rowery elektryczne są bardziej popularne niż kiedykolwiek i dostępne w prawie każdym punkcie cenowym. Jeśli myślisz o zakupie jednego, są szanse, że masz kilka pytań na temat silnika elektrycznego, który napędza cię przez wzgórza i dostarcza niemożliwe Strava KOMs. My też tak zrobiliśmy, więc przeprowadziliśmy badania na temat rozwijającej się branży rowerów elektrycznych, aby dowiedzieć się wszystkiego, co mogliśmy o silnikach i sposobie, w jaki wchodzą one w interakcję z rowerem elektronicznym i jeźdźcem.,
w ten sposób rozmawialiśmy z ekspertami, takimi jak Justin Lemire-Elmore, założyciel i właściciel Grin Technologies, firmy inżynierskiej z Vancouver, która specjalizuje się w zestawach e-bike DIY. Pontus Malmberg, założyciel Blix Bikes i współprojektant silników napędowych SpinTech, oraz Jonathan Weinert, kierownik ds. sprzedaży i marketingu w Bosch Ebike Systems, również wnieśli swój wkład.,
w tym przewodniku
w poniższym wyjaśnieniu przejrzymy te tematy silników e-bike:
jak działają Silniki E-Bike
jak silniki współpracują z resztą E-Bike
różne typy silników
Silniki średniego napędu vs Silniki piasty
silniki z bezpośrednim napędem vs silniki z przekładniami
co oznaczają oceny mocy
czego jeszcze szukać
mamy nadzieję, że odejdziesz z lepszym zrozumieniem technologii, choćby po to, aby zaspokoić swoje ciekawostki o rowerach, które jeżdżą wirrrr.,
jak działają Silniki E-Bike
zasadniczo mówiąc, Silniki elektryczne przekładają energię elektryczną na energię mechaniczną. Rowery elektryczne używają bezszczotkowych silników prądu stałego lub silników BLDC, co oznacza, że nie używają szczotek do zmiany kierunku prądu płynącego do silnika, jak robiły to starsze silniki elektryczne. Szczotki te sprawiły, że silniki były mniej wydajne i z czasem ulegały zużyciu, więc silniki bezszczotkowe były standardem od ponad dekady.,
Otwórz Silnik BLDC, a zobaczysz kilka drutów nawiniętych wokół okrągłej serii biegunów. To jest Stojan; staje się elektromagnesem, gdy STEROWNIK SILNIKA pobiera prąd z akumulatora do przewodów. Zobaczysz również okrągłą serię magnesów trwałych, bezpośrednio wewnątrz lub na zewnątrz stojana., Orientacja magnesów względem stojana zależy od typu silnika BLDC, ale tak czy inaczej, jest to wirnik.
uchwycenie interakcji między wirnikiem a stojanem jest kluczowe dla zrozumienia, jak działają silniki e-bike. Kiedy prąd przepływa przez Elektromagnesy stojana w okrągłej kolejności, Elektromagnesy te odpychają i przyciągają magnesy stałe na wirniku, powodując jego wirowanie. Stojan jest przymocowany do wału. W silniku o średnim napędzie wał obraca się, generując moment obrotowy, a ten moment zapewnia wspomaganie pedałowania za pomocą małego koła łańcuchowego połączonego z wałem., W silnikach piasty wał staje się osią i dlatego nie wiruje. Zamiast tego wirnik sam się obraca, powodując wirowanie całego silnika( piasty), tworząc w ten sposób moment obrotowy do obracania przedniego lub tylnego koła.
jak silniki współpracują z resztą E-Bike
oprócz silnika, wszystkie rowery elektryczne mają Kontrolery silnika i baterie. Kontrolery modulują ilość mocy przepływającej do silnika, który wykorzystuje dane wejściowe do przeniesienia żądanej ilości prądu z akumulatora do silnika., „Tym, co sprawia, że e-bike jest e-bike, jest doświadczenie, w jaki sposób wydobywa się moc”, mówi Lemire-Elmore. Rowery elektryczne wspomagane pedałami mogą używać czujnika prędkości (aka cadence), który reguluje funkcję e-assist poprzez wykrywanie pedałowania pedału lub czujników momentu obrotowego, które wykrywają, ile momentu obrotowego zawodnik wkłada do pedałów. Niektóre rowery elektryczne mają przepustnice, które pozwalają na korzystanie z silnika niezależnie od pedałowania, chociaż Przepisy Regionalne określają, gdzie można i nie można korzystać z rowerów elektrycznych wyposażonych w przepustnicę.,
różne typy silników
pomimo dzielenia tej samej podstawowej technologii, silniki, które zobaczysz w dzisiejszych rowerach elektrycznych, są w trzech podstawowych wariantach. Silniki średniego napędu są umieszczone na środku ramy roweru, gdzie zwykle znajduje się suport. Rowery elektryczne napędzane piastą mają silniki wewnątrz przedniej lub tylnej piasty, a istnieją dwa typy silników piasty. Silniki piasty z napędem bezpośrednim, oprócz łożysk, nie mają ruchomych części: silnik po prostu obraca się wokół osi, która jest przymocowana do opadu ramy., Motoreduktory Piast wykorzystują szereg przekładni planetarnych, aby obniżyć obroty silnika i zwiększyć jego moment obrotowy. Znajdziesz tu również zestawy e-bike na rynku wtórnym, które pozwalają wyposażyć standardowy rower w silnik z napędem środkowym lub piastą, a wśród zestawów na rynku wtórnym są Napędy cierne, które wykorzystują obracające się koło, które styka się z tylną oponą, aby stworzyć napęd.
Napędy środkowe
silniki średniego napędu znajdują się między korbami e-bike ' a. Silnik elektryczny generuje moment obrotowy, który obraca wał połączony z pierścieniem łańcuchowym. Silnik uzupełnia zatem moc pedałowania w napędzie łańcuchowym roweru, a nie dodaje dodatkowego źródła zasilania. Jest też system redukcji biegów w silniku., Silniki średnionapędowe Bosch obracają się setki razy na minutę-znacznie szybciej niż można było pedałować—dlatego wewnętrzna przekładnia silnika zmniejsza obroty na wale, optymalizując wydajność systemu do przyjaznej dla rowerzystów częstotliwości od 50 do 80 obr. / min, mówi Weinert firmy Bosch. Wszystkie, z wyjątkiem najniższych, środkowe układy napędowe zawierają czujniki biegów, które zmniejszają moc silnika podczas zmiany biegów, aby uniknąć przerwania łańcucha, gdy rower nie jest na biegu.,
Silniki piasty z napędem bezpośrednim
Silniki piasty z napędem bezpośrednim są najprostszymi silnikami e-bike. Wał silnika staje się osią tylną. Ponieważ wał jest zamocowany na miejscu, silnik (znany również jako piasta) obraca się wokół wału, napędzając Cię do przodu., Silniki z napędem bezpośrednim mają zazwyczaj większą średnicę niż motoreduktory, mówi Lemire-Elmore firmy Grin Technologies, ponieważ większe piasty oznaczają zwiększoną dźwignię i wyższy moment obrotowy, który jest potrzebny do zapewnienia odpowiedniej mocy przy niższych obrotach. Rowery elektryczne z napędem bezpośrednim mogą również generować energię elektryczną podczas hamowania w procesie zwanym hamowaniem regeneracyjnym. „Silniki są idealnie dwukierunkowe” -mówi Lemire-Elmore. „Mogą iść do przodu i do tyłu z jednakową skutecznością.,”Po naciśnięciu hamulca przełącznik odcięcia informuje sterownik silnika, aby stał się generatorem, a opór generuje energię elektryczną. Energia odzyskana z hamowania regeneracyjnego jest minimalna-YouTuber Tom Stanton stwierdził średni wzrost zasięgu o 3,5 procent z jego układu regeneracyjnego, chociaż zyski energii rosną na pagórkowatych trasach—ale główną zaletą jest oszczędność siły hamowania na długich zjazdach, ponieważ energia hamowania jest pochłaniana elektronicznie, a nie poprzez tarcie.,
motoreduktory piasty
motoreduktory Piast działają jak silniki piasty z napędem bezpośrednim, z tym wyjątkiem, że wewnątrz piasty znajduje się Silnik elektryczny, który obraca się ze znacznie większą prędkością. Wał tego silnika łączy się z serią przekładni planetarnych, które łączą się z piastą, obracając piastę z mniejszą prędkością., Ta metoda generuje większy moment obrotowy, ale mniejszą prędkość maksymalną. Motoreduktory Piast mają zwykle mniejszą średnicę niż silniki z napędem bezpośrednim, ponieważ nie potrzebują tak dużego silnika, aby wygenerować taki sam moment obrotowy na kole, ale przekładnie planetarne również sprawiają, że piasty są szersze. Silniki zawierają również Wolnobieg: oznacza to, że nie ma możliwości hamowania regeneracyjnego, ale będą swobodnie poruszać się zamiast tworzyć niewielki opór, gdy nie są pod mocą, co sprawia, że rowery elektryczne wyposażone w piastę są bardziej podobne do tradycyjnych rowerów.,
Silniki cierne
napędzane tarciem rowery elektryczne wydają się archaiczne w porównaniu do tych ze współczesnymi silnikami piasty i układami napędu średniego, ale tania konstrukcja ma zalety dla rowerzystów, którzy chcą przekształcić tradycyjny rower przy minimalnym wysiłku. Silnik przykręcany napędza małe koło, które styka się z oponą, zwykle poniżej słupków łańcuchowych lub powyżej siedziska, chociaż niektóre zestawy dołączają się do mocowania hamulca widelca. Koło silnika obraca oponę, prowadząc cię do przodu. Tarcie oznacza zwiększone zużycie opon, ale zaletą jest to, że zestawy są łatwo wymienne między rowerami., Nie znajdziesz napędów ciernych w nowych rowerach elektrycznych, ponieważ są one uciążliwe i mniej wydajne, ale Zestawy all-in-one, takie jak ten od Alizeti, należą do najłatwiejszych sposobów elektryfikacji standardowego roweru.
DIY Systems
Jeśli jesteś technicznie skłonny i nie masz nic przeciwko pobrudzeniu rąk, możesz doposażyć prawie każdy rower w silnik piasty lub system napędu środkowego. Wybierz silnik, metodę wspomagania pedałów i rozmiar baterii, aby dopasować się do Twoich potrzeb z zestawami e-bike na rynku wtórnym., Bafang G310 motoreduktor piasty jest ulubionym wśród producentów e-bike, na przykład, a cały zestaw DIY kosztuje od $405 do $1,056, w zależności od wyboru komponentów (i nie licząc akumulatora). Aby uzyskać mniej pracy, dostępne jest koło kopenhaskie, silnik piasty z bezpośrednim napędem i obręcz, które wsuwa się prosto w Tylne Wycieraczki.
Silniki średniego napędu a Silniki piasty
decydowanie pomiędzy rowerem elektrycznym napędzanym piastą a rowerem elektronicznym o średnim napędzie oznacza ocenę Twoich priorytetów w rowerze. Mając to na uwadze, są to plusy i minusy każdego projektu.,
mid-Drive plusy i minusy
Ogólnie rzecz biorąc, Mid-drives wspinają się po stromych wzgórzach bardziej efektywnie niż rowery elektryczne napędzane piastą, ponieważ mogą korzystać z istniejącego przekładniowego układu napędowego roweru, aby skorzystać z większej redukcji biegów do wspinaczki z niską prędkością, zamiast uzupełniać go jako dodatkowe nie-przekładniowe źródło mocy. (Wada wydajności występuje, gdy silnik piasty nie wiruje przy optymalnej prędkości obrotowej-mocny motoreduktor piasty powinien być tak samo wydajny jak napęd pośredni.) Ich wyśrodkowanie na rowerze również tworzy bardziej zrównoważoną jazdę., To, w połączeniu z przewagą wspinaczki, sprawia, że są motorem napędowym dla e-rowerów górskich. Wymiana opon w rowerach elektrycznych mid-drive jest łatwiejsza, ponieważ między ramą a piastą nie ma okablowania, co pozwala użytkownikom na uruchamianie dowolnego zestawu kołowego.
minusem dodania silnika o średnim napędzie do roweru napędzanego łańcuchem jest zwiększone zużycie łańcucha., Szanowani producenci rowerów elektrycznych nie oszczędzają na jakości łańcucha, ale dodatkowy moment obrotowy oznacza, że możesz częściej wymieniać łańcuchy. Napędy średnie są również droższe, ponieważ zawierają więcej elementów mechanicznych i większą redukcję biegów, co zwiększa koszty.
Hub-Drive plusy i minusy
ponieważ silniki piasty działają poza napędem łańcuchowym roweru, nie zużywają łańcuchów i zębatek jak środkowe Napędy. Są również tańsze, ponieważ są produkowane masowo w znacznie większych ilościach i nie wymagają od producentów zmiany ramy, aby pasowała do konkretnego silnika.,
silniki piasty, szczególnie Napędy bezpośrednie, nie wspinają się tak sprawnie jak napędy środkowe. „Jeśli poruszasz się pod górę z małą prędkością, a silnik również wiruje z małą prędkością, dużo tej mocy zamieniasz w ciepło, a nie w ruch do przodu” – mówi Weinert. Wyższa moc wymagana przez silniki piasty z napędem bezpośrednim oznacza większe silniki i akumulatory, co zwiększa wagę., Rozkład masy roweru również nie jest tak wyśrodkowany, chociaż wpływ na prowadzenie roweru zależy od masy silnika. Na koniec Wymiana Opon może być uciążliwa, ponieważ musisz odłączyć przewody zasilające i sterujące silnikiem piasty.
Silniki piasty z napędem bezpośrednim a Silniki piasty z przekładnią
Jeśli rozważasz rower elektryczny napędzany piastą, dowiedz się, czy silnik jest z przekładnią czy z napędem bezpośrednim. Każdy projekt ma swoje wady i zalety.
ogólnie rzecz biorąc, motoreduktory są lepsze dla zastosowań o niskiej prędkości i wysokim momencie obrotowym, a silniki z napędem bezpośrednim są lepsze dla zastosowań o dużej prędkości., „może być o połowę cięższy od silnika z napędem bezpośrednim, który ma ten sam moment obrotowy”, mówi Lemire-Elmore, ze względu na wyższe wewnętrzne obroty silnika z przekładnią. Jednak, ponieważ są nastawione na moment obrotowy, motoreduktory walczą o taką samą prędkość maksymalną jak systemy napędu bezpośredniego, które mogą obsługiwać wyższe prędkości i większą moc bez nadmiernego obciążenia. Motoreduktory charakteryzują się mniejszym oporem niż silniki z napędem bezpośrednim, chociaż dodatkowy opór na wybiegu silnika z napędem bezpośrednim jest minimalny; jest to równoznaczne z dodaniem kolejnego zestawu opon, mówi Lemire-Elmore.,
silniki z napędem bezpośrednim są zwykle większe i cięższe, ponieważ wymagają więcej materiału magnetycznego do generowania momentu obrotowego przy niskich prędkościach, ale to dodaje mocy i mechanicznej prostoty pomaga im działać dobrze przy wyższych prędkościach., Są również cichsze niż motoreduktory, chociaż nowsze motoreduktory z przekładniami ŚRUBOWYMI (a nie z przekładniami prostymi) są również prawie niesłyszalne. Napędy bezpośrednie mogą również skorzystać z niewielkiego zwiększonego zasięgu i zmniejszonego zużycia hamulców dzięki hamowaniu regeneracyjnemu.
co oznaczają wskaźniki mocy
próba porównania wskaźników mocy e-bike ' a to świetny sposób na utratę rozsądku. Dzieje się tak dlatego, że „moc znamionowa”, której używają niektórzy producenci, nie równa się rzeczywistej mocy wyjściowej silnika lub maksymalnej mocy potencjalnej., „Rzeczywista moc wyjściowa silnika zależy całkowicie od tego, jak mocno jest on obciążony w danej sytuacji i maksymalnej mocy elektrycznej, jaką sterownik pozwala przepływać do silnika”, mówi Lemire-Elmore. „Nie ma to nic wspólnego z rankingiem gdziekolwiek.”
wskaźnik mocy może wskazywać, ile mocy otrzymujesz przez określony czas, chociaż nie ma uniwersalnego standardu dla czasu szczytowego lub znamionowego. „To może być 10 sekund lub 30 sekund”, mówi Weinert. „Niektóre silniki cytują moc szczytową na 750 watów, ale możesz być w stanie uzyskać ją tylko przez 1 do 2 sekund.,”
oto jak analizować żargon producenta. „Moc” jest miarą tego, jak szybko praca jest wykonywana. Moment obrotowy, metryka wymieniana przez niektórych producentów, jest obrotowym pomiarem siły. Aby określić moc silnika w watach, musisz wiedzieć, jak szybko się kręci: moment obrotowy pomnożony przez prędkość obrotową równa się mocy. Moc wyjściowa silnika osiąga więc określoną ilość obrotów na minutę, a nawet gdybyś znał rpm dla mocy szczytowej (powodzenia w uzyskaniu tej liczby), nie robiłbyś tej matematyki midride.,
Możesz zorientować się, ile maksymalnej mocy faktycznie poczujesz, jeśli producent poda napięcie akumulatora e-bike i (ciągłe) natężenie prądu ze sterownika silnika. To lepszy wskaźnik niż ocena silnika, ponieważ oceny są arbitralne, ale w odniesieniu do energii elektrycznej, można pomnożyć wolty przez wzmacniacze, aby uzyskać waty. Na przykład, Juiced Bikes CrossCurrent X jest oceniany na 750 watów, a. k. a. 1 koni mechanicznych. Akumulator ma napięcie znamionowe 52 V, A sterownik silnika dostarcza 20 amperów prądu., Dlatego 52V x 20A = 1040 W, ale nie poczujesz 1040 w, ponieważ silniki BLDC nie są w 100 procentach wydajne. „Jest to prawdopodobnie 75 procent sprawny,” Lemire-Elmore mówi o Bafang motor. Jeśli silnik jest wydajny w 75 procentach, matematyka mówi, że poczujesz maksymalną moc 780 watów mocy szczytowej, która jest dość zbliżona do mocy silnika 750 Wat. Dla porównania, Blix Bikes Vika travel folding e-bike ma silnik o mocy znamionowej 250 (ciągłe) watów, a bateria jest oceniana na 36 woltów, a kontroler silnika wymienia 18 amperów., Nawet jeśli silnik traci 25 procent mocy wejściowej do nieefektywności, teoretyczna maksymalna moc wyjściowa powinna wynosić 486 watów, co jest prawie dwukrotnie większe niż 250 watów. Co najważniejsze, Blix zauważa, że moc roweru 250 W jest ciągła, podczas gdy Juiced Bikes nie mówi, jak długo jego moc 750 W może być utrzymana.
moment obrotowy jest mniej subiektywny., Jeśli producent podaje wartość szczytową lub utrzymany moment obrotowy roweru elektrycznego w niutonach, zastosuj się do tego. Jeszcze lepiej, procentowe Wsparcie (Jak na listach Bosch) mówi ci, jak wiele pomocy daje Ci silnik na danym poziomie E-assist. W przeciwnym razie, jeśli chcesz wiedzieć, ile mocy może wyprodukować twój rower przez dłuższy czas, zalecamy skontaktowanie się z producentem i poproszenie o określenie wartości mocy roweru przed zakupem.
czego jeszcze szukać
jest jeszcze kilka rzeczy, które warto wiedzieć o rowerach elektrycznych, które wpływają na twoje wieloletnie wrażenia z jazdy., Oto, co jeszcze powinieneś zauważyć.
Typ czujnika
rowery elektryczne używają czujników do określania poziomów wspomagania pedału na podstawie danych wejściowych rowerzysty. Istnieją czujniki prędkości, znane również jako czujniki częstotliwości pedałowania, które wykorzystują e-assist w oparciu o rytm pedałowania. Malmberg firmy Blix Bikes twierdzi, że czujniki są niedrogie, nie wymagają konserwacji i zapewniają swobodną jazdę, którą doceniają rowerzyści. „Jeśli chcesz jechać szybciej, pedałuj szybciej, a nie mocniej” – mówi Malmberg. Przyspieszenie jest więc tak proste, jak zwiększenie rytmu, bez względu na to, ile wysiłku wkładasz., Czujniki prędkości są powszechne w rowerach elektrycznych napędzanych piastą.
natomiast czujniki momentu obrotowego określają odpowiednią ilość momentu obrotowego silnika, mierząc, ile momentu obrotowego zastosujesz do pedałów. Aby jechać szybciej, musisz pedałować mocniej. Doświadczenie jest bardziej podobne do jazdy na tradycyjnym rowerze. Czujniki momentu obrotowego są popularne w rowerach o średnim napędzie, zwłaszcza w rowerach e-mountain, ponieważ oferują rowerzystom większą kontrolę nad zastosowaniem e-assist: nie potrzebujesz ton mocy naraz podczas pokonywania trudnego odcinka szlaku.,
do przepustnicy lub nie
niektóre rowery elektryczne są wyposażone w przepustnice, które umożliwiają rowerzystom dostęp do e-assist roweru bez pedałowania. Przepustnice są kwestią preferencji rowerzysty, chociaż stają się szczególnie przydatne w rowerach napędzanych piastą, jeśli układ napędowy zepsuje się w trakcie jazdy. Są również kwestią legalności: niektóre państwa definiują e-rowery według klas. E-bike klasy 1 ma tylko pedał-assist i szczyty na 20 mph, e-bike klasy 2 ma pedał-assist i przepustnica i szczyty na 20 mph, a e-bike klasy 3 ma pedał-assist, który może top out na 28 mph., To, czy rowery elektryczne Klasy 3 mogą mieć przepustnice, zależy od tego, kogo zapytasz: Aventon Pace 500 ma wspomaganie przepustnicy do 20 mph i wspomaganie pedałów do 28 mph. Innymi słowy, przed zakupem e-roweru z przepustnicą (lub takiego z e-assist, który przekracza 20 mph) sprawdź lokalne przepisy.
problemy z jakością i gwarancje
ponieważ cena e-roweru spada, coraz ważniejsze jest sprawdzenie informacji o gwarancji przed zakupem. (Właściwie to zawsze dobry pomysł.) Oto jeden powód: niższe e-rowery mogą nie mieć rollback termiczny, funkcja, która mierzy temperaturę wewnętrzną silnika, aby zapobiec przegrzaniu. Pomyśl o tym jak o ograniczniku obrotów w silniku spalinowym samochodu., „Zabezpiecz swoje zakłady, że większość ludzi nie próbuje wspiąć się na przełęcz górską z silnikiem na pełnej mocy”, mówi Lemire-Elmore. „Jeśli ciągniesz przyczepę pod górę z dwójką dzieci, system może ulec samozniszczeniu.”
Gdy silnik jest zbyt gorący, szkliwo ochronne otaczające przewody stojana może stopić się., Mówiąc prościej, zbyt długotrwała wspinaczka przy niskich prędkościach może usmażyć silnik bez termicznego wycofywania, a jego brak w rowerze nie jest czymś, co producenci chętnie ujawnią(chociaż nowe rowery elektryczne bez termicznego wycofywania zazwyczaj mają silniki, które mogą obsłużyć więcej mocy niż producenci je specyfikują). Mimo to w Internecie jest wiele dokumentów dotyczących przegrzania silników e-bike. To tylko jedna z wielu rzeczy, które mogą pójść nie tak z silnikiem, akumulatorem lub kontrolerem silnika, więc ważne jest, aby wiedzieć, w co się pakujesz, zanim kupisz.,
mamy nadzieję, że jesteś teraz lepiej wyposażony, aby kupić odpowiedni e-rower dla Ciebie. Jeśli masz dodatkowe pytania, których nie omówiliśmy, upuść je w komentarzach, a my dołożymy wszelkich starań, aby zaktualizować ten artykuł ze wszystkimi istotnymi informacjami, które musisz wiedzieć o silnikach e-bike.