaleo y el de par, consulta esta entrada de nuestro blog.

La batería es, por último, el elemento que suministra la electricidad al sistema. Aunque hay ebikes que emplean baterías de níquel o de plomo, las más modernas disponen de baterías de ion de litio que internamente están compuestas de pequeñas células, generalmente del tipo 18650 o de las más modernas 20700.

El dato más importante de una batería es su capacidad, que se mide en amperios hora (Ah). Un valor de 9 Ah, por ejemplo, indica que la batería es capaz de suministrar 9 amperios de intensidad de corriente durante una hora (o 18 amperios durante media hora o 4,5 amperios durante 2 horas…). La capacidad se suele expresar también en vatios hora (Wh). El valor de la capacidad en vatios hora se obtiene multiplicando los Ah por el voltaje. En el ejemplo anterior, si hablamos de un equipo de 36 V una batería de 9 Ah, almacenará una energía 324 Wh.

Lógicamente, cuanto mayor es la capacidad de una batería, mayor será la autonomía que proporcionará a tu bicicleta. Si quieres saber más sobre la autonomía de la bici eléctrica, puedes consultar este artículo.

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