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一篇文章讀懂電動(dòng)助力自行車的前世今生
最后,目前常見的電動(dòng)助力自行車都有哪些?它們的區(qū)別在哪里?在國內(nèi)的發(fā)展如何?
電動(dòng)助力自行車在日本從最初誕生到現(xiàn)在都是使用以力矩傳感器為核心的“Power Assist System動(dòng)力輔助系統(tǒng)”,并且已經(jīng)更迭了多代,依然保持全球領(lǐng)先的地位;德國的跟進(jìn)速度很快,目前在技術(shù)上基本可以與日本比肩,當(dāng)然有不少觀點(diǎn)認(rèn)為德國已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了超越;電動(dòng)助力自行車進(jìn)入中國之后走上了另一條發(fā)展道路,因?yàn)榛緵]有企業(yè)去研發(fā)核心的“Power Assist System動(dòng)力輔助系統(tǒng)”,而購買日本德國的系統(tǒng)又過于昂貴,因此在經(jīng)過了10余年的野蠻生長后,如今中國的城市及鄉(xiāng)村大量穿梭著的是大量包裹著塑料裝飾件的摩托化外觀的電動(dòng)踏板車,已經(jīng)成為交通事故多發(fā)的頑疾,目前北上廣深中,廣州深圳已經(jīng)全面禁止此類車輛上路,而北京也在開始限制。
雅馬哈YAMAHA的Power Assist System動(dòng)力輔助系統(tǒng)已經(jīng)更迭了多代
目前八方BAFANG以及輕客TSINOVA屬于中國少數(shù)可以獨(dú)立研發(fā)Power Assist System動(dòng)力輔助系統(tǒng)的企業(yè),掌握了核心的力矩傳感器技術(shù)以及相應(yīng)的算法,八方BAFANG的中置電機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)獲得一定的市場(chǎng)份額。而輕客TSINOVA還另辟蹊徑,開發(fā)出更為模塊化的VeloUP威履智慧動(dòng)力系統(tǒng)。更值得注意的是,輕客TSINOVA在互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的實(shí)用化方面取得突破,所開發(fā)的系統(tǒng)可以收集用戶的騎行數(shù)據(jù),進(jìn)行深度學(xué)習(xí),這也就意味著隨著個(gè)體用戶使用時(shí)間的增長以及整體用戶的增多,輕客的Power Assist System動(dòng)力輔助系統(tǒng)會(huì)變得越來越聰明,助力的提供不再局限于固定的比例提供,而是按照個(gè)體用戶的使用習(xí)慣去匹配,在人機(jī)交互上達(dá)到新的高度,很好的解決了困擾博世BOSCH、雅馬哈YAMAHA等企業(yè)多年的低齒比助力不夠線性的難題。
輕客TSINOVA的模塊化Power Assist System動(dòng)力輔助系統(tǒng)
雖然屬于不怎么受關(guān)注的品類,但電動(dòng)助力自行車在中國也一直有所發(fā)展,因?yàn)榱貍鞲衅饕约跋鄳?yīng)的系統(tǒng)研發(fā)門檻過高,所以不少另辟蹊徑的替代技術(shù)也因此而誕生,主要在于傳感器的替代以及可實(shí)現(xiàn)的簡化算法,比較有代表性的就是后軸勾爪傳感器、扭簧傳感器、以及轉(zhuǎn)速傳感器,但這些傳感器與力矩傳感器均有較大差距,所以大多都是用于低端的電動(dòng)助力自行車,其中后軸勾爪傳感器表現(xiàn)較好,扭簧傳感器則差強(qiáng)人意,而轉(zhuǎn)速傳感器因?yàn)轶w驗(yàn)太差基本只有最低端的產(chǎn)品才會(huì)使用。
后軸勾爪傳感器其實(shí)就是安裝在自行車后鉤爪的壓力傳感器,它可以檢測(cè)壓力,與力矩傳感器直接測(cè)量力矩有不小的差異,性能上有所不如,但已經(jīng)屬于最為接近的技術(shù)。
后軸勾爪傳感器結(jié)構(gòu)圖
不過,由于安裝在自行車受力最大的后輪中軸與車架的轉(zhuǎn)接處,因此這種技術(shù)最大的缺點(diǎn)就是壽命較短,一般路況下使用一年左右就會(huì)報(bào)廢,而且怕摔。它的技術(shù)門檻不高,并且生產(chǎn)成本低廉,所以也有不少品牌使用,比較有代表性的就是BH以及GIANT的低端電動(dòng)助力自行車產(chǎn)品(BH的中高端產(chǎn)品使用博世BOSCH系統(tǒng),GIANT的中高端產(chǎn)品使用雅馬哈YAMAHA系統(tǒng))。
BH EVO SNOW 29" PRO使用后軸勾爪傳感器(并不便宜)
扭簧傳感器是在牙盤中內(nèi)置霍爾傳感器,并使用多根彈簧結(jié)構(gòu),其實(shí)就是將電動(dòng)自行車的擰把安裝到了牙盤中,蹬踏越用力,壓縮彈簧也就越多,霍爾傳感器也就探測(cè)出磁場(chǎng)變化,因而輸出更多電力給電機(jī)。
但這并不是真實(shí)的去測(cè)量“力”的大小,而且霍爾傳感器本身的精度有限,助力的提供也就會(huì)有很明顯的延遲現(xiàn)象,在騎行是會(huì)有明顯的力量沖擊感,造成騎行體驗(yàn)比較差,并且不夠安全。更因?yàn)閺椈山Y(jié)構(gòu)的加入,曲柄與牙盤之間就會(huì)晃動(dòng),進(jìn)一步劣化了騎行體驗(yàn),因此很少有品牌使用這種傳感器。
轉(zhuǎn)速傳感器有多種類型,最簡單的就是兩塊兒磁鐵,一塊兒安裝于自行車的五通位置,一塊兒安裝于曲柄,原理與自行車碼表的踏頻傳感器類似,在騎行過程中每蹬一圈,磁鐵就會(huì)描過一次,則認(rèn)為電源打開一次,然后提供助力。因?yàn)榛緵]有技術(shù)門檻,所以這種傳感器售價(jià)僅為幾塊錢,多年來國內(nèi)的低端電動(dòng)助力自行車一直是使用這種技術(shù),一般售價(jià)在1000元以內(nèi)。
某國產(chǎn)品牌“智能自行車”使用的低端轉(zhuǎn)速傳感器(圖片來源于極果網(wǎng))
使用低端轉(zhuǎn)速傳感器的電動(dòng)助力自行車因?yàn)槊看翁峁┲Χ际前凑展潭ǖ墓β侍峁,無法達(dá)到線性助力,騎行體驗(yàn)會(huì)很差,更為重要的是,因?yàn)槭峭ㄟ^踏頻來判斷提供助力,在面對(duì)上坡或逆風(fēng)情況時(shí),因?yàn)樘ゎl開始變慢,助力提供就會(huì)減少,在需要助力的時(shí)候沒有助力,而下坡時(shí)如果蹬踏過快,則會(huì)有安全風(fēng)險(xiǎn)。
總結(jié):電動(dòng)助力自行車(Pedelec)是自行車寒冬里的一把火。
經(jīng)過20年左右發(fā)展,電動(dòng)助力自行車(Pedelec)在日本已經(jīng)是較為普及的兩輪代步工具,而歐洲市場(chǎng)近年來成猛增勢(shì)頭,僅2015一年,電動(dòng)助力自行車在荷蘭的銷售量就飆升了24%,而德國同樣有11.5%的銷量增長,而產(chǎn)量則達(dá)到37%的增長。尤其是近年來歐洲市場(chǎng)自行車銷量持續(xù)下滑,電動(dòng)助力自行車的崛起之勢(shì)也就被更多期待,以德國BOSCH以及日本YAMAHA為首的“Power Assist System動(dòng)力輔助系統(tǒng)”研發(fā)企業(yè)已經(jīng)開始發(fā)力布局,最大的傳統(tǒng)自行車零配件廠商SHIMANO也推出了相應(yīng)的系統(tǒng)。
本次中國國際自行車展,來自全球各地的外籍客商將主要目光投向了電動(dòng)助力自行車。國內(nèi)的無論是電動(dòng)車企業(yè)亦或是自行車企業(yè)紛紛推出了搭載了“Power Assist System動(dòng)力輔助系統(tǒng)”的電動(dòng)助力自行車,但基本都是面向外銷,不在中國市場(chǎng)銷售。只有 GIANT、輕客、BESV等少數(shù)企業(yè)是針對(duì)國內(nèi)市場(chǎng),意圖推進(jìn)中國自行車在助力化方向的發(fā)展。但可以預(yù)見的是,隨著中國經(jīng)濟(jì)增長,消費(fèi)能力的增強(qiáng),以及自主技術(shù)的進(jìn)步,電動(dòng)助力自行車在中國必將大有可為。
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