電單車是什麼?
首先,電單車最早於上世界90年代發源日本(1890年代美國就出現了添加電池及電機的單車,但現代電單車的興起在業內被共認為是直到日本企業使用「力矩感測器」才算起源),近些年興盛於歐洲,北美及亞洲市場也日漸繁榮。電單車已經成為全球單車產業的一個發展趨勢,並正在成為單車產業的核心,未來,電單車將會取代目前傳統單車的位置,成為大眾最為常用的個人兩輪交通工具,並讓人們回歸騎行。
在歐美地區,電單車經常被稱為「E-Bike」,E即為Electric,也就是電單車,但這個組合詞存在歧義,因為它還有「電摩托車」的意思。所以電單車還有另一個更貼切的稱呼「Pedelec」,由Pedal(腳踏)、Electric(電動)、Cycle(單車)三個單片語合而成,也就是「擁有腳踏的電單車」。
那麼,「擁有腳踏的電單車」是什麼呢?
從技術原理的角度來講,電單車的運行模式與混合動力汽車的「並聯式混合動力發動機系統」有著異曲同工之妙,我們都知道混動汽車是「燃油+電力」的運行模式,當然,不同車企的混動存在差異,以並聯式混合動力發動機為例:這種汽車發動機既可以獨立驅動車輪,也可以與電動機協同輸出動力,但卻不能由電機來獨立驅動。而電單車也可以關閉電力以純人力來驅動車輪,也可以是「人力+電力」的協同運行模式,但卻沒有純電力的運行模式。
註:圖片引自愛卡汽車
我們都知道電機的輸出是比較容易控制的,你給多少電,它就輸出多少動力;而燃油的發動機的輸出卻相對不好控制得多。
那麼,假設現在需要並聯式混合動力發動機輸出100Nm的扭矩,燃油發動機當下提供了其中的60%,那麼剩下的40%就由電動機相對精準的輸出,來進行動力的補充是比較容易的,這在起步及突然需要加速時可以提供更為充沛的動力,並達到節省燃油的目的。在燃油發動機與電動機協調輸出動力的過程中,需要一個感測器去探測燃油發動機到底是輸出了多少扭矩,然後去調動電動機進行補充,而這個感測器叫做「扭矩感測器」,也叫「力矩感測器」。
回到電單車,是的,電單車中用來協調「人力與電力」的就是「扭矩感測器」,原理就是:探測人力輸出,然後調動電動機提供動力。
BOSCH中置電機系統,力矩感測器被安裝於中軸處
為何電單車要用到「扭矩感測器」呢?直接加個電機不就行了嗎?是不是人為的把簡單的事情弄麻煩了?
首先,大家應該有個認知,那就是對於單車來說,最重要的就是踩踏與輪子的配合,它是人雙腿的延伸,讓人可以更快的到達更遠的地方,即便是摩托車、汽車的出現,人們卻依然在大量使用單車,除了它作為兩輪交通工具的便捷之外,人們也在享受使用它的過程,騎行早已經變成一種文化。
對於電單車來說,電力的加入不是為了取代人力,而是與人力進行無縫的配合,讓騎行者可以騎得更為輕鬆,可以騎得更遠,可以無懼上坡逆風等複雜路況,提高騎行體驗的愉悅度,另外,它還有助於降低高強度騎行對於人身的傷害。同時,電力的加入可以進一步增加單車得可玩性,讓單車更為刺激,目前山林型及速降型的山地電單車在歐洲備受追捧,已經是極客玩家必備的高端裝備。在上一篇《歐洲人為何熱愛電單車(E-BIKE)?》中,我進行了詳細的分析,感興趣的朋友可以去進行閱讀。
在騎行過程中,如果電力的配合過多或者過少,就會出現無法達到騎行者心裡預期的動力支持,造成騎行體驗變差,甚至帶來危險,比如上坡的時候動力不足導致騎行累,又比如平路騎行時動力過量有空踩感,下坡時也提供動力帶來危險等等。也正是基於這些考量,作為電單車發源地的日本,對電單車有著非常嚴格的生產及使用規範,必須使用「力矩感測器」,並執行「比例動力」原則。
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