I progressi nella tecnologia delle batterie hanno permesso di costruire un mercato di monopattini elettrici di alta qualità per ogni uso per muoversi in quartiere e per scampagnate fuori città. È un momento emozionante per acquistare un monopattino, ma anche un periodo di confusione, data la varietà di marche e modelli offerti. Tra i veicoli progettati principalmente per il pendolarismo, le specifiche possono variare notevolmente ed è difficile sapere esattamente cosa indicano i numeri.
I potenziali acquirenti possono prestare attenzione solo alle specifiche relative all'uso quotidiano, come velocità massima, peso, tempo di ricarica e autonomia. L'ultimo valore rappresenta la stima di quanto tempo il monopattino può viaggiare con una singola carica. L'Unagi Model One, ad esempio, offre un'autonomia di 25 km sia nella versione motore singolo E250 che doppio motore E500. Alcuni modelli hanno una gamma leggermente inferiore, altri più alta. Tuttavia è importante capire che si tratta solo una stima.
Il raggiungimento dell'autonomia ottimale dipende da una serie di variabili, tra cui il peso del monopattino, il peso del conducente, il terreno, la velocità media, le dimensioni della batteria, le dimensioni e l’efficienza del motore. I produttori di monopattini elettrici calcolano l'autonomia utilizzando alcuni valori di base che potrebbero non essere applicabili a molti motociclisti, tra cui un peso medio di circa 75 kg, una velocità media di circa 20 km/h con poco vento, terreno lineare e asciutto.
Le condizioni variano molto e gli intervalli definiti possono solo fornire una linea guida, per cui di seguitoesamineremo alcuni aspetti base di fisica ed ingegneria per aiutarti a comprendere meglio le capacità di autonomia e ottenere il massimo dal tuo monopattino elettrico.
Portata e peso: le forze di movimento dei monopattini
Muoversi su qualunque veicolo significa confliggere con le forze fisiche che provano a rallentare il movimento. Su un monopattino elettrico, batteria, motore e ruote confliggono contro queste forze ma trainano il conducente e il peso del monopattino mediante l’energia prodotta dal motore. Il peso, fra tutti, è un fattore determinante per quanto riguarda la distanza percorribile prima che la batteria si scarichi. Vediamo allora più in dettaglio forze come resistenza, attrito e gravità che condizionano il movimento del monopattino.
La forza della resistenza
Attrito e resistenza ostacolano il movimento del monopattino elettrico e il normale funzionamento della batteria anche in una giornata senza vento. L'intensità della resistenza è determinata da un numero di fattori.
L’azienda di micromobilità Spring di offre alcune spiegazioni esaurienti con le formule seguenti:
Cd è il coefficiente di resistenza. Indica la tua aerodinamicità. Sfortunatamente, il tuo corpo non è strutturato per fendere l'aria. Una Tesla ha un coefficiente di resistenza pari a 0,24, mentre un individuo un coefficiente approssimativo pari a 1.
A indica l’area frontale. Più è grande questo valore maggiore sarà la resistenza. Se sei alto 1,80 m il tuo corpo opporrà più resistenza al vento rispetto a qualcuno più basso. Magari, solo restando accovacciato potresti andare più veloce.
V indica la velocità. La velocità è al quadrato. Questo significa che se raddoppi la velocità la resistenza sarà quattro volte maggiore.
ρ indica la densità dell’aria. Si tratta di un valore costante sul pianeta. Se fossi in grado di guidare sul fondo dell’oceano, ad esempio, incontreresti molta resistenza. Sulla luna, invece, assolutamente nulla.
L'aumento della resistenza causato dalla combinazione delle variabili elencate si traduce in una riduzione dell'autonomia e richiede più potenza da parte del monopattino. Sebbene alcuni di questi fattori sono immutabili, a velocità medie inferiori si avrà una minore resistenza aerodinamica e maggiore autonomia.
Resistenza al rotolamento
Le ruote di un monopattino in movimento si comprimono leggermente per cui aumenta la coppia di torsione richiesta per lo spostamento. È cio che si definisce resistenza al rotolamento. A meno che non ci si trovi in discesa, è sempre necessaria la forza motore o la spinta del piede per azionare il monopattino. La resistenza al rotolamento aumenta con la forza di gravità per cui maggiore è il peso del monopattino e del conducente, maggiore sarà il suo valore. Ruote sgonfie, usurate o progettate male possono aumentare la resistenza al rotolamento: questo implica uno sforzo maggiore da parte del motore e un consumo più alto di batteria.
Forza di gravità
È superfluo notare quanto sia più difficile salire anzichè scendere. Sappiamo benissimo gli effetti della forza di gravità. Una massa maggiore - quindi un conducente più grande e un monopattino più pesante - rende più ardua ogni salita e aumenta lo sforzo da parte del motore.Questo significa chein collina l’autonomia del tuo monopattino sarà complessivamente più bassa. Significa, inoltre, che un monopattino più leggero avrà generalmente una portata maggiore su terreni collinari mentre uno scooter più pesante avrà una portata inferiore.
Gamma e peso: ingegneria del monopattino elettrico
Peso del monopattino
Il peso di un monopattino elettrico dipende da un certo numero di fattori tra cui materiali di costruzione, batteria e tipo di motore. Ovviamente, come abbiamo già osservato, un monopattino leggero non è solo più facile da portare da una rampa all’altra di scale ma determina anche l’aumento di portata, a parità di altre condizioni. I monopattini di alta qualità come Unagi utilizzano materiali più leggeri come alluminio, magnesio e fibre di carbonio che esaltano la durevolezza: materiali, tra l’altro, utilizzati anche per costruire veicoli professionali da corsa.
Altri produttori si focalizzano su materiali più pesanti, ovviamente a discapito della velocità del monopattino. I modelli progettati per spostamenti non urbani o per conducenti più pesanti sono costruiti con materiali più solidi, batterie più grandi e motori in grado di muovere un peso maggiore. Alcuni monopattini elettrici di questa tipologia possono raggiungere quasi i 50 km/h.Ovviamente il peso è significativamente maggiore rispetto ai modelli più comuni. Un monopattino per spostamenti più gravosi, ad esempio, può pesare quasi 30 kg (uno dei più leggeri nella sua classe) contro i 10kg oppure i 12 kg di Unagi nelle versioni a motore singolo e doppio.
Batteria monopattino elettrico: dimensioni e durata
Una batteria più grande implica più carica e maggiore autonomia. Tuttavia, batterie più grandi implicano un peso maggiore e quindi un effetto opposto. I produttori devono equilibrare questi due aspetti per trovare una soluzione ottimale.
Secondo l’Electric Scooter Guide, la capacità di una batteria “È uno dei fattori più importanti che definisce le caratteristiche di gamma dei monopattini elettrici”. La capacità è misurata in wattora (Wh), mediante la moltiplicazione del voltaggio per le ampere orarie (Ah). Entrambi i valori dovrebbero essere elencati nelle specifiche del monopattino (o della batteria). Un monopattino ordinario ha mediamente “Una capacità di circa 250 wattora mentre i monopattini con prestazioni super una capacità di quasi di 3.000 ore”.
Le batterie al litio terranno meno carica. “La batteria di un monopattino con un anno di vita caricherà meno energia rispetto ad un modello nuovo”, afferma Spring, per cui è ragionevole aspettarsi una riduzione delle performance nel corso del tempo. La vita e la gamma della batteria dipendono ovviamente anche dall’uso dei fari o di altri accessori elettrici.
Efficienza e potenza del motore
I monopattini elettrici più comuni si distinguono per il fulcro motore su una o entrambe le ruote. Variano generalmente tra 250 e 500 watt: un buon compromesso tra potenza e peso. In genere i monopattini elettrici sono estremamente efficienti e utilizzano un'alta percentuale della potenza prodotta sebbene un motore inefficiente potrebbe causare unanormale diminuzione.
I monopattini elettrici professionali con alte prestazioni possono avere motori più potenti. Il robusto Wolf Warrior si distingue per due motori da 1200 watt, per una velocità massima di 80 km/h ed un’autonomia di 60 km circa. Come mai allora non tutti i monopattini sono progettati con un livello simile di potenza? Semplice: il modello Wolf Warrior pesa oltre 45 kg e non è facile da piegare e riporre.
Molte persone che acquistano monopattini elettrici cercano il livello ottimale di equilibrio tra divertimento e utilità sia per andare al lavoro sia per un giro rapido tra i negozi o con gli amici. Questo significa che La diminuzione di peso può essere raggiunta a discapito della riduzione di gamma, quindi, solo attraverso una riduzione di potenza della batteria e del motore. Il miglior monopattino elettrico per le tue esigenze è quello che garantisce un equilibrio perfetto delle variabili di cui abbiamo parlato, in base alla tua destinazione, alle superfici percorse e alla durata degli spostamenti.
