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细说电助力自行车的相关名词

自行车 时间:2021-01-04 14:01来源:竞报体育整理编辑:竞报体育我来说两句

【导读】细说电助力自行车的相关名词 E-Bike,也就是电助力自行车,即带有电驱的辅助动力,但仍以人力踩踏驱动为主的自行车。近年来电助力产品百花齐放,国内厂家亦争相参与技术研发,越来越多的好产品如雨后春笋般诞生,渐渐地走进车友们的日常生活。不过,电助力依

细说电助力自行车的相关名词

E-Bike,也就是电助力自行车,即带有电驱的辅助动力,但仍以人力踩踏驱动为主的自行车。近年来电助力产品百花齐放,国内厂家亦争相参与技术研发,越来越多的好产品如雨后春笋般诞生,渐渐地走进车友们的日常生活。不过,电助力依然是个新鲜事物,与E-Bike相关的各种专有词汇,美骑网今天在这里向大家做个简单科普。

 

1、中置电机/轮毂电机

 

根据电机在车上位置的不同,电助力自行车普遍分为中置电机与轮毂电机两种。目前主流高端品牌的电助力方案都是以中置电机为主,属于业界最尖端水平。中置电机位于车架五通部分,带有齿轮箱结构,取代了中轴位置;而轮毂电机则在前后轮的花鼓部位,与自行车花鼓部位结合。

中置电机的优点很多,请移步美骑另一篇更详细的科普文解惑——《为什么高端电助力自行车都在用中置电机?》。

 

2、传感器

 

电助力车的核心技术除了电机之外,各种复杂的传感器也是需要精研的部分,不同的厂商都有其专利科技,针对不同传感部分的算法进行优化。一般来说,比较重要的传感器是电机内部或者周围的踏频/力矩传感器,这些传感器可以感知运动情况,传输不同的信号到控制器进行运算,实现出力变化,达到加减速之目的。

实际上,先进的E-BIKE普遍会使用更高级的力矩传感器,即感知骑手出力作用于踏板、曲柄、中轴的变化,它对骑行实际情况的反馈更真实。诸如低速爬坡的场合,虽然速度与踏频都不高,但踩踏更用力了,这时电机收到力矩传感的反馈,理应输出更大的动力协助。这比单纯的踏频传感器更贴近真实情况。

最后还有一种是速度传感器,这一般位于前后叉内侧,通过线缆连通于电机,并感知车轮转动,为控制仪表台测算实时速度、里程等数据。原理与有线码表类似,电磁/红外感应都有,属于电助力车型标配的传感器之一。部分厂家亦会在电机内、车架上布置多个监测用的速度传感器,来使其助力算法更精准。

 

3、电流、功率

 

电流:车子能跑多快,取决于电机的输出,一般是通过控制电池的输出电流实现。电流的大小是可控的,由控制器算法精准操控,具有很高的精确度,且是恒流输出,这样就能无极调控电机的输出功率。

功率:通常我们所说的电机功率多少,指的是电机的额定输出功率,即在理想状态下可长期正常运转的最大输出功率,也有人将其称为“最大使用功率”。注意,电机的额定功率不等于峰值功率。功率越大,表示电机输出越猛,越能衡量一台E-BIKE能否胜任重活,一般山地助力车型的电机功率会更高,而城市与便携车型则更小型化与平衡一些。

 

4、扭矩与降速装置(扭矩放大)

 

扭矩是使物体发生转动的一种特殊的力矩,E-BIKE参数中的扭矩是指电机从曲柄端输出的力矩,反映了车子在一定范围内的负载能力。扭矩类似于施加在曲柄上的踩踏力度,它越大代表电机输出越猛,更适合艰巨的骑行场合,如山地车越野、起伏地形骑行等。

电机直接转动输出之后,需要通过一系列的机械降速装置,放大其原始力矩、降低转速,将动能间接施加在曲柄和牙盘上。这样电机输出才能更柔和,辅助的动力感觉更模拟人体踩踏,也保护了电机,减轻负载压力,延缓其内部机制的寿命,这对于暴力输出的E-BIKE来说尤为重要。

 

5、电池、容量

 

目前市面上的电助力自行车多采用18650锂电池电芯,它的寿命长、单位密度容量大、工作性能稳定、规格标准。“18650”表示的是电芯规格型号(直径18mm,长度65mm),大牌与作坊之间的容量、耐用性差异明显,连输出功率都有区别。所以良心的大品牌电助力整车,都会选用大厂电芯作为其动力源,并作为卖点醒目地标注在产品上。

此外,许多人都习惯用毫安来表示电池容量,但严格来说,这是一个错误的表达方式。毫安是电流的计量单位,毫安时(mAh)才是正确的电池容量单位,而一些严谨的品牌还会同时标上瓦时(wh)。

 

6、离合器与离合棘轮(超越离合器)

 

离合为中置电机才有的特殊机械结构,电机在不通电的情况下,电机与中轴齿轮脱离,不存在阻力,此时与普通自行车踩踏方式无异。发挥作用的关键机制称为“超越离合器”,可不是那位卡路里偶像喔。

超越离合器是随着机电一体化产品的发展而出现的,用于机器内部主动轴与从动轴之间动力传递与分离功能的重要部件。它是一种利用主、从动部分的速度变化或旋转方向的变换,使得一定条件下令动力自行离合的装置。

 

7、正弦波控制

 

这是一种对电机电流进行控制的方式。说重点,采用正弦波控制的助力电机,电流跃动趋于绝对平稳,拥有平滑的速度变化,能量传递不会跳动,不易造成电机的抖动,运行噪声也更低。若厂家技术资料中出现“毫秒级无极调速”、“无极顺滑输出”这类的形容词,该产品多为正弦波控制的电机,也是目前主流大厂的重量级技术之一。

什么是正弦波?在频率成分内最单一的一种信号,因其波形形似数学上的正弦曲线故得名。在此我们稍微了解一下即可,不多阐述。正弦波控制的原理是,在每一正弦周期内,对多个脉冲信号作自然或规则的宽度调制,使其一次调制出相当于正弦函数值的相位角和面积等效于正弦曲线的脉冲序列,形成等幅不等宽的正弦化电流输出,通过控制正弦电流的幅值及相位,达到控制电机转矩的目的。

 

8、防护等级

 

基本上所有的E-BIKE,其电机、电池都具有防水防尘的功能,而衡量此类功能的强弱,则以IP防护等级来表示。IP防护等级属于国际性的标准,是由两个数字所组成:第1个数字表示防尘、防止外物侵入的等级;第2个数字表示防湿气、防水浸入的密闭程度。两个数字越大,表示其防护等级越高。

 

9、新国标

 

2019年4月15日,《电动自行车安全技术规范》强制性国家标准(简称“新国标”)开始实施。自此,从法律层面上讲,中国只有国标车和电摩,其他都是非标车,再也没有超标电动车一说。当中明确规定,电助力自行车明确纳入新国标管理,属“电动自行车”范畴。按照标准,在售电动自行车“整车质量不得超过55公斤,最高时速不得超过25公里/小时,必须具备脚踏骑行功能”,此外还对电动自行车增加了防篡改、防火、防燃性能、充电器保护等技术要求。

而对于E-BIKE最大的影响是,当电机控制器检测到车辆行驶时速达到25公里/小时后,助力机制就会自动切断,不再让速度继续增长(当然你可以继续用力踩去加速)。基本上所有能在国内发售的零售型号,都会加入限速机制。好处也是浅而已见的,符合新国标意味着电助力自行车上路不再是灰色地带,虽然目前大部分地区还没对电助力自行车实施强制上牌,但合法上路已是理直气壮的事情了。

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