Električni bicikli pružaju pomoć pri snazi putem integriranog električnog motora koji nadopunjuje vozačevo okretanje pedala. Postoji nekoliko vrsta motora koji se koriste u električnim biciklima, a svaki ima svoje prednosti. Razumijevanje različitih vrsta motora za električne bicikle i njihovih karakteristika omogućuje vozačima da odaberu najbolju opciju motora koja odgovara njihovim specifičnim potrebama i preferencijama vožnje. U ovom detaljnom vodiču pružit ćemo detaljan uvid u različite vrste motora koji se koriste u električnim biciklima, uključujući motore s glavčinama, motore srednjeg pogona, pogonske motore s radilicom, motore s četkama u odnosu na motore bez četkica i motore s trenjem.
Sadržaj
Sadržaj
Kako rade motori za e-bicikle?
E motor je definirajuća komponenta e-bicikala koji pružaju dodatnu snagu pri pedaliranju putem električne pomoći. Ali kako točno različite vrste motora koji se koriste u električnim biciklima generiraju ovu pomoćnu snagu? Ovdje je pregled funkcionalnosti motora e-bicikla i interakcije s drugim komponentama e-bicikla:
Interakcija s komponentama e-bicikla
Na e-biciklu, električni motor radi zajedno s baterijom, pedalama/radilicom, pogonskim sklopom i sustavom upravljanja, a napaja ga punjiva litij-ionska baterija. Dok vozač pedalira, senzori otkrivaju ritam i silu iz pogonske osovine i donjeg nosača, šaljući te podatke kontrolnom sustavu ili kontroleru, koji zauzvrat aktivira i modulira električnu pomoć motora. Električni motor za bicikl zatim daje mehaničku izlaznu snagu koja nadopunjuje snagu ljudskog pedaliranja, prenoseći snagu kroz pogonski sklop za pokretanje e-bicikla naprijed.
Uloga senzora
Različite vrste motora koji se koriste u električnim biciklima oslanjaju se na ulaz senzora za upravljanje isporukom snage. Većina e-bicikala s električnim motorom ima senzor zakretnog momenta u radilici ili donjem nosaču koji može mjeriti ljudsku silu pedaliranja i kadencu u stvarnom vremenu. Upravljač obrađuje te podatke zajedno s ulazom iz senzora brzine kotača i kadence, zatim aktivira i modulira električnu snagu od baterije do motora na gladak, besprijekoran način. Ova kontrola temeljena na senzorima omogućuje različitim vrstama motora za e-bicikle da pruže proporcionalnu pomoć snazi u skladu s vlastitim naporom vozača, poboljšavajući iskustvo vožnje sigurno i učinkovito.
Načini rada
E-bicikli
- Pomoć pri veslanju: Električni motor daje snagu samo kada vozač aktivno okreće pedale.
- Pomoć pri gasu: Omogućuje uključivanje motora za pogon e-bicikla bez pritiskanja pedale.
- Pomoć pri pedalu: Pruža snagu proporcionalnu ritmu i snazi vozača, pojačavajući ljudski unos.
Različite vrste motora električnih bicikala mogu ponuditi bilo koji ili sve ove načine rada, kojima se može upravljati promjenom postavki na jedinici zaslona na upravljaču.
Snaga i učinkovitost
Kontroler upravlja preciznim protokom električne energije od baterije do određene vrste motora e-bicikla, obično mjeren u vatima. Dok većina motora za e-bicikle održava stalnu snagu između 250-750 vata, njihove vršne snage mogu narasti iznad 1000 vata. Različite vrste električnih bicikala
Pregled i usporedba različitih tipova motora za e-bicikle
Postoji pet glavnih vrsta motora koji se koriste u električnim biciklima, a svaki ima svoje prednosti i nedostatke. Odabir optimalne vrste motora ovisi o dizajnu e-bicikla i namjeravanom stilu vožnje. Ovdje je pregled i usporedba različitih vrsta motora za električne bicikle:
1. Motori glavčine
Hub motori su najčešće korišteni tip motora za električne bicikle, procjenjuje se da predstavljaju 50-70% tržišta motora za e-bicikle. Kao što naziv implicira, motori glavčina neprimjetno se integriraju u glavčine prednjih ili stražnjih kotača bicikla. Ova vrsta električnih motora za bicikle dostupna je u varijantama s mjenjačem ili bez mjenjača, a njihov jednostavan, samostalan dizajn eliminira potrebu za izmjenama pogonskog sklopa. Naučimo sada više o motorima prednje i stražnje glavčine!
1) Motori prednje glavčine
Prednosti:
- Jednostavnija instalacija od stražnjih glavčina
- Jednostavno promijenite probušenu gumu
- Nemojte utjecati na zupčanik i pogon
Protiv:
- Dodajte više neopružene težine na prednji kotač
- Promijenite raspodjelu težine bicikla i težište
- Utječu na upravljanje i rukovanje pri većim brzinama
- Potreban je čvrst dizajn prednje vilice
Općenito, većina stručnjaka za električne bicikle ne preporučuje motore s prednjom glavčinom, osim u posebnim slučajevima, budući da njihovi nedostaci pri upravljanju i stabilnosti nadmašuju prednost lakše ugradnje - to može dovesti do rizika kao što su nestabilno upravljanje, kotrljanje kotača i smanjena snaga prednjeg kočenja.
2) Motori stražnje glavčine
Prednosti:
- Održavajte normalnu raspodjelu težine bicikla i centar gravitacije
- Nemojte utjecati na upravljanje ili prednji ovjes
- Sačuvajte predvidljivo rukovanje i stabilnost
Protiv:
- Komplicirano uklanjanje stražnjeg kotača za popravke probušene gume
- Utječe na pogonski sklop, posebno kod motora s mjenjačem
- Povećava težinu bez opruge, potencijalno komplicirajući podešavanje amortizera opruge
Zaključak
Većina e-bicikala opremljenih motorima s glavčinama odlučuje se za postavu motora sa stražnjim glavčinama kako bi se zadržalo uobičajeno upravljanje biciklom. Ipak, povećana stražnja težina bez opruge zahtijeva prilagođene parametre ovjesa za optimalno upravljanje terenom. U biti, stražnje glavčine iskorištavaju prednosti motora glavčine dok minimiziraju svoje nedostatke.
Idealne aplikacije
Samostojeći dizajn temeljen na kotačima i tihi rad čine motore glavčine idealnim za mnoge e-bicikle početne razine, posebno one jednostavne i pristupačne e-bicikle dizajnirane za ravne terene, ili rekreacijske gradske i prigradske e-bicikle gdje su visoki brzina nije potrebna, kao što je
2. Motori srednjeg pogona
Motori sa srednjim pogonom postali su sve popularniji posljednjih godina i sada čine približno 30% tržišta motora za e-bicikle. Sustav srednjeg pogona ugrađuje motor u područje donjeg nosača i izravno pokreće radilicu, osiguravajući pomoćnu snagu koja se prenosi kroz stražnji set zupčanika i prijenosni sustav. Ovaj središnji položaj optimizira raspodjelu težine uz pružanje izvanredne snage i učinkovitosti za maksimalnu trakciju, ubrzanje i kontrolu.
Prednosti:
- Optimizirajte raspodjelu težine i stabilnost bicikla
- Održavajte izvrsnu trakciju čak i pri većim brzinama
- Sačuvajte prirodan osjećaj vožnje i upravljanje
- Pružaju izvrsnu sposobnost penjanja na brdo
- Učinkovito iskoristite zupčanik za maksimiziranje raspona snage
- Zahtijeva manje energije baterije za danu izvedbu
Protiv:
- Povećajte složenost sustava i troškove
- Zahtijeva napredno
engine upravljanje radilicom - Smanjite razmak od tla oko radilice
- Dodajte težinu na središnje mjesto na okviru
- Zahtjevnija instalacija i održavanje
Zaključak
Motori srednjeg pogona doista iskorištavaju prednosti pogona električnih bicikala zahvaljujući svom središnjem položaju i integraciji s mehanikom bicikala. Prepoznat je i cijenjen jer vozačima pruža prirodan prijenos snage i iskustvo vožnje.
Idealne aplikacije
Motori sa srednjim pogonom omogućuju e-bicikle visokih performansi prikladne za atletsku vožnju, brda i natjecateljsku upotrebu - središnja lokalizacija težine uvelike pogoduje off-road e-mountain biciklima. Ovaj električni bicikl
3. Pogonski motori radilice
Pogonski motori predstavljaju nišnu potkategoriju koja se trenutno procjenjuje na samo 5-10% tržišta motora za e-bicikle. Ova vrsta elektromotora integrira motor i reduktor interno unutar vretena donjeg nosača radilice. To omogućuje koncentraciju težine na središnjoj jezgri bicikla, a istovremeno pruža zaštitu od vremenskih uvjeta za unutarnje dijelove motora. Međutim, radilice imaju ograničene mogućnosti zakretnog momenta u usporedbi sa sustavima srednjeg pogona.
Kako rade pogonski motori?
Motori za e-bicikle s radilicom pametno integriraju motor i reduktorski mehanizam unutar prevelike radilice. Ovo nekonvencionalno postavljanje postiže se uz pomoć posebno dizajniranog kućišta vretena. Unutar ljuske donjeg nosača, stator i rotor se koncentrično okreću, tvoreći unutarnje kućište okvira. U isto vrijeme, radilica pokreće lanac kroz rotaciju same radilice i pokreće vlak putem integriranog reduktora. Ova vrsta motora zahtijeva složenu i robusnu konstrukciju vretena za rukovanje unutarnjim silama uz održavanje performansi pedaliranja.
Prednosti:
- Koncentrirajte težinu središnje na jezgru motocikla
- Poboljšajte ukupnu stabilnost rukovanja i performanse
- Zaštitite unutrašnjost motora od vremenskih prilika i krhotina
- Ne zahtijevaju izmjene na komponentama stražnjeg pogona
- Pruža vrlo tih rad
Protiv:
- Integracija ograničava zakretni moment i mogućnosti snage
- Značajno povećanje težine radilice
- Zahtijeva napredno vreteno
engine projektiranje i dizajn - Nudi manje mogućnosti zakretnog momenta i fleksibilnost konfiguracije u usporedbi sa srednjim pogonima
- Veći trošak zbog prilagođene izrade vretena
Zaključak
Iako radilice imaju neke prednosti, ograničeni okretni moment i veća cijena čine ih najprikladnijima samo za posebne modele e-bicikala u ovoj fazi. Osim toga, tehnologija pogona radilice ostaje manje zrela u usporedbi s dokazanijim sustavima srednjeg pogona. Međutim, stalni napredak u materijalima i dizajnu vretena može poboljšati održivost pogonskih radilica tijekom vremena kada se ugrade u tipove motora koji se koriste u električnim biciklima.
4. Četkani u odnosu na motore bez četkica
Motori električnih bicikala koriste tehnologiju motora s četkicama ili bez četkica. Četkasti motori prisutni su desetljećima, dok su modeli bez četkica noviji razvoj.
1) Brušeni istosmjerni električni motori
Bruckasti istosmjerni električni motori imaju stacionarne magnete u statoru koji okružuju rotirajuću armaturu koja sadrži žičane namotaje u interakciji s fiksnim magnetskim poljem. Kako bi se održala kontinuirana rotacija, mehanički komutator i četkice mijenjaju polaritet struja namota. Međutim, s vremenom se četkice istroše i zahtijevaju povremenu zamjenu.
Prednosti:
- Jednostavna, jeftina konstrukcija motora
- Lako kontrolirati brzinu promjenom napona
- Pružite veliki startni moment
Protiv:
- Četke se s vremenom istroše i treba ih zamijeniti
- Manje učinkovit s većim gubitkom energije u obliku topline
- Stvaranje električne i elektromagnetske buke
- Niža gustoća snage i mogućnosti vršne snage
- Zahtijeva održavanje zbog istrošenih četkica
Zaključak
Brušeni motori predstavljali su rani konvencionalni pristup korišten u električnim alatima, uređajima i mnogim električnim biciklima. Međutim, njihovi nedostaci doveli su do povećane upotrebe elektromotora bez četkica (BLDC/EC).
2) DC električni motori bez četkica
BLDC ili motor bez četkica ima trajne magnete fiksirane u rotoru koji se okreću oko nepomične armature. Kako bi se održala rotacija, složena upravljačka elektronika sekvencira snagu u namotima. Za razliku od brušenih motora, radi bez četkica, budući da su namoti u statoru elektronički komutirani.
Prednosti:
- Uklonite trošenje četki radi manjeg održavanja
- Manja težina i kompaktnija veličina
- Mogućnosti veće vršne snage
- Poboljšana toplinska izvedba i vijek trajanja
- Veća učinkovitost sustava s manjim gubitkom energije
- Generirajte minimalnu buku i elektromagnetske smetnje
Protiv:
- Zahtijevaju složene elektroničke regulatore brzine
- Proizvedite manji okretni moment pri malim brzinama
- Košta više od ekvivalentnog brušenog motora
- Osjetljivo na prljavštinu, prašinu i vlagu
- Složeno rješavanje problema i popravci
Zaključak
Popularnost EC/motora bez četkica nastavlja rasti zbog značajnih poboljšanja performansi, učinkovitosti i pouzdanosti u odnosu na brušene tipove. Gotovo svi vrhunski sustavi e-bicikla sada koriste tehnologiju motora bez četkica/BLDC motora. Na primjer, najpopularniji
3) BLDC motori bez senzora
Električni motori bez senzora bez četkica DC (BLDC) nude varijantu tehnologije bez četkica usmjerenu na jednostavniju implementaciju eliminacijom fizičkih senzora. Umjesto upotrebe senzora ili enkodera s Hallovim efektom,
Kako rade istosmjerni električni motori bez senzora i četkica?
BLDC motori bez senzora procjenjuju kutni položaj rotora na temelju mjerenja struje i napona unutar namota motora. Praćenjem povratnog EMF napona, povezani prijelazi nule mogu se koristiti za određivanje položaja tijekom normalnog rada. U mirovanju i nižim brzinama, specijalizirane metode elektroničkog pogona induciraju efekte istaknutosti koji omogućuju procjenu položaja. Ovaj pristup bez senzora eliminira zasebne Hall senzore ili kodere kako bi se smanjili troškovi, veličina i složenost.
Prednosti:
- Uklonite zasebne fizičke senzore i povezano ožičenje
- Omogućite jednostavniji, robusniji i često manji dizajn motora
- Smanjite ukupnu veličinu, složenost i cijenu motornog sustava
- Ne zahtijeva ponovnu kalibraciju ili ponovno podešavanje senzora
- Omogućuje rad u teškim uvjetima s prljavštinom, prašinom, vlagom
Protiv:
- Može imati manje glatko pokretanje i kontrolu momenta male brzine
- Često imaju manju učinkovitost pri vrlo niskim brzinama motora
- Zahtijevaju složene algoritme za procjenu stanja i elektroniku
- Teško je osigurati optimalnu učinkovitost u cijelom rasponu brzine
- Tolerirati manje parametarske varijabilnosti u konstrukciji motora
Zaključak
Tehnologija bez senzora dobro radi za mnoge skupe aplikacije koje ne zahtijevaju vrhunsku preciznost i glatkoću.
5. Frikcijski pogonski motori
Frikcijski pogonski motori predstavljaju nišnu klasu koja se tek počela pojavljivati za električne bicikle i druga laka električna vozila. Kao što naziv označava, frikcijski pogonski motori koriste trenje između gumiranog kotača pritisnutog uz gumu za pogon bicikla. Ovaj pristup rezultira krajnje pojednostavljenim dizajnom bez utjecaja na mehaniku bicikla.Međutim, tarni pogonski sustavi također imaju primjetne nedostatke u performansama.
Kako rade frikcijski pogonski motori?
Frikcijski pogonski motori pričvršćuju se izvana na okvir bicikla na stražnjem kotaču. Mali električni motor okreće gumirani kotač koji pritišće stražnju gumu. Kada se aktivira, tarni pogonski kotač okreće se uz gumu kako bi potjerao bicikl prema naprijed, slično ruci koja drži kotač. Motor se montira u blizini glavčine i povezuje s tarnim pogonskim kotačem remenom ili zupčanikom.
Prednosti:
- Izuzetno jednostavan i lagan vanjski dizajn
- Ne zahtijeva modifikaciju pogonskog sklopa bicikla ili glavčina kotača
- Tihi rad motora s vanjske montaže
- Lako se naknadno ugraditi na standardne bicikle po želji
- Sačuvajte osjećaj trenja pri pedaliranju kada je motor isključen
Protiv:
- Sklonost klizanju ili gubitku prianjanja, posebno na brdima ili po vlažnom vremenu
- Ograničava sposobnost i performanse stražnjeg kočenja
- Firkcioni kotač se s vremenom istroši i zahtijeva zamjenu
- Manja robusnost i otpornost na vremenske uvjete s vanjskom izloženošću
- Ukupno manje snage i učinkovitosti
Zaključak
Frikcioni pogonski sustavi pobudili su interes za neke jeftine modele električnih bicikala, ali njihova ograničenja performansi čine ih neprikladnima za kvalitetnije e-bicikle. Napredna znanost o materijalima može povećati održivost frikcionih pogonskih motora u budućnosti kada se ugrade u vrste motora koji se koriste u električnim biciklima.
Odabir najboljeg motora za e-bicikle
Budući da postoji tako širok raspon motora za električne bicikle, može biti izazovno odabrati optimalnu vrstu motora za vaše potrebe i preferencije. Ovdje su ključni čimbenici koje treba uzeti u obzir zajedno s preporukama na temelju stila vožnje.
1. Ključni čimbenici koje treba uzeti u obzir
- Koliko vam je pomoći potrebno - manja ili veća snaga?
- Koji je vaš tipični teren za vožnju - ravnice ili brda?
- Koje su osobine upravljanja biciklom najvažnije - stabilnost ili agilnost?
- Koliko težine možete podnijeti dodavanje biciklu?
- S kakvom vrstom pogona počinjete?
- Koja je razina otpornosti na vremenske uvjete potrebna?
- Koliki je vaš proračun za motorni sustav?
2. Preporuke temeljene na stilu vožnje
Ispitajmo preporuke temeljene na uobičajenim aplikacijama za vožnju:
1) Putovanje na posao i slobodno vrijeme
Za ležernu vožnju gradom ili biciklističkim stazama, motor s glavčinom nudi jednostavnost i ekonomičnost. Motor stražnje glavčine s mjenjačem ili bez mjenjača pruža učinkovitu i udobnu pomoćnu snagu bez utjecaja na rukovanje. Srednji pogoni nude veće performanse, ali mogu biti pretjerani ako ne iskoriste mogućnosti terena.
2) Atletska staza i brdski biciklizam
Sustavi srednjeg pogona blistaju za terensku vožnju gdje su njihove prednosti prianjanja, ravnoteže i uspona bitne. Osim toga, središnje postavljanje težine također pomaže manevriranju na stazama. Jednom riječju, motori srednjeg pogona s većim okretnim momentom dobro odgovaraju rasponu prijenosa na MTB-u.
3) Prijevoz tereta i teških tereta
Prijevoz djece ili teškog tereta ima veliku korist od sirove snage i poboljšane vuče motora sa srednjim pogonom. Njihova učinkovitost i iskorištenost opreme pružaju stalnu pomoć u vučenju dodatne težine uz brda. Štoviše, srednji pogon s dva motora također se može postaviti za teretne bicikle maksimalne snage.
4) Električni cestovni bicikl velike brzine
Za postizanje većih trajnih brzina, srednji pogoni mogu bolje iskoristiti zupčanike cestovnih bicikala od motora u glavčini. Njihova dinamička izvedba također se dobro slaže s agilnim upravljanjem željenim pri većim brzinama. Manji otpor i težina pomažu pri ubrzanju i krstarenju.
5) Povoljni projekti rekonstrukcije
Dodavanje jednostavnog motora glavčine omogućuje elektrifikaciju standardnog bicikla s malim proračunom kao običnog krstaša. Sustavi stražnjeg tarnog pogona također omogućuju jeftino eksperimentiranje s motoriziranjem postojećih bicikala s jednostavnošću i reverzibilnošću.
Procjena vaših prioriteta među ovim ključnim kriterijima odabira omogućuje prepoznavanje idealnih tipova motora koji se koriste u električnim biciklima za vaše individualne potrebe i stil vožnje. Uz to, testna vožnja različitih e-bicikala, iskustvo motornih karakteristika iz prve ruke, kombiniranje korisničkog iskustva s tehničkim znanjem također može pomoći u odabiru najboljeg motora. Još jedna stvar je da možete dati prednost nekim e-biciklima opremljenim dobro poznatim pogonskim motorima, kao što su Bosch ebike motor, Bafang električni motor (e motor), itd.
Završne misli
Na kraju, postoji nekoliko različitih vrsta motora koji se koriste u električnim biciklima, a svaki ima svoje prednosti i nedostatke. Široke kategorije uključuju motore s glavčinama, motore srednjeg pogona, pogone radilice, brušene motore, motore bez četkica i tarne pogone. Trenutačno tržištem e-bicikala dominiraju motori srednjeg pogona i glavčine. Međutim, stalne inovacije među tipovima motora vjerojatno će dovesti do promjene popularnosti i različite specijalizacije u budućnosti. Razmotrite svoje želje i zahtjeve u stilu vožnje i odaberite pravi motor za e-bicikl za svoj bicikl kako bi vaše avanture vožnje bile zabavne!
Moglo bi vas zanimati i za:
Razlika između remenskog pogona i lančanog e-bicikla: Odaberite pravi za vožnju
Opširni vodič o tome što je pedelec
Kako koristiti električni bicikl: Vodič za vožnju za početnike
