موتورهای دوچرخه الکترونیکی چگونه کار می کنند؟ راهنمای مبتدی برای فناوری دوچرخه برقی

محبوبیت دوچرخه های برقی (دوچرخه الکترونیکی) در حال تغییر شیوه رفت و آمد شهرها و سوار شدن در خارج از منزل است و هسته اصلی این همه در "قلب" آنها - سیستم موتور الکتریکی نهفته است. این که آیا این یک دوچرخه مسافرتی سبک وزن است که در خیابان ها و یا یک وسیله نقلیه خارج از جاده که کوه ها را فتح می کند ، موتور الکتریکی نقش مهمی در تبدیل انرژی الکتریکی به کمک سوارکاری دارد. برای کسانی که در دوچرخه های برقی جدید هستند ، درک می کنند که چگونه موتور کار می کند نه تنها می تواند تجربه سواری را افزایش دهد ، بلکه به انتخاب مدلی که برای نیازهای آنها مناسب تر باشد ، کمک می کند.

موتورهای دوچرخه برقی به طور عمده به دو دسته تقسیم می شوند: Hub Motors و Mid Drive Motors. موتورهای توپی چرخ معمولاً به طور مستقیم در قطب چرخ ادغام می شوند و چرخ را از طریق اصول رانندگی الکترومغناطیسی می چرخانند. این طرح به انتقال زنجیره سنتی متکی نیست ، یک ساختار ساده دارد و بی سر و صدا عمل می کند ، به خصوص برای رفت و آمد روزانه در جاده های مسطح مناسب است. نوع دیگری از موتور نصب شده میانی در نزدیکی محور مرکزی پدال پا نصب شده و قدرت را از طریق چرخ دنده ها و زنجیرها به چرخ های عقب منتقل می کند. این طرح باعث می شود مرکز ثقل وسیله نقلیه متعادل تر شود ، به خصوص در کوهنوردی یا زمین های پیچیده. موتور نصب شده میانه می تواند با استفاده از نیروی پدال زدن سوارکار با استفاده از نیروی پدال سوار و تأمین توان پایدار.

صرف نظر از نوع موتور ، اصل اصلی کار آن مبتنی بر اثرات الکترومغناطیسی است. هنگامی که سوار دوچرخه برقی را شروع می کند ، باتری لیتیوم (معمولاً 36 ولت یا 48 ولت) قدرت DC را به موتور منتقل می کند و کنترلر نقش "مغز" را بازی می کند ، به طور پویا شدت و جهت جریان را بر اساس اقدامات سوار تنظیم می کند (مانند چرخاندن شتاب دهنده یا قدم زدن روی سیگنال های سنسور). پس از ورود جریان به سیم پیچ (استاتور) در داخل موتور ، یک میدان مغناطیسی چرخان ایجاد می کند که با آهنربای دائمی ثابت روی روتور در تعامل است و بدین ترتیب روتور را برای چرخش سوق می دهد. برای موتورهای توپی چرخ ، روتور به طور مستقیم چرخ ها را برای چرخش سوق می دهد. روتور موتور میانه نصب شده گشتاور را از طریق یک مجموعه دنده تقویت می کند و سپس از طریق یک زنجیره برق را به چرخ های عقب منتقل می کند.

به منظور اطمینان از صحت تولید برق ، موتورهای مدرن دوچرخه برقی به طور کلی مجهز به سیستم های سنسور هوشمند هستند. به عنوان مثال ، سنسورهای گشتاور می توانند نیروی پدال زدن سوار را در زمان واقعی رصد کنند و شدت کمک را بر این اساس تنظیم کنند ، و باعث می شود تجربه سواری طبیعی تر و صاف تر شود. سنسور سرعت هنگامی که سرعت وسیله نقلیه به حد نظارتی (مانند 25 کیلومتر در ساعت) برسد ، به طور خودکار باعث کاهش یا قطع برق می شود و از ایمنی و انطباق اطمینان می یابد. ترکیبی از این فناوری ها موتور را قادر می سازد نه تنها قدرت فراوانی را تأمین کند ، بلکه با نیت سوار هماهنگ می شود و به یک حس "ادغام وسیله نقلیه انسانی" در کار می پردازد.

از نظر کارآیی ، عملکرد موتورهای دوچرخه برقی بسته به نوع و سناریوی استفاده متفاوت است. با توجه به ویژگی های رانندگی مستقیم ، موتورهای Hub Hub می توانند در شرایط جاده مسطح به راندمان تبدیل انرژی 80 ٪ تا 90 ٪ برسند و تقریباً بی سر و صدا کار کنند و آنها را به یک انتخاب ایده آل برای دوچرخه سواری شهری تبدیل کند. موتور میانه نصب شده توزیع برق را از طریق یک سیستم دنده بهینه می کند و امکان استفاده کارآمدتر از انرژی الکتریکی هنگام صعود یا حمل بارهای سنگین را فراهم می کند ، ضمن کاهش مصرف بیش از حد باتری و گسترش دامنه. شایان ذکر است که قدرت موتور معمولاً با سناریوی استفاده ارتباط نزدیکی دارد - موتور 250W متداول در بازار اروپا برای رفت و آمد روزانه کافی است ، در حالی که موتور 750W در برخی از مدل های آمریکای شمالی می تواند قدرت انفجاری قوی تری را فراهم کند ، مناسب برای نیازهای دوچرخه سواری در مسافت های طولانی.

دوام موتور نیز یک نگرانی اساسی برای کاربران است. به لطف طراحی مهر و موم شده و فناوری ضد آب (مانند رتبه بندی IPX5) ، موتورهای مدرن می توانند در برابر فرسایش آب باران و گرد و غبار مقاومت کنند و برای دوچرخه سواری روزانه نیازی به نگهداری خاصی ندارند. موتورهای توپی چرخ به دلیل ساختار محصور خود تقریباً نیازی به تعمیر و نگهداری ندارند ، در حالی که موتورهای میانه نصب شده ، اگرچه با تکیه بر انتقال زنجیره ای ، می توانند عملکرد پایدار را برای مدت طولانی از طریق روغن کاری منظم و بازرسی از مجموعه دنده ها حفظ کنند. علاوه بر این ، استفاده از مواد سبک وزن مانند پوسته های آلیاژ آلومینیوم و آهنرباهای خاکی نادر ، وزن و مصرف انرژی موتورها را بیشتر می کند ، در حالی که بازده اتلاف گرما را بهبود می بخشد و از مشکلات گرمای بیش از حد ناشی از عملکرد بار طولانی مدت جلوگیری می کند .