Fai da te
Guida al montaggio di un kit motore
Nine Continent JZ-FC

Hub anteriore per bici elettrica

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Tutto quello che volevate sapere sui Kit Nine Continent JZ-FC

 

Introduzione

Che cos'è una bici elettrica
È una bici a pedalata assistita conosciuta come "Bici elettrica " o "e-Bike"

Una Bici elettrica, semplificando, è una bici con l'aggiunta di batterie ricaricabili e di un motore elettrico fino a 250W che entra in funzione solo se si pedala (dispositivo PAS) e puó aiutare il ciclista a raggiungere i 25Km/h , dopo di che il motore deve smettere di aiutare, questo secondo la legge vigente.

La stessa bici elettrica può essere utilizzata come una normale bicicletta, senza alcun aiuto da parte del motore, solo che alcuni modelli possono introdurre più o meno resistenza al rotolamento.

L'aggiunta dell'assistenza del motore permette al ciclista di pedalare con meno sforzo, al fine di raggiungere una maggiore distanza, per scalare colline, per vincere l'avvanzamento contro il vento.

Nella sua dimensione velocità e guida, le competenze richieste sono simili alla guida di una tradizionale bicicletta, può invece cambiare il peso a seconda dei modelli in genere fra i 20kg per le piu' leggere fino ai 35kg per le più pesanti, in genere dipende dal tipo di batterie impiegate, al piombo le più pesanti, al Ni-Mh meno pesanti e al Litio le più leggere.

La bicicletta elettrica si può considerare ad emissioni zero, salvo poi trasferire le emissioni a monte nella centrale elettrica.
Per dare un paragone sui consumi con una energia di 150Wh si possono percorrere 30km.

Per la conduzione della bici elettrica non è richiesta patente, bollo, assicurazione,targa e casco, e possono circolare liberamente dove possono circolare le normali biciclette.

I Kits di trasformazione: ora che avete vi siete fatti un'idea sulla bici elettrica, i Kits di trasformazione Vi permettono aggiungendo un motore, batterie e PAS di avere a disposizione a tutti gli effetti una Bici elettrica a pedalata assistita.

 

Questa Guida al Montaggio nasce dopo l'esperienza che mi sono fatto nel montare e smontare questi Kit della Nine Continent su diversi modelli di biciclette. Durante queste prove ho appreso quali difficoltà si possono incontrare durante il montaggio del kit, quale potrebbe essere la bicicletta piú idonea. Una serie di test mi ha fatto comprendere quali prestazioni possa fornire un motore HUB brushless in versione codice ovvero da 250W di potenza e alimentato a 36V.

Questo Kit all'epoca (autunno 2007) me lo ero procurato in Germania presso l'unico rivenditore Europeo che si trovava, oggi il Kit è reperibile anche in Italia presso due Importatori.

Il kit è un prodotto Cinese, si può dire che forse 85% della produzione mondiale in questo ambito sia loro, nella fattispecie questo prodotto è persino marchiato con codice Qualità ISO 9001-2000.

INDICE
 


CARATTERISTICHE TECNICHE DATI DEL COSTRUTTORE

Motore di tipo hub con cerchio da 26" per ruota anteriore

Tensione di alimentazione : 36V  

Potenza : 150-300w

Peso netto:5.4kg 

Coppia max: 200kg/m

Coppia di torsione standard :150kg/m

Potenza valutata:250Watts

Massime velocità:20-25km/h

Distanza per carica:70-80km basata su batteria 36v 12ah

Tensione di alimentazione : 36 V

Limite di corrente assorbita: 15 Amp

Protezione di tensione minima per batteria: 31 ± 0.5 V

COME SI PRESENTA L'IMBALLO


L'imballo è uno scatolone di circa 60x60x30cm - peso 6Kg

Aperto il pacco appare la ruota da 26" già montata, (è possibile avere anche ruote da 28").
Il cerchio è in alluminio ed è specifico per questo tipo di applicazione con alto profilo e dotato di doppia parete come potete osservare nella foto sotto.


CARATTERISTICHE DEL CERCHIONE


In pratica la camera d'aria non appoggia direttamente sui niples dei raggi ma su uno strato di alluminio superiore, dalla foto si vedono dai fori , i niples sottostanti.

Vi consiglio di verificare che tutti i fori siano privi di bave, nel caso asportatele e poi vi suggerisco di applicare un nastro protettivo come nelle normali ruote.

Se non lo fate, è sufficiente una pressione di gonfiaggio attorno alle 5 atm. e la camera d'aria si infila dentro ai fori del cerchio con conseguente scoppio.

Si sono dovuti adottare questo tipo di cerchioni rinforzati perchè i precedenti tipi erano soggetti a rotture dovuti al maggior carico esercitato dal motore in unione alla coppia generata dallo stesso che in taluni casi puo' anche superare i 20Nm.


ELENCO COMPONENTI KIT


foto tratta dal sito del produttore

 

Oltre al motore montato sul cerchio venivano forniti:

- Una manopola con acceleratore
- Due leve per freni in alluminio dotate di switch on/off per lo stacco del motore
- La centralina PWM per alimentare il motore e connettori per collegamento batterie.
- Un dispositivo PAS
- Fascette per il cablaggio
- Un foglio di schema di collegamento e delle istruzioni in tedesco.

Tutto il cablaggio è dotato di connettori maschio/femmina con corrispondenti cavi colorati, per cui è semplice effettura le varie connessioni.

Nota

Col passare del tempo i Kit sono stati forniti con differenti particolari, come ad es: manopole, leve freni, centraline, connettori ecc.


BICICLETTA : REQUISITI DELLA FORCELLA

 

 

Vediamo ora quali sono i requisiti della bici affichè si possa utilizzare il kit, in questo caso l'Hub della Nine Continent prevede questi requisiti minimi per il suo utilizzo, tra l'altro non specificati sul sito web del costruttore. Per una corretta scelta della bici leggere anche qui

In pratica gli steli delle forcelle debbono avere una quota minima di 85mm a 65mm dal centro del perno, in modo che l'hub possa girare senza sfregare nella forcella.

Il fissaggio del perno del mozzo richiede 100mm di interasse che è pressochè uno standard odierno, da verificare comunque su bici di una certa età.


Un altro particolare da tenere presente è che la zona di appoggio delle rondelle sulla forcella debbono essere piatte e non come accade su alcune forcelle su cui sono presenti dei risvolti di metallo.

Nel disegno sopra è riportato il modo corretto di montaggio dell'hub.

L'hub è fornito con i distanziali con spessore di 5mm che sono i primi distanziali a contatto con l'Hub. Con forcelle standard di 100mm di interasse questi distanziali non vanno bene ed occorre procurarsi due nuove rondelle di spessore 1,5-2mm e diametro del foro interno per perno da 12mm.

Per mia esperienza non sempre si rendono necessarie queste ranelle questo dipende dalle tolleranze di lavorazione dell'HUB in particolar modo nelle sedi cuscinetti che possono far sporgere o meno la battuta del perno di fissaggio ruota.

Ve ne renderete subito conto se vi possono servire o meno, basta montare l'HUB e stringendo i dadi verificare se vi sia attrito o sfregamento fra il corpo dell'Hub e la parte interna della forcella, in tal caso fate ricorso alle ranelle da 1,5-2mm.  



La prova su strada del kit Nine Continent 26"

Premessa

Tutte le prove sono state eseguite con la MTB che si vede sopra, peso complessivo 30,5Kg (con 3 batterie 12V 7Ah - 37kg con pacco supplementare da 5Ah), coperture da fuoristrada pressione di gonfiaggio 5 bar, peso ciclista 75kg.

Salvo dove specificato diversamente, ho sempre pedalato con buon impegno come se stessi pedalando normalmente e limitandomi a dare un apporto motore appena avvertibile nello scaricare la forza esercitata sui pedali.

In pratica per spiegarmi meglio immaginate quando andate in bici ed avete il vento alle spalle, quindi non un traino di un motore che facciamo fatica a stare dietro, tutt'altro se volessimo quantificare potrei idealmente dire un 90% io e 10% il motore.

Per le prove ho usato un GPS per rilevare, velocità, km percorsi , un Voltmetro digitale a 3 cifre collegato direttamente ai morsetti batteria , un amperometro analogico tarato per ±10A e ±20A fondo scala con 0 centrale.

 

 

1ª Prova

Prova eseguita con centralina settata su minima potenza, alimentazione a 36V 3x12V 7Ah Pb - tensione di partenza 38,8V

A 20km/h assorbimento 2A tensione batteria 37,3V potenza impiegata 74W - rendimento motore 83% potenza effettiva 61W

A 22km/h assorbimento 1A tensione batteria 37,6V potenza effettiva 37,6W - rendimento 83% potenza effettiva 31W


2ª Prova

Eseguita con centralina settata per la max potenza.
Alimentazione 36V batterie n° 3x12V 7Ah
Tensione a vuoto di batteria alla partenza 42V

Visto che da una precedente prova con batterie da 5Ah l'amperometro tarato a 10A di fondo scala aveva l'indice che nelle accelerazioni andava a fondo scala, è stato modificato il fondo scala portandolo a 20A.

Inoltre sempre per gli importanti assorbimenti che si vengono a generare quando si mette sotto sforzo il motore, questa volta ho deciso di accelerare sempre in modo graduale accompagnando sempre con una pedalata adeguata in modo da contenere sempre gli assorbimenti ad un picco max di 4A.

Ho controllato la tensione prima di partire, il voltmetro digitale segnava 42V , mi sono portato gradualmente pedalando attorno ai 20-22Km/h la tensione oscillava fra 40-41V e l'assorbimento fra i 2-4A c'è da dire che la regolazione in questo modo è abbastanza on-off intendo che siamo sulla soglia di intervento del motore.

Ho incrementato gradualmente la velocità e a 25Km/h la tensione si assestata a 41V e 2A di assorbimento in pratica 82W impegnati, effettivi di resa circa 68W

In seguito ho affrontato un lungo cavalcavia, non so valutare la pendenza (è un cavalcavia che passa sopra alla nuova ferrovia alta velocità), ho scalato un rapporto e mantenendo l'occhio sull'amperometro per non superare i 4A sono salito a 20-22km/h con 2-4A di assorbimento e 40-41V di batteria , sempre 82W impegnati, mentre effettivi di resa sono circa 68W.

Se osservate sopra sono gli stessi valori riscontrati in pianura alla stessa velocità, indice che questa volta ho messo maggior energia di mio per la salita mantenendo costante l'assorbimento, pur essendo minimo l'apporto elettrico che ho deciso di dare è già sufficiente per avvertire un certo alleggerimento di pedalata.

Arrivato in cima ho allungato al massimo il rapporto disponibile e all'inizio della discesa acquistando velocità mi sono ritrovato quasi subito appena superati i 25 km/h a non avvertire quasi piu' il motore anche ad acceleratore spalancato. Verso i 33Km/h l'indice dell'amperometro era a 0A, ma la cosa sorprendente è stata che a 35km/h e oltre l'amperometro segnava una inversione di corrente da 1 a 4A di ricarica.

Rimasto sorpreso, ho pensato ad una anomalia dello strumento, ma mi si sarebbero ripresentate di nuovo due occasioni simili sul percorso.

Raggiunto il piano cercando di superare i 25km/h si fa solo fatica perchè il motore genera corrente che di fatti effettua una resisitenza all'avanzamento.

In sostanza se volete marciare a più di 25km/h fate meno fatica con una normale bici muscolare!

Raggiunto un lungo sotto passo ho di nuovo rilanciato il ritmo di pedalata ed in discesa controllando l'amperometro già a 27KM/h l'assorbimento era di 0A, pur a manopola spalancata, mentre superando questa velocità inizia ancora il fenomeno di inversione di corrente, quindi di ricarica.

Visto che ormai dopo una decina di km mi ero scaldato, mi sono riportato a 25km/h e a quel punto l'assorbimento è sceso a 1A, quindi stavo dando maggior energia rispetto alla situazione di medesima velocità all'inizio, dove l'assorbimento era di 2A, vale a dire che ora erano sufficienti 40W (33W reali) per sentire quel minimo intervento del motore.

Dopo 11km e 35 minuti trascorsi la tensione di batteria era di 42V, ma come si tentava di accelerare a fondo l'amperometro non superava i 4A

C'è da dire che quando la tensione scende attorno a i 37V se si insiste ad accelerare il motore ha dei leggeri fremiti come quando un motore a scoppio batte in testa.

Al termine della prova ho percorso 15km in 45min con frequenti soste per annotare i dati rilevati. A fine percorso la tensione di batteria era di 41,4V a vuoto.

Ho voluto fare un controllo, ho sollevato la ruota e ho dato gas, di picco l'amperometro segnava 4A per stabilizzarsi subito dopo a 1A e 39,6V di batteria , quindi 39W servono per far ruotare il motore!

Anche questa prova è significativa perchè è lo stesso valore di assorbimento riportato poco prima a 25Km/h, vale a dire che 1A serve comunque al motore per girare a vuoto, ergo è una costante da togliere agli assorbimenti fino ad ora riportati, per cui potrei affermare di aver avuto un apporto reale di soli 40W massimi.

Le mie conclusioni dopo questo test, potrebbero portare a farmi dire che oltre i 25km/h per chi è abituato a spingere sui pedali si fa più fatica che con una muscolare.

Viceversa sotto a queste velocità avendo a disposizione una buona batteria con almeno (suppongo) una quindicina di Ah si avvertirebbe una discreta spinta anche in salita, con un conseguente aumento di assorbimento

 

3° Prova

Eseguita con centralina settata per la max potenza. Alimentazione 36V 3x12V 7Ah + 36V 3x12V 5Ah in parallelo peso bici 37Kg, peso ciclista 74Kg. Tensione a vuoto partenza 39V limite max di assorbimento verificato: 15A

Subito in partenza piccolo breve dislivello, si vede subito che i più o meno 12Ah teorici delle batterie in parallelo si fanno sentire rispetto alle 5 o 7 Ah ma c'è qualche cosa di anomalo nelle batterie perchè la tensione di partenza doveva essere un po più alta almeno rispetto alla 2° prova, (scopriró poi al termine della prova che un elemento di ciascun pacco aveva una resistenza interna molto alta, per cui sotto carico la tensione calava di piu' rispetto agli elementi buoni).

Come al solito mi sono portato a 25Km/h ho controllato l'assorbimento : 2A con 37,5V tot. 75W.

 

Prova eseguita in versione low power sempre pedalando

max corrente assorbita 4A

20 km/h 2A a max apertura manopola

23 km/h 0A max apertura manopola non assorbe nulla

al termine della prova percorsi 33Km tensione di batteria al termine 35.6V

 

Nota sulle prestazioni

Il motore elettrico è concepito in modo da dare il massimo aiuto a regimi di rotazione bassi, più il regime di rotazione aumenta verso il suo regime max. minore sarà l'aiuto che fornirà, vale a dire che per tenere i 25 km/h dovrete comunque avere forza nelle gambe e pedalare. I dati di targa fornita dalla fabbrica sono per condizioni ottimali, ovvero una buona bici, pneumatici ben gonfi, peso di 75kg, abbigliamento aderente, assenza di vento e un buon allenamento. Siccome è ben difficile soddisfare tutti questi requisiti, non aspettatevi di ritrovare per forza i dati di targa, uno o due km /h di differenza ci possono stare.

 


DURATA BATTERIE

La prova l'ho svolta su un percorso ciclabile con varie inserzioni su traffico urbano, con attraversamento di paesi, il percorso è in lievissima pendenza, la temperatura era di 10°C , peso ciclista 75Kg.

L'apertura dell'acceleratore è stata tenuta in modo di avere una corrente media di 2A di assorbimento.

Tipo Batterie impiegate :

Piombo Gel 3 elementi da 12V 7Ah messi inserie. Alimentazione a 36V 7Ah tensione di inizio prova batteria a vuoto 38,2V

Dopo 1h:36' Km percorsi 40 alla media di 24,1 km/h

- Tensione a vuoto batteria 37,37

- Tensione a vuoto sui singoli elementi Volt 12,45 - 12,51 - 12,54

- Tensione sotto carico sui singoli elementi al termine delle prova
con carico tarato per 2A - Volt 11,89 - 11,90 - 11,95

Con la modalità di impegno del motore e muscolare da parte mia, tenendo conto che ho usato una MTB con gomme tassellate e ciclistica di non eccelsa qualità, la percorrenza la posso ritenere anche buona senz'altro penso si possa arrivare a 50km di percorrenza con una carica, ripeto con un apporto muscolare normale. Cio' sta a significare che ho normalmente sudato e con qualche leggero affanno, giusto perchè spingevo abbastanza in alcuni tratti, per cui nel caso di persone non allenate e volendo un intervento maggiore del motore, le percorrenze si possono anche dimezzare.

Per ulteriori informazioni leggete anche qui.

 

 


LE PROVE SU STRADA DEI KIT IN SALITA 




QUESTIONE RAGGI

I raggi vanno tenuti sotto controllo periodicamente verificandone la loro corretta tensione. E' normale, specie in questo tipo di ruota abbastanza pesante e con raggi di dimensioni discrete, abbiano bisogno di un loro normale assestamento. Perció direi che per le prime 3-4 volte, circa ogni 50km, è consigliabile una verifica e se necessario un ritensionamento dei raggi fino a che gradualmente la ruota non si assesta.

E' probabile che le rotture di raggi segnalate dagli utenti di Hub, siano dovute a questo tipo di intervento non eseguito.

Tenete presente che il motore non è passivo ma è il corpo che imprime la coppia per far girare la ruota e pertanto se i raggi sono lasciati troppo lenti il motore non fa che incrementare questo gioco.

Se non siete capaci è meglio che interpellate qualche amico che se ne intende, perchè se non si usa metodo e conoscenza è un attimo disallineare la ruota.

Comunque non spaventatevi questo tipo di intervento andrebbe fatto anche sulle normali bici appena acquistate (se andate a leggervi il libretto di uso e manutenzione) solo che nelle bici con cerchi normali non c'è il motore e i raggi sono di diverso spessore e il peso complessivo della ruota e ben inferiore ad uno con l'Hub montato, per cui puó anch' essere che non serva una regolazione.



CONCLUSIONI

Se siete delle persone abituate a pedalare con una bici muscolare con velocità fino a 25 km/h questo kit vi puo fornire un buon ausilio integrativo di aiuto alla pedalata.

Se viaggiate abitualmente con velocità fra i 25Km/h e i 28Km/h questo kit non vi fornirà apporto di spinta.

Se invece siete sportivi e viaggiate di norma fra i 28 km/h e oltre, il kit alimentato a 36v è solo di impedimento facendovi fare più fatica di un utilizzo di una normale bici muscolare.

Sia per quanto riguarda le effettive potenze fornite, sia in relazione alle velocità, posso dire come già scritto sopra, che il kit rientra ampiamente nelle normative vigenti, ed in taluni casi la potenza impiegata è solo quella che serve ad eliminare gli attriti volventi dei cuscinetti e gli attriti radenti degli pneumatici, nulla di più , e i relativi dati riportati lo confermano ampiamente.

Solo a basse velocità è possibile avere il massimo apporto di aiuto alla pedalata, mentre mano a mano che la velocità aumenta il motore fornisce sempre meno apporto con consumo tendente allo zero.


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CARATTERISTICHE GENERALI DEI MOTORI IN CATALOGO IN CINA

(NOTA : non tutti i modelli sono reperibili, dipende da ciò che odinano gli importatori, ovviamente quelli in vendita sul mercato ITALIANO debbono soddisfare le normative vigenti)

154 series front and rear wheel hub Motor with spokens rim Speed Record

(FH154 , RH154, FH205,RH205)

 

154--6*10 Motor Hig torque good for Recumbent Tadpole and Tricycle

Condition: 26" wheel size / Rider's weight 75Kg

24V 22Km/hr / 12.40mph

36V 24Km/hr / 13.70mph

48V 27Km/hr / 15.50mph

 

 

154--7*9 Motor For Mountain bike & Recumbent Tadpole good speed and torque in 26" inch wheel

Condition: 26" wheel size / Rider's weight 75Kg

24V 24Km/hr / 13.70mph

36V 27Km/hr / 15.50mph

48V 39Km/hr / 23.00mph

 

 

154--8*8 Motor Very high speed but lower torque

Condition: 26" wheel size / Rider's weight 75Kg

24V 34Km/hr / 19.90mph

36V 47Km/hr / 28.00mph

48V 58Km/hr / 34.80mph

 

Remark:

 

205 series motor have torque and power than 154 series

205= inner diameter of motor (permanent magnet size : 24*13.7*3; totally 46 pcs of magnet

154= inner diameter of motor (permanent magnet size : 43*11.7*3; totally 40 pcs of magnet

24/43=Lenght of NdFeB Material (Permanent Magnet) in rotor.

 

The type number for motors 154--6, 154--8, 154--7 etc.

the 154 part is the lenght of the permanent magnet,

the last part (6,7,11,etc. ) is the number of coil per phase.

The greater number, the greater torque but the slower the speed.

 


 

KIT PER RUOTA DA 28"

 

Nota: per tutte le altre informazioni leggere anche all'inizio di questa pagina: Nine Continent JZ-FC 26"

Sballato il tutto, ho voluto verificare il peso della ruota che ora è di 6,2Kg contro il 5,4Kg del 26" , sono in pratica 800gr. di differenza.

Ho controllato il discorso delle eventuali bave presenti sui fori del cerchione dove si infilano i Nipples ed anche se per il 96% sono ok io resto sulla mia idea che un buon giro di nastro ti metterà al sicuro da un fortuito danneggiamento della camera d'aria , specie a pressioni sopra le 5 atm.

Per il kit da 26" le rondelle di spessore da 5mm fornite con il kit non erano idonee, ebbene non so se è stato perchè la fabbrica ha letto questa pagina, il forum Jobike o Cyclurba dove l'utente Snickers ha pubblicato il mio disegno, ma sta di fatto che ora il Kit è arrivato con delle ranelle dello spessore di 2mm come avevo segnalato.

 

Rimangono sempre in dotazione gli spessori da 5mm (A) che ora hanno uno strano profilo obliquo su una faccia della ranella.

Ora pur essendoci le ranelle adatte, allo stesso modo come sul kit da 26" occorre dal lato del cavo per forza di cose smontare il connettore, sfilare le ranelle e porre attenzione a rimetterle nella sequenza giusta per non dover smontare un'altra volta il connettore in caso di errore.


Indicata dalla freccia verde il connettore da smontare per sfilare le rondelle.

Porre attenzione anche alle ranella con i denti di riferimento (B), vanno orientate allo stesso modo quando le infilate sui perni ed il dente va rivolto verso il terreno a ruota montata (vedi il disegno sopra), allo stesso modo la parte fresata del perno dove fuoriesce il cavo di alimentazione va rivolta verso il terreno.


 

Manopola acceleratore con indicazioni tensioni di batteria

Secondo la disponibilità il kit viene consegnato con la manopola con indicatore di tensione integrato, oppure senza nulla. In questo KIt è presente quella con le indicazioni di tensione, ho cosi' potuto rilevare le tensioni di soglia.

A fianco della manopola ci sono 4 spie rosse

- con una tensione di batteria di 34V-42V restano accesi i tre led superiori

- con 32,77V rimane acceso il primo led superiore ed il 3° led (10,9V x elemento) - condizione di batteria in riserva

- con 31,60V rimane sempre acceso il 1° led superiore e l'ultimo led in basso (10,53V per elemento) - condizione di batteria in protezione

 

 

 

e se non vi bastasse questo e volete passare ad un motore centrale potete curiosare qui


 

 

Cadore designer © 2007
pagina creata: 15-11-2007
ultimo aggiornamento: 23-11-2015
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