Sistemi d’azionamento senza catena per cargo bike elettriche

Le cargo bike elettriche e le e-bike utilitarie stanno diventando sempre più comuni nelle grandi città, dove rappresentano la soluzione ideale per il trasporto e la distribuzione rapida e sostenibile di generi alimentari, posta, medicine e altro ancora.

Per allinearsi a questa tendenza, Schaeffler ha collaborato con Heinzmann GmbH & Co. KG – specialista in azionamenti elettrici per veicoli a due ruote – per sviluppare un innovativo sistema di azionamento senza catena chiamato Free Drive. I primi clienti che utilizzano questa soluzione stanno iniziando ora a percorrere per la prima volta le strade nel traffico urbano.

«Dobbiamo ripensare la mobilità per le città di domani», ha affermato Matthias Zink, CEO Automotive Technologies di Schaeffler AG. «Le cargo bike elettriche colmano un’importante lacuna nel trasporto nell’ultimo miglio».

Con Free Drive, l’azienda si rivolge a un mercato in costante crescita. Nel 2021, il mercato globale delle cargo bike elettriche è stato valutato a 630 milioni di dollari, il nove percento in più rispetto all’anno precedente, e si prevede che crescerà fino a 2,14 miliardi di dollari entro il 2032 (fonte: Persistence Market Research).

Schaeffler e Heinzmann hanno presentato l’innovativo sistema di azionamento nell’estate del 2021 e da allora hanno continuato a svilupparlo. Dopo il successo dei test sul campo dell’anno 2022, si inizia la produzione per le prime flotte di veicoli, con il continuo ampliamento per Schaeffler delle proprie capacità produttive.

Il primo cliente dell’azionamento con trasmissione di potenza altamente efficiente è CIP Mobility GmbH.

Con gli Smart Pedal Vehicles di mocci, l’azienda stabilisce nuovi standard di efficienza e sostenibilità per la mobilità commerciale nelle aree urbane e nelle aree industriali. Sviluppate come un’innovativa piattaforma di micro-mobilità, le cargo bike mocci sono decisamente all’avanguardia rispetto a molte convenzioni consolidate nel settore delle biciclette, combinando hardware e software smart e materiali innovativi. «Con la partnership tra Schaeffler e CIP, sfruttiamo la capacità innovativa e di prestazione per rafforzare la posizione della Germania come sede R&D e di produzione», ha affermato il co-fondatore di CIP Dimitrios Bachadakis.

Nessuna catena, nessuna usura

Free Drive è un sistema coordinato in modo ottimale che consiste in un generatore a pedale, un motore di azionamento, una soluzione di batteria specifica per il cliente e un’HMI (interfaccia uomo-macchina), venduto da Heinzmann ai produttori di biciclette e agli operatori di flotte. Il componente principale del sistema è il generatore a pedale sviluppato da Schaeffler, che produce una resistenza costante del pedale fornendo elettricità al motore nel mozzo della ruota posteriore.

È progettato in modo tale che la spinta sui pedali richieda molta meno forza muscolare rispetto alle tradizionali trasmissioni per e-bike: un grande vantaggio per i ciclisti delle cargo bike, soprattutto su lunghi percorsi di consegna. L’energia elettrica in eccesso viene immagazzinata nella batteria della bicicletta per un uso successivo. In questo modo, il Free Drive può fornire una potenza di azionamento totale di 250 W.

Uno dei principali vantaggi di questo azionamento ibrido seriale per bici è che non ha catena, cinghia, ingranaggi, ruote dentate o altri componenti di trasmissione meccanica ed è quindi molto meno soggetta all’usura meccanica rispetto alle e-bike convenzionali.

«Con Free Drive, la sostituzione delle catene di trasmissione usurate è un ricordo del passato», ha affermato Jochen Schröder, Head Business Division E-Mobility di Schaeffler. Questo design robusto riduce la manutenzione, il che è un grande vantaggio per gli operatori di flotte di cargo bike poiché le loro risorse trascorreranno più tempo sulla strada e meno tempo in officina. I ciclisti apprezzeranno inoltre di non doversi preoccupare del grasso lubrificante per catene sui loro vestiti.

Maggior libertà di progettazione dall’azionamento elettrico

Mentre le trasmissioni per bici convenzionali seguono uno schema di progettazione rigido a causa del collegamento meccanico tra pedali e motore, Free Drive (come suggerisce il nome) consente una notevole libertà. «Il sistema di azionamento senza catena – ha spiegato Schröder – apre possibilità completamente nuove nella progettazione della bicicletta e nella configurazione dei pedali, compresi i modelli con 2, 3 o 4 ruote, con o senza tetto». Il concetto di bike-by-wire digitale significa anche che i cambi di marcia e i cambi tra le modalità operative vengono eseguiti dal software. Per fare ciò, tutti i componenti del sistema Heinzmann comunicano tra loro tramite una connessione CAN (Controller Area Network).

Anche mocci si affida a Free Drive

Gli Smart Pedal Vehicles di mocci sono una soluzione innovativa e sostenibile per le aziende che vogliono rendere le loro operazioni urbane flessibili, veloci ed ecologiche. Grazie al sistema Free Drive, offrono anche un’esperienza di guida completamente nuova, personalizzabile, sicura e interconnessa. Un’altra caratteristica innovativa è che i componenti strutturali di mocci, ad esempio telaio, ruote e forcelle, sono realizzati in plastica riciclabile e ad alte prestazioni anziché in acciaio o alluminio. Rispetto a una classica ruota a raggi, le ruote anteriori e posteriori sono costituite da un unico componente strutturale che le rende meno vulnerabili. Il telaio è realizzato utilizzando un processo di stampaggio a iniezione scalabile che emette circa il 68% in meno di CO2 rispetto ai processi utilizzati per produrre telai in alluminio convenzionali. «In questo 2023 faremo consegne a un gran numero di clienti B2B e quindi avremo un’influenza decisiva sulla mobilità all’interno delle città», ha concluso Bachadakis.