Visita a domicilio / E-bike: Lo sviluppo di motori per e-bike compatti e leggeri ha cambiato radicalmente il mercato negli ultimi anni. Un attore chiave in questo segmento è l'azienda bavarese TQ, che ha svolto un ruolo fondamentale nel plasmare la tendenza delle e-MTB leggere, in particolare con il suo motore HPR50, e che sta ulteriormente promuovendo questa tendenza con gli HPR60 e HPR40. Abbiamo visitato i loro stabilimenti a Inning am Ammersee, parlato con gli sviluppatori di concetti di trasmissione e tecnologia dei sensori e analizzato nel dettaglio la loro produzione locale.
La storia di TQ: da fornitore di servizi elettronici a pioniere delle e-bike.
Che TQ ricopra oggi un ruolo così importante nel settore delle biciclette era impensabile al momento della sua fondazione nel 1994. Inizialmente un'attività a conduzione familiare con solo due dipendenti, l'azienda si concentrava sui servizi di elettronica e sulla robotica pionieristica. Oggi TQ impiega circa 2.000 persone in tutto il mondo, di cui circa 200 lavorano nella divisione e-bike presso la sede di Ammersee.
Il percorso verso i sistemi di trasmissione per biciclette è iniziato solo intorno al 2010 ed è strettamente legato a Toni Rossberger. L'ex atleta estremo e meccanico, che da tempo sviluppava soluzioni per TQ in settori come quello aerospaziale, si è personalmente impegnato in una startup di e-bike. Tuttavia, i prototipi di allora erano pesanti, ingombranti e si basavano su design a catena inefficienti. Rossberger cercava una soluzione compatta e a simmetria rotazionale. Poiché i riduttori industriali per e-bike esistenti non erano né efficienti né economici, ha sviluppato un proprio concetto, che ha gettato le basi per l'attuale portfolio di TQ.
La tecnologia: l'ingranaggio armonico a perno e anello
Il cuore del sistema di trasmissione TQ è il cosiddetto sistema a perno-anello, noto anche come "HPR" (Harmonic Pin-Ring Drive). A differenza delle classiche trasmissioni coassiali o dei sistemi a ingranaggi a più stadi, questa soluzione consente una trasmissione di potenza estremamente compatta e ad anello. Ciò si traduce in un'elevatissima densità di coppia in uno spazio di installazione ridotto. Un ulteriore vantaggio tecnico risiede nella sua integrazione attorno al movimento centrale, che permette di ottenere un basso fattore Q (la distanza tra i pedali) e foderi posteriori corti sul telaio della bicicletta.
Il primo motore di serie di TQ, l'HPR 120S, è stato lanciato nel 2014. Con una coppia massima di 120 Nm, l'unità era molto avanti rispetto ai suoi tempi: per fare un confronto, un Bosch Performance Line CX di seconda generazione erogava all'epoca 75 Nm, seppur con un peso maggiore. Anche se il 120S potrebbe sembrare un dinosauro dal punto di vista odierno, ha dimostrato le capacità prestazionali fondamentali della tecnologia a perni e anelli.
Innovazione tramite software: misurazione della forza al posto del sensore classico.
Una delle maggiori sfide progettuali per i motori montati centralmente è l'integrazione del sensore di coppia. Ciò richiede in genere un albero cavo e spazio aggiuntivo, il che è in contrasto con l'obiettivo di un motore estremamente compatto. TQ ha quindi optato per un approccio non convenzionale: gli azionamenti non utilizzano un sensore di coppia tradizionale.
TQ utilizza invece estensimetri collaudati, fissati ai cuscinetti dell'asse del movimento centrale. Questi misurano con precisione le forze verticali e la minima torsione che si verifica durante la pedalata. La vera magia avviene nel software: un algoritmo estremamente complesso elabora questi dati in tempo reale e calcola non solo la coppia applicata, ma analizza anche la tecnica di pedalata, la distribuzione del peso (sinistra/destra) e rileva persino se il ciclista si sta alzando sui pedali. Questa interazione tra meccanica semplificata e software avanzato è un fattore chiave per le dimensioni compatte degli attuali motori TQ.
Il cambio di paradigma: da centrale elettrica ad assistenza leggera
Nonostante l'iniziale attenzione alle massime prestazioni, TQ ha compreso fin da subito che una concorrenza diretta con giganti del settore come Bosch, Shimano o Brose nel segmento delle e-bike ad alta potenza sarebbe stata controproducente. I test su strada e l'analisi dei dati con ciclisti critici nei confronti delle e-bike convenzionali hanno rivelato un nuovo requisito: un motore dovrebbe preservare la naturale sensazione di guida di una bicicletta tradizionale, anziché mascherarla con la pura potenza.
Da questo "progetto sottomarino" è nato un motore con un rapporto di trasmissione significativamente inferiore, meno potenza, massa del volano ridotta e rumorosità minima. Questo ha segnato la nascita dell'HPR50. Il motore è stato progettato per i ciclisti che cercano un'assistenza sensibile e gratificante senza sacrificare la maneggevolezza di una mountain bike agile. La sua integrazione nei modelli di importanti produttori come Trek ha finalmente portato TQ alla svolta definitiva nel segmento in rapida crescita delle e-MTB leggere.
L'evoluzione della serie HPR: HPR60 e HPR40
Anche la strategia di prodotto di TQ è interessante. L'HPR60, successore dell'HPR50, offre 10 Nm di coppia in più e 50 watt di potenza di picco in più nello stesso alloggiamento, abbinati a una gestione termica ottimizzata. Questa retrocompatibilità rappresenta un grande vantaggio per i produttori di telai e per gli utenti finali, poiché il fattore di forma rimane invariato.
Il concetto di assistenza minima è attualmente portato all'estremo con l'HPR40. Questo motore pesa poco più di un chilogrammo ed è specificamente progettato per e-bike da gravel e da strada. Visivamente, il motore scompare completamente dietro la corona, rendendo queste bici praticamente indistinguibili dalle loro controparti tradizionali.
Uno sguardo alla produzione ad Ammersee
Uno dei momenti salienti della visita è stato senza dubbio il tour degli stabilimenti produttivi di Inning. Quello che oggi nel mercato delle biciclette viene spesso considerato un semplice slogan di marketing ("Progettato in Germania") qui è una realtà tangibile. L'integrazione verticale di TQ è impressionante. Gran parte dei componenti della trasmissione, della complessa elettronica di potenza e dell'assemblaggio finale dei motori avviene all'interno della rete aziendale (Inning, Peiting, Delling).
Sulle linee di assemblaggio, i componenti vengono uniti in un processo semiautomatico in cui robotica di precisione e manodopera specializzata lavorano in perfetta sinergia. Particolarmente degna di nota è la stretta vicinanza tra il reparto di ricerca e sviluppo e la produzione in serie. Ciò consente di testare e implementare componenti o prototipi modificati spesso entro 24 ore, un vantaggio enorme in un contesto tecnologico in rapida evoluzione come questo.
L'innovazione ripaga
La visita alla TQ E-Bike ha dimostrato che innovazione non significa necessariamente puntare alle massime prestazioni. Differenziandosi audacemente a livello tecnologico con la tecnologia pin-ring e la misurazione della potenza basata su software, TQ si è ritagliata una nicchia che è diventata una delle tendenze più importanti nel settore delle biciclette. L'elevato grado di produzione locale e il continuo sviluppo evolutivo dei motori, mantenendo lo stesso formato, rendono il sistema estremamente attraente non solo per i produttori di biciclette, ma anche per i ciclisti più esperti e sportivi.