Inginerie biciclete electrice — Analiza intervalului
Cum variază intervalul între motorul cu butuc și bicicletele electrice cu motor cu tracțiune medie?
O privire atentă asupra eficienței cuplului, a performanței terenului și a kilometrajului real - și a ceea ce înseamnă de fapt pentru intervalul pe care îl veți obține la următoarea călătorie.
Răspunsul direct: Motoare cu butuc vs. Motoare cu tracțiune medie pe rază
Bicicletele electrice cu motor cu tracțiune medie oferă de obicei cu 10% până la 30% mai multă autonomie decât bicicletele electrice cu motor cu butuc atunci când folosesc aceeași capacitate a bateriei , deoarece folosesc treptele de viteză ale bicicletei pentru a aplica puterea mai eficient pe diferite terenuri. Pe teren plat și consistent, o bicicletă electrică cu motor cu butuc cu o baterie de 500 Wh poate parcurge între 25 și 40 de mile, în timp ce o bicicletă electrică cu tracțiune medie cu aceeași baterie poate parcurge adesea 30 până la 50 de mile în condiții identice. Pe terenuri deluroase sau mixte, decalajul se mărește și mai mult, deoarece sistemele de tracțiune mijlocie ajustează cuplul de ieșire prin transmisie, în timp ce motoarele butucului aplică un cuplu relativ fix, indiferent de panta.
Acestea fiind spuse, intervalul nu este niciodată determinat doar de tipul de motor. Capacitatea bateriei, greutatea pilotului, nivelul de asistență, presiunea în anvelope și terenul interacționează cu arhitectura motorului pentru a produce un număr final. Acest articol detaliază exact de ce motoarele butucului și motoarele cu tracțiune intermediară se comportă diferit, la ce gamă reală vă puteți aștepta de la fiecare și cum să alegeți configurația potrivită pentru nevoile dvs. de călătorie - inclusiv unde biciclete electrice ușoare se încadrează în ecuația intervalului.
De ce tipul motorului modifică ecuația intervalului
Un motor butuc se află în interiorul roții din față sau din spate și antrenează direct roata, independent de treptele bicicletei. Oferă o cantitate destul de constantă de cuplu, indiferent de viteză sau înclinare, ceea ce înseamnă că trebuie să muncească mai mult - și să atragă mai mult curent - atunci când urcă dealuri sau accelerează de la oprire. Un motor cu tracțiune intermediară, în schimb, este montat la manivela bicicletei și trimite puterea prin lanțul și sistemul de transmisie existent. Acest lucru permite motorului să funcționeze în intervalul său cel mai eficient RPM în orice moment, similar cu modul în care un motor de mașină beneficiază de o transmisie.
biciclete electrice ușoare
Un motor cu tracțiune intermediară nu doar mișcă bicicleta, ci funcționează cu propriul angrenaj al bicicletei, așa cum o transmisie lasă motorul să rămână în intervalul său eficient.
Eficiența cuplului și consumul de energie
Deoarece un motor cu antrenare mijlocie poate multiplica cuplul prin treptele de viteză inferioare la o urcare, nu este nevoie să atragă atât de mult curent brut pentru a produce aceeași forță înainte ca un motor cu butuc. Testele independente de eficiență au arătat că sistemele cu tracțiune medie pot fi cu 15% până la 20% mai eficiente din punct de vedere energetic decât motoarele cu butuc cu acționare directă pe traseele deluroase , traducându-se direct în mai multe mile per încărcare. Pe teren plat, diferența de eficiență se îngustează considerabil, deoarece niciunul dintre tipurile de motor nu trebuie să funcționeze împotriva gravitației.
Distribuția greutății și rezistența la rulare
Motoarele butucului adaugă greutate nesusținută roții, ceea ce poate crește ușor rezistența la rulare și poate reduce eficiența generală de rulare, în special pe suprafețe accidentate. Motoarele cu tracțiune intermediară mențin greutatea centralizată în apropierea pedalierului inferioară a bicicletei, îmbunătățind echilibrul și reducând energia pierdută din cauza oscilației sau vibrațiilor roților. Acesta este un motiv pentru multe biciclete electrice ușoare în categoriile de performanță și navetă sunt construite din ce în ce mai mult în jurul sistemelor de tracțiune mijlocie — masa centralizată acceptă atât o mai bună manevrare, cât și o autonomie mai previzibilă.
Comparația dintre intervalele din lumea reală în funcție de tipul de teren
Cifrele de autonomie variază mult în funcție de condițiile de testare, așa că tabelul de mai jos reflectă rezultatele tipice din lumea reală pentru o bicicletă electrică de nivel mediu cu o baterie de 500Wh, un nivel de asistență moderat și un ciclist care cântărește aproximativ 70 kg (154 lbs).
| Tip de teren | Gama de motoare butuc | Gama de motoare Mid-Drive |
|---|---|---|
| Drumuri urbane plate | 30–40 de mile | 35–50 de mile |
| Teren mixt (dealuri ondulate) | 22–30 mile | 28–38 mile |
| Dealuri abrupte sau trasee montane | 15–22 mile | 20–30 de mile |
| Călărie de mare viteză doar cu accelerație | 18–25 mile | 22–28 mile |
Observați că avantajul de autonomie al motoarelor cu tracțiune medie este cel mai mic pe teren plat și cel mai mare pe traseele deluroase sau montane. Dacă naveta zilnică este complet plată, diferența practică dintre tipurile de motoare poate fi minoră. Dacă traseul dvs. include urcușuri regulate, avantajul eficienței unui sistem de tracțiune la mijloc devine mult mai semnificativ.
Alți factori care influențează gama, indiferent de tipul de motor
Tipul de motor stabilește eficiența de bază, dar alte câteva variabile pot schimba gama cu 20% sau mai mult în oricare direcție, indiferent de sistemul de motor pe care îl alegeți.
Nivelul de asistență și stilul de conducere
Circulația într-un mod de asistență scăzută și contribuția cu mai multă putere a pedalei poate extinde raza de acțiune cu 30% până la 50% în comparație cu mersul în modul de asistență maximă sau doar cu accelerație. Acest lucru este valabil atât pentru sistemele hub, cât și pentru mijlocul de conducere, deoarece nivelurile de asistență mai ridicate atrag întotdeauna mai mult curent din baterie, indiferent de cât de eficient este convertit curentul în mișcare înainte.
Info
Scăderea nivelului de asistență chiar și cu un singur pas vă poate extinde în mod semnificativ raza de acțiune fără a adăuga mult efort fizic pe teren plat.
Greutatea călărețului și sarcina de marfă
Fiecare încărcătură suplimentară de 25 lbs (aproximativ 11 kg) de greutate a călărețului sau a încărcăturii poate reduce autonomia cu aproximativ 5% până la 10%, deoarece motorul trebuie să lucreze mai mult pentru a menține aceeași viteză și accelerație. Acest efect este puțin mai pronunțat pe sistemele cu motor cu butuc, care nu pot utiliza reducerea treptelor de viteză pentru a compensa sarcina adăugată la fel de eficient ca un motor cu antrenare intermediară.
Capacitatea și vechimea bateriei
O baterie mai mare, măsurată în wați-oră (Wh), extinde direct autonomia indiferent de tipul de motor. O baterie de 750Wh poate oferi cu aproximativ 50% mai multă autonomie decât o baterie de 500Wh în aceleași condiții. Vechimea bateriei contează și: majoritatea bateriilor litiu-ion pentru biciclete electrice păstrează aproximativ 70% până la 80% din capacitatea lor originală după 500 până la 800 de cicluri de încărcare completă , ceea ce înseamnă că o baterie mai veche va oferi în mod natural o autonomie mai mică chiar dacă motorul în sine este neschimbat.
Avertisment
Dacă autonomia bicicletei dumneavoastră electrice a scăzut considerabil în timp, o baterie învechită – nu motorul – este adesea cauza reală.
Presiunea anvelopelor și rezistența la rulare
Anvelopele subumflate cresc rezistența la rulare și pot reduce autonomia cu 5% până la 15%. Acest lucru se aplică în mod egal pentru ambele tipuri de motoare, deoarece motorul trebuie să compenseze rezistența suplimentară, indiferent de locul în care este montat pe bicicletă.
Temperatura ambiantă
Bateriile cu litiu-ion își pierd eficiența pe vreme rece, iar cicliștii pot vedea o scădere a autonomiei cu 10% până la 20% atunci când temperaturile scad sub 40°F (aproximativ 4°C), comparativ cu condițiile blânde, la temperatura camerei. Acest efect este mai degrabă chimic decât mecanic, așa că se aplică în mod identic la motorul butuc și la bicicletele electrice cu motor cu tracțiune medie. Depozitarea bateriei în interior înainte de o plimbare pe vreme rece, în loc să o lase expusă peste noapte, poate ajuta la minimizarea acestei pierderi.
Rezistența vântului și viteza de deplasare
Vitezele mai mari cresc dramatic rezistența aerodinamică, iar consumul de energie crește aproximativ odată cu pătratul vitezei. Circulația constantă la 20 mph în loc de 12 mph poate reduce autonomia cu 25% sau mai mult, pur și simplu pentru că motorul trebuie să depășească o rezistență semnificativ mai mare la vânt pentru a menține ritmul mai rapid. Vânturile în fața agravează acest efect și mai mult, indiferent dacă bicicleta folosește un butuc sau un motor cu tracțiune intermediară.
Cost, greutate și costuri de întreținere între cele două sisteme
Gama este un factor important, dar nu ar trebui evaluat izolat. Motoarele cu butuc și motoarele cu tracțiune medie diferă, de asemenea, în ceea ce privește costul inițial, greutatea totală a bicicletei și nevoile de întreținere pe termen lung - toate acestea afectând experiența totală de proprietate.
- Bicicletele electrice cu motor cu butuc sunt, în general, mai puțin costisitoare de fabricat și cumpărat, ceea ce le face o alegere comună pentru modelele de navetiști cu buget redus.
- Motoarele cu tracțiune intermediară exercită o presiune suplimentară asupra lanțului, casetei și schimbătorului, ceea ce poate duce la o uzură mai rapidă a trenului de transmisie și la costuri de întreținere ușor mai mari în timp.
- Motoarele butucului oferă o instalare și o reparație mai simplă, deoarece motorul este o unitate autonomă în interiorul roții.
- Multe biciclete electrice ușoare favorizează sistemele de tracțiune la mijloc, în special pentru că greutatea centralizată și livrarea eficientă a puterii susțin o greutate totală mai mică a bicicletei fără a sacrifica capacitatea de urcare.
- Sistemele mid-drive gestionează în general mai bine terenurile abrupte și tehnice, ceea ce le face o alegere comună pentru bicicletele electrice orientate spre traseu și munte.
Succes
Potrivirea tipului de motor cu terenul dvs. real – în loc să urmăriți cea mai mare gamă anunțată – este cea mai fiabilă modalitate de a obține kilometrajul la care vă așteptați.
Cum să alegi în funcție de prioritățile tale
Alegerea între un motor butuc și un motor cu tracțiune medie depinde în cele din urmă de terenul pe care îl călătorești cel mai des și de cât de mult prețuiești autonomia maximă față de costul inițial și simplitatea.
- Dacă naveta sau traseul tipic este plat și previzibil, o bicicletă electrică cu motor cu butuc poate oferi o gamă aproape comparabilă la un preț mai mic.
- Dacă călătoria dvs. include în mod regulat dealuri, munți sau terenuri mixte, un motor cu tracțiune intermediară vă va extinde, în general, raza de acțiune semnificativă și va reduce solicitarea bateriei la urcări.
- Dacă reducerea la minimum a greutății generale a bicicletei este o prioritate, priviți către sistemele cu tracțiune medie, care sunt mai frecvente printre biciclete electrice ușoare conceput pentru călătorii pe distanțe lungi sau de performanță.
- Dacă întreținerea redusă și reparațiile simple contează cel mai mult, un sistem de motor cu butuc s-ar putea să se potrivească mai bine nevoilor dvs., în special pentru călătorii obișnuiți sau rare.
- Dacă transportați în mod frecvent marfă sau călătoriți cu un pasager, luați în considerare un motor cu tracțiune intermediară asociat cu o capacitate mai mare a bateriei pentru a compensa impactul greutății suplimentare asupra autonomiei.
Pericol
Nu vă bazați pe o singură cifră de distanță de drum plat atunci când planificați o rută cu o schimbare reală a cotei - deficitul de urcări poate fi suficient de important pentru a vă lăsa blocat.
În practică, niciunul dintre tipurile de motor nu este universal superior - alegerea corectă depinde de potrivirea punctelor forte ale sistemului la condițiile reale de călătorie. Călăreții care acordă prioritate capacității de urcare, eficiența pe terenuri variate și o greutate totală mai mică a bicicletei tind să graviteze spre motoarele cu tracțiune la mijloc, în timp ce cei care doresc o configurație mai simplă și mai accesibilă pentru rutele plate de navetă găsesc adesea motoarele cu butuc perfect adecvate. Testarea unei biciclete în condiții similare cu traseul zilnic rămâne cel mai fiabil mod de a estima intervalul pe care îl veți experimenta de fapt.
De asemenea, merită să luați în considerare modul în care obiceiurile dvs. de călătorie s-ar putea schimba în timp. Un călăreț care începe să facă naveta pe străzi plate ar putea dori mai târziu să exploreze trasee mai deluroase sau plimbări mai lungi de weekend, caz în care raza extinsă și eficiența de urcare a unui motor cu tracțiune medie s-ar putea dovedi mai valoroasă pe termen lung decât economiile inițiale ale costurilor unui sistem cu motor cu butuc. Dimpotrivă, un călăreț care are nevoie doar de călătorii scurte și plate la serviciu sau de comisioane poate descoperi că un motor cu butuc își acoperă confortabil nevoile fără a împinge niciodată bateria aproape de limita sa.
În cele din urmă, compararea cifrelor intervalului publicitar una lângă alta este doar un punct de plecare. Deoarece raza de acțiune în lumea reală depinde atât de mult de teren, greutatea pilotului, nivelul de asistență și chiar vremea, cel mai bine este să tratați estimările producătorului ca un plafon, mai degrabă decât o garanție. Solicitarea datelor de autonomie testate în condiții apropiate de ale dvs. — navetă pe dealuri, încărcături de marfă sau călătorie pe vreme rece — vă va oferi o imagine mult mai precisă despre ceea ce vă așteptați decât la o singură cifră de drum plat.
Previous
