IT201800002385U1 - Carrellino per bicicletta elettrica - Google Patents

Description

Descrizione del modello di utilità avente per titolo:

“CARRELLINO PER BICICLETTA ELETTRICA”

Il presente trovato ha per oggetto un carrellino per bicicletta, il quale carrellino comprende un telaio, un pianale fissato al telaio, almeno una o più ruote fissate al telaio e mezzi di traino per l’accoppiamento a rimorchio ad una bicicletta.

Carrellini di questo tipo sono attualmente noti e ampiamente utilizzati, in combinazione con una bicicletta, per il trasporto di bambini o di piccoli animali domestici come cani o gatti, oppure di oggetti, come ad esempio la spesa di generi alimentari.

Negli ultimi anni si è assistito a una crescita esponenziale del mercato delle biciclette elettriche, ossia biciclette a pedalata assistita da un motore elettrico. Le innovazioni tecnologiche hanno portato ad ottenere batterie elettriche per l'alimentazione del motore sempre più leggere e capienti, e che permettono quindi di raggiungere percorrenze chilometriche sempre maggiori. Negli ultimi venti anni, i modelli di biciclette elettriche a disposizione del pubblico si sono moltiplicati a dismisura, e diversi produttori hanno sperimentato soluzioni tecniche innovative per realizzare un’integrazione sempre migliore fra pedalata e assistenza del motore.

Sono note diverse tipologie di biciclette a pedalata assistita.

Secondo una prima tipologia, una normale bicicletta provvista di catena è equipaggiata con un motore elettrico di ausilio alla pedalata. Secondo questa tipologia di bicicletta, la potenza necessaria alla movimentazione della bicicletta viene fornita alla ruota motrice contemporaneamente sia dall’utilizzatore tramite la catena che dal motore. In tale tipologia sia i pedali, sia il motore sono collegati meccanicamente alla ruota motrice.

Una seconda tipologia di bicicletta nota prevede il totale disaccoppiamento meccanico tra pedali e ruota motrice, che pertanto non sono tra loro collegati da una catena. La pedalata attiva un generatore elettrico che a sua volta fornisce ad un motore elettrico la potenza elettrica necessaria alla movimentazione della bicicletta. Una batteria fornisce inoltre al motore un surplus di potenza in circostanze predeterminate. Tale batteria può ad esempio essere attivata mediante azionamento di un pulsante da parte dell’utilizzatore. La prima tipologia di bicicletta risulta strutturalmente complicata poiché la sua movimentazione è ottenuta combinando fonti di energia di differente natura che agiscono in parallelo, ossia l’utilizzatore stesso ed il motore.

La seconda tipologia di bicicletta risulta strutturalmente più semplice poiché la ruota motrice è mossa esclusivamente dal motore elettrico.

In entrambe le tipologie, il componente più critico è la batteria elettrica, ed in particolare le caratteristiche di peso e capacità della batteria. La batteria è tipicamente fissata in modo amovibile al telaio o al portapacchi posteriore della bicicletta. Un aumento della capacità della batteria, e quindi dell’autonomia, è irrimediabilmente collegato ad un aumento del peso. Nel caso della bicicletta, in cui l’assetto e l’equilibrio giocano un ruolo fondamentale nel comfort di guida, l’aumento del peso può portare a variazioni peggiorative nella dinamica globale che impattano in modo sostanziale sulla guida.

Esiste pertanto allo stato attuale un’esigenza non soddisfatta di svincolare la batteria dal telaio della bicicletta per risolvere la questione del peso e dei conseguenti problemi di sbilanciamento.

Il presente trovato mira a risolvere le problematiche sopra descritte delle biciclette elettriche attualmente note con un carrellino come descritto all’inizio, il quale comprende almeno una batteria elettrica destinata ad alimentare un motore elettrico di trazione che equipaggia la bicicletta.

In questo modo la batteria non è alloggiata sulla bicicletta, ma sul carrellino, senza che il suo peso influisca quindi negativamente sulla dinamica della bicicletta. La soluzione di questo problema tecnico, in combinazione con lo spazio disponibile sul carrellino e la stabilità dello stesso, apre alla possibilità di sovradimensionare il pacco batterie a piacimento, aumentando a dismisura la capacità della batteria e quindi l’autonomia di tutto il sistema elettrico di trazione.

È pertanto oggetto del presente trovato un carrellino per bicicletta dotata di un motore elettrico di trazione, il quale carrellino comprende un telaio, un pianale fissato al telaio, almeno una ruota fissata al telaio e mezzi di traino per l’accoppiamento a rimorchio ad una bicicletta, il detto carrellino comprende almeno una batteria elettrica di alimentazione del motore elettrico di trazione in dotazione alla bicicletta.

Nel prosieguo, con il termine batteria ci si riferisce a un singolo accumulatore così come a più batterie collegate fra loro in serie o in parallelo.

In un esempio esecutivo sono previsti mezzi di connessione elettrica tra la batteria ed il motore elettrico.

In un ulteriore esempio esecutivo i mezzi di connessione elettrica comprendono un cavo di alimentazione.

In un ulteriore esempio esecutivo, sulla bicicletta è prevista un’unità di comando del motore. In tale forma di realizzazione, il cavo di alimentazione è suddiviso in almeno due settori, di cui un primo settore collega la batteria all’unità di comando e un secondo settore collega l’unità di comando al motore elettrico.

L’unità di comando è posizionata vantaggiosamente sul manubrio della bicicletta, in modo da essere controllata agevolmente dal conducente. L’unità di comando può, ad esempio, visualizzare la carica residua della batteria, impostare il regime di potenza erogata dal motore, o determinare temporaneamente un’erogazione incrementata di potenza.

In un ulteriore esempio esecutivo la batteria è del tipo batteria ricaricabile al litio.

La batteria al litio è preferibile perché piccola e leggera ed è semplice da estrarre e ricaricare anche lontano dalla bicicletta; non presentano effetto memoria e non è necessario quindi attendere che si scarichi completamente prima di ricaricarla, con quindi il vantaggio di poterlo fare in qualsiasi momento; ha inoltre elevata efficienza e mantiene prestazioni costanti nel tempo.

La batteria può essere di altri tipi attualmente noti, come ad esempio la batteria al piombo o a Nichel-metallo idruro (NiMH).

In un ulteriore esempio esecutivo la batteria ha capacità compresa tra 100 Wh e 2500 Wh.

In un ulteriore esempio esecutivo preferibile la batteria è fissata sul carrellino in modo amovibile tramite mezzi di fissaggio amovibili.

I mezzi di fissaggio possono essere del tipo elementi a scatto, fasce di ritenzione, sistemi di accoppiamento amovibile a uncino e asola tipo Velcro®, agganci con elastici, o simili, o del tipo accoppiamenti di forma tra la batteria e il carrellino, in particolare il pianale, o entrambi i tipi.

In un ulteriore esempio esecutivo nel carrellino è previsto anche un generatore elettrico collegato ad almeno una ruota del carrellino e ad un circuito elettrico di ricarica della batteria, in modo tale per cui il generatore ricarica la batteria quando la bicicletta decelera o procede in discesa.

Ciò permette di ricaricare la batteria recuperando l’energia cinetica delle ruote della bicicletta? in quella che è definita “frenata rigenerativa”, in cui si recupera l’energia utile estraendola da una quota di quella che normalmente si dissipa sotto forma di calore durante il rallentamento.

Secondo un altro esempio esecutivo, il carrellino può comprende un'ulteriore batteria, che costituisce la batteria di riserva, preferibilmente di capacità inferiore rispetto alla batteria principale. Detta batteria di riserva è tipicamente collegata in parallelo alla batteria principale ed è utilizzata in alternativa ad essa. Detta batteria di riserva è quindi impiegabile solo nel caso in cui la carica della batteria principale sia completamente esaurita. Preferibilmente la batteria di riserva non è collegata al generatore elettrico, qualora previsto.

In un ulteriore esempio esecutivo, è previsto un dispositivo di ricarica a bordo del carrellino. Il dispositivo di ricarica comprende in genere un trasformatore provvisto di un cavo e di una spina collegabile a una presa di rete.

Oggetto del presente trovato è inoltre una bicicletta elettrica comprendente almeno un motore elettrico di trazione e un carrellino, essendo previsti mezzi di traino per l’accoppiamento a rimorchio del carrellino. La bicicletta elettrica comprende almeno una batteria elettrica di alimentazione del motore elettrico, la quale batteria elettrica è alloggiata nel carrellino.

In una forma esecutiva sono previsti mezzi di connessione elettrica tra la batteria ed il motore elettrico.

In un’ulteriore forma esecutiva i mezzi di connessione elettrica comprendono un cavo di alimentazione.

In un’ulteriore forma esecutiva è prevista un’unità di comando del motore. In tale forma di realizzazione, il cavo di alimentazione è suddiviso in almeno due settori, di cui un primo settore collega la batteria all’unità di comando e un secondo settore collega l’unità di comando al motore elettrico.

In una forma di realizzazione preferita, un interruttore di sicurezza collocabile sul manubrio o in un'altra zona agevolmente raggiungibile dall'utente, è interposto sul cavo di alimentazione fra la batteria e il motore elettrico.

In un’ulteriore forma esecutiva la batteria è del tipo batteria ricaricabile al litio.

In un’ulteriore forma esecutiva la batteria ha capacità compresa tra 100 Wh e 2500 Wh.

In un’ulteriore forma esecutiva, nel carrellino è previsto un generatore elettrico collegato ad almeno una ruota del carrellino e ad un circuito elettrico di ricarica della batteria, in modo tale per cui il generatore ricarica la batteria quando la bicicletta decelera o procede in discesa.

Secondo il trovato, sganciando i mezzi di traino, il carrellino può essere separato dalla bicicletta, ad esempio in caso di guasto del circuito elettrico o del motore oppure quando non è necessaria l'assistenza di quest'ultimo.

In questi casi, la bicicletta può essere impiegata come una tradizionale bicicletta a pedalata non assistita, evitando però di portare anche il peso della batteria come accadrebbe in una bicicletta elettrica della tecnica nota.

Queste ed altre caratteristiche e vantaggi del presente trovato risulteranno più chiaramente dalla seguente descrizione di alcuni esempi esecutivi non limitativi illustrati nei disegni allegati in cui:

� la fig. 1 illustra un esempio esecutivo della bicicletta elettrica con il carrellino;

� la fig. 2 illustra uno schema a blocchi del sistema elettrico di trazione.

La figura 1 illustra una bicicletta elettrica 1 comprendente un telaio 12, due ruote 11, un manubrio 13 di sterzatura, un sellino 14 ed un sistema di propulsione comprendente una coppia di pedali 15 e una catena 16 di trasmissione della pedalata alla ruota 11 posteriore. La bicicletta 1 comprende inoltre un motore elettrico 10 di trazione. Il motore 10 nell’esempio in figura è montato nel mozzo della ruota 11 anteriore, ma potrebbe essere posto in qualsiasi altra posizione e accoppiato meccanicamente ad una ruota.

La bicicletta elettrica 1 è collegata a un carrellino 2, essendo previsti sulla bicicletta 1 mezzi di traino 23 per l’accoppiamento a rimorchio del carrellino 2. Tali mezzi di traino 23 possono essere di qualsivoglia tipo attualmente noto al tecnico del ramo.

Il carrellino 2 comprende un telaio 21, un pianale 22 fissato al telaio 21, due ruote 20 fissate al telaio 21. È possibile tuttavia prevedere un’unica ruota posta centralmente rispetto all’asse anteroposteriore della bicicletta 1, oppure tre o più ruote.

Sul carrellino 2 è alloggiata una pluralità (due) di batterie elettriche 3. la batteria

In una forma di realizzazione preferita vi sono dei mezzi di connessione elettrica tra la batteria 3 ed il motore elettrico 10. In particolare, un cavo di alimentazione suddiviso in due settori, schematizzati in figura con una linea tratteggiata. Un primo settore 31 del cavo di alimentazione collega la batteria 3 ad una unità di comando 32 del motore posta sul manubrio 13. A valle della batteria 3 è prevista opzionalmente un’unità di distribuzione 30.

Preferibilmente, un interruttore di sicurezza (non illustrato), collocato sul manubrio, è interposto sul cavo di alimentazione fra le batterie 3 e il motore elettrico 10.

Un secondo settore 33 del cavo di alimentazione collega l’unità di comando 32 al motore elettrico 10. Il cavo di alimentazione, vantaggiosamente, può essere posto lungo i tubolari del telaio 21 o anche almeno in parte all’interno degli stessi.

La batteria 3 è del tipo batteria ricaricabile al litio con capacità compresa tra 100 Wh e 2500 Wh.

In una forma esecutiva non illustrata in figura 1, nel carrellino 2 è presente un generatore elettrico 34 collegato ad una o a entrambe le ruote 20 del carrellino e ad un circuito elettrico di ricarica della batteria 3, in modo tale per cui il generatore 34 ricarica la batteria 3 quando la bicicletta 1 decelera o procede in discesa.

Questo è chiaramente visibile in figura 2, in cui è illustrato uno schema a blocchi del sistema elettrico di trazione per pedalata assistita.

Il generatore 34 è collegato ad una ruota 20 del carrellino 2. È possibile anche prevedere due generatori 34, uno per ciascuna ruota 20. Il generatore 34 è collegato alla batteria 3 per la ricarica. È possibile prevedere un'unità di gestione della ricarica interposta tra il generatore 34 e la batteria 3, non illustrata in figura. In genere è inoltre previsto un comando manuale che comanda l'attivazione o disattivazione del generatore 34.

La batteria 3 è collegata elettricamente al motore 10 inizialmente per il tramite di un'unità di distribuzione 30, opzionale, che gestisce l’erogazione e gli accoppiamenti elettrici della batteria 3, e successivamente per il tramite di un’unità di comando 32 posizionata sul manubrio 13 e controllabile dal conducente. L’unità di comando 32 può ad esempio visualizzare la carica residua della batteria 3, impostare il regime di potenza erogata dal motore 10, o determinare temporaneamente un’erogazione incrementata di potenza.

Secondo una variante esecutiva, è presente un'ulteriore batteria di riserva 4. Detta batteria di riserva è collegata all'unità di comando 32 e all’unità di distribuzione 30 se prevista.

La carica della batteria 3 è effettuata tramite un dispositivo di ricarica collegabile a una presa di rete. Secondo una variante preferita, detto dispositivo di ricarica 5 è montato a bordo del carrellino 2. In questo modo è possibile effettuare la carica della batteria in qualunque luogo ove sia disponibile una presa si rete. Da quanto precedentemente esposto è pertanto evidente che il trovato non è limitato alle forme esecutive testé descritte ed illustrate a semplice titolo di esempi non limitativi, ma potrà essere variato e modificato, nel suo complesso e nei singoli particolari, soprattutto costruttivamente, a seconda delle specifiche esigenze e convenienze di fabbricazione e d’impiego, nell’ambito degli equivalenti tecnici e funzionali, senza per questo abbandonare il principio informatore sopra esposto ed a seguito rivendicato.

Claims (17)

1. RIVENDICAZIONI 1. Carrellino (2) per bicicletta elettrica (1) dotata di un motore elettrico (10) di trazione, il quale carrellino (2) comprende un telaio (21), un pianale (22) fissato al telaio (21), almeno una ruota (20) fissata al telaio (21) e mezzi di traino (23) per l’accoppiamento a rimorchio ad una bicicletta (1), caratterizzato dal fatto che comprende almeno una batteria elettrica (3) di alimentazione del motore elettrico (10) di trazione previsto sulla bicicletta (1).
2. 2. Carrellino secondo la rivendicazione 1, in cui sono previsti mezzi di connessione elettrica tra la batteria ed il motore elettrico.
3. 3. Carrellino secondo la rivendicazione 2, in cui i mezzi di connessione elettrica comprendono un cavo di alimentazione.
4. 4. Carrellino secondo la rivendicazione 3, in cui sulla bicicletta (1) è prevista un’unità di comando (32) del motore (10), essendo il cavo di alimentazione suddiviso in almeno due settori, di cui un primo settore (31) collega la batteria (3) all’unità di comando (32) e un secondo settore (33) collega l’unità di comando (32) al motore elettrico (10).
5. 5. Carrellino secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui la batteria (3) è del tipo batteria ricaricabile al litio.
6. 6. Carrellino secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui la batteria (3) ha capacità compresa tra 100 Wh e 2500 Wh.
7. 7. Carrellino secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui la batteria è fissata sul carrellino in modo amovibile tramite mezzi di fissaggio amovibili.
8. 8. Carrellino secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui è previsto un generatore elettrico (34) collegato ad almeno una ruota (20) e ad un circuito elettrico di ricarica della batteria (3), in modo tale per cui il generatore (34) ricarica la batteria (3) quando la bicicletta (1) decelera o procede in discesa.
9. 9. Carrellino secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui è prevista una batteria di riserva (4).
10. 10. Bicicletta elettrica (1) comprendente almeno un motore elettrico (10) di trazione e un carrellino (2), essendo previsti mezzi di traino (23) per l’accoppiamento a rimorchio del carrellino (2), caratterizzata dal fatto che comprende almeno una batteria elettrica (3) di alimentazione del motore elettrico (10), la quale batteria elettrica (3) è alloggiata nel carrellino (2).
11. 11. Bicicletta secondo la rivendicazione 10, in cui sono previsti mezzi di connessione elettrica tra la batteria (3) ed il motore elettrico (10).
12. 12. Bicicletta secondo la rivendicazione 11, in cui i mezzi di connessione elettrica comprendono un cavo di alimentazione.
13. 13. Bicicletta secondo la rivendicazione 12, in cui è prevista un’unità di comando del motore (32), essendo il cavo di alimentazione suddiviso in almeno due settori, di cui un primo settore (31) collega la batteria (3) all’unità di comando (32) e un secondo settore (33) collega l’unità di comando (32) al motore elettrico (10).
14. 14. Bicicletta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 13, in cui la batteria (3) è del tipo batteria ricaricabile al litio.
15. 15. Bicicletta secondo una o più delle rivendicazioni da 10 a 14, in cui la batteria (3) ha capacità compresa tra 100 Wh e 2500 Wh.
16. 16. Bicicletta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 15, in cui la batteria è fissata sul carrellino in modo amovibile tramite mezzi di fissaggio amovibili.
17. 17. Bicicletta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 16, in cui nel carrellino (2) è previsto un generatore elettrico (34) collegato ad almeno una ruota (20) del carrellino (2) e ad un circuito elettrico di ricarica della batteria (3), in modo tale per cui il generatore (34) ricarica la batteria (3) quando la bicicletta (1) decelera o procede in discesa.