L’avvento delle e-bike ha rivoluzionato la mobilità urbana e sportiva, e al centro di questa trasformazione tecnologica si trova il motore elettrico. Tra le diverse configurazioni disponibili, il motore posizionato nel mozzo, noto anche come “hub motor“, rappresenta una delle soluzioni più diffuse ed efficaci. Sebbene possa sembrare un semplice motore, la sua progettazione e il suo funzionamento nascondono dettagli tecnici che ne determinano pro e contro, distinguendolo nettamente dalle alternative più complesse come i motori centrali.

Parliamo oggi di un nuovo progetto, nato in collaborazione fra Sonceboz e eBikeLabs: è un motore molto particolare. Pesa 2,5 chili ed eroga una coppia massima di 70 Nm. Sfruttando la frenata rigenerativa, è possibile ricaricare parzialmente la batteria in discesa. Questo propulsore molto compatto arriverà, probabilmente, sul mercato nel 2027 su modelli top di gamma, mentre per il 2030, dovrebbe arrivare su modelli più economici.

Principio di funzionamento e tipi di hub motor

Un motore nel mozzo è, in sostanza, un motore elettrico a magneti permanenti integrato direttamente nel mozzo di una delle ruote della bicicletta, più comunemente quella posteriore. Il propulsore è composto da uno statore, la parte fissa che contiene le bobine di rame, e da un rotore, la parte esterna che ruota insieme al mozzo e alla ruota stessa. Quando la corrente elettrica, fornita dalla batteria, passa attraverso le bobine, crea un campo magnetico che interagisce con i magneti permanenti del rotore, generando la forza motrice che spinge la ruota.

Esistono due principali tipologie di hub motor:

• motore a presa diretta (direct-drive): in questo tipo, lo statore è fissato all’asse della ruota, mentre il rotore è direttamente integrato nel guscio del mozzo. Non ci sono ingranaggi o riduttori. Questa configurazione offre una semplicità meccanica estrema e una coppia elevata, ma può generare una certa resistenza alla pedalata quando il motore è spento;
• motore con ingranaggi (geared hub motor): questi motori utilizzano un sistema di ingranaggi planetari all’interno del mozzo per moltiplicare la coppia generata dal motore elettrico. Quest’ultimo è più piccolo e leggero, ma il sistema di ingranaggi consente di ottenere una spinta significativa, rendendolo più efficiente a bassa velocità. Inoltre, un meccanismo a ruota libera permette al mozzo di girare liberamente quando il motore è inattivo, eliminando quasi completamente la resistenza.

Il motore nel mozzo riceve l’input dal ciclista tramite sensori di velocità o di cadenza, che rilevano se e a quale velocità si sta pedalando. Un’unità di controllo (Controller Unit) elabora questi dati e regola l’erogazione di potenza in base al livello di assistenza selezionato dal ciclista.

Vantaggi dell’hub motor

La popolarità di questa tecnologia deriva da una serie di vantaggi tecnici che la rendono particolarmente adatta per alcune applicazioni:

• semplicità strutturale e affidabilità: con meno parti mobili rispetto a un motore centrale, l’hub motor ha una struttura intrinsecamente più semplice. Questa semplicità si traduce in un minor rischio di guasti e in un’usura ridotta, specialmente per quanto riguarda il motore stesso, che è spesso sigillato all’interno del mozzo e protetto da sporco e umidità. La manutenzione richiesta è minima;
• ridotta usura della trasmissione: a differenza dei motori centrali che agiscono sulla catena e sugli ingranaggi, l’hub motor spinge la ruota direttamente. Questo elimina lo stress aggiuntivo sulla catena, sul pignone e sulla corona, prolungandone la vita utile e riducendo la necessità di costose sostituzioni;
• silenziosità: i motori a presa diretta, privi di ingranaggi, sono quasi totalmente privi di rumore, garantendo un’esperienza di guida discreta e piacevole;
• possibilità di trasmissione indipendente: l’hub motor non interferisce con il sistema di trasmissione della bicicletta. Questo permette di montare qualsiasi tipo di cambio, da un deragliatore tradizionale a un cambio interno al mozzo, senza alcuna restrizione;
• indipendenza dalla pedalata: alcuni modelli di hub motor, in particolare quelli a presa diretta, possono operare anche senza pedalare (funzione nota come “acceleratore”), a seconda delle normative locali.

Le limitazioni del motore nel mozzo

Nonostante i numerosi vantaggi, la configurazione nel mozzo presenta alcune limitazioni che ne sconsigliano l’uso in determinati contesti:

• distribuzione del peso sbilanciata: il peso del motore è concentrato sulla ruota, solitamente quella posteriore. Questo sposta il baricentro della bicicletta, influendo sulla maneggevolezza e sull’equilibrio, rendendo la bici meno agile e più difficile da manovrare, specialmente su terreni sconnessi;
• minore efficienza e coppia: questi motori non possono sfruttare il cambio della bicicletta per adattare la coppia al terreno. Di conseguenza, la potenza è erogata in modo lineare, con una coppia inferiore rispetto ai motori centrali che, invece, possono usare gli ingranaggi per massimizzare la spinta in salita. Su pendenze ripide o in percorsi fuoristrada, un hub motor può risultare meno performante;
• manutenzione della ruota complessa: la rimozione della ruota per riparare una foratura diventa più complicata a causa del motore integrato e del cavo di alimentazione che deve essere scollegato. Sebbene esistano sistemi a sgancio rapido, l’operazione richiede comunque più attenzione e tempo rispetto a una bici tradizionale;
• sensazione di guida meno naturale: la spinta diretta del motore sulla ruota può creare una sensazione di “spinta” o “traino” meno organica rispetto all’assistenza erogata da un motore centrale, che si integra in modo più naturale con la pedalata del ciclista.

La scelta tra un motore nel mozzo e un motore centrale dipende in gran parte dall’utilizzo previsto per la e-bike. Quello centrale, posizionato appunto al centro del telaio, agisce direttamente sulla catena. Sfruttando gli ingranaggi della bicicletta, è in grado di moltiplicare la coppia e adattare l’erogazione di potenza a seconda del rapporto di marcia. Questo lo rende la scelta ideale per le e-MTB, le bici da trekking e in generale per i ciclisti che affrontano percorsi con pendenze significative, poiché garantisce prestazioni superiori in salita e una maggiore efficienza energetica, che si traduce in un’autonomia più elevata. Tuttavia, questi sono più complessi, costosi e sottopongono a maggiore stress la trasmissione, richiedendo una manutenzione più frequente e costosa.

In contrasto, il motore nel mozzo, pur offrendo una coppia inferiore, eccelle per la sua semplicità e il basso costo. È la soluzione perfetta per la mobilità urbana, i pendolari e le e-bike da città, dove i percorsi sono per lo più pianeggianti e l’obiettivo principale è un’assistenza fluida e affidabile a un prezzo contenuto.