鋰電池電動(dòng)自行車的設(shè)計(jì)由來(lái)
雖然早在 1999年《 GB17761-1999電動(dòng)自行車通用技術(shù)條件》對(duì)電動(dòng)自行車有過(guò)名確的定義,也有著詳盡的規(guī)范,然而實(shí)際的現(xiàn)狀是絕大多數(shù)電動(dòng)自行車突破了這個(gè)限制,經(jīng)過(guò) 10年演變成了與這個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)幾乎沒(méi)有什么關(guān)系的另外一種產(chǎn)品。在這里,單從技術(shù)的角度,笨重的鉛酸電池,電動(dòng)自行車和電動(dòng)摩托車概念的混淆是這個(gè)演變的最主要的罪魁禍?zhǔn)住H欢谶@個(gè)演變的另外一個(gè)結(jié)果是,由于鉛酸電池較短的壽命,由于電動(dòng)自行車的粗制濫造,電動(dòng)自行車成為一個(gè)沒(méi)有任何安全,劣質(zhì)短命產(chǎn)品代名詞。
就在這個(gè)時(shí)候,用于電動(dòng)自行車的鋰電池日漸成熟了,似乎遲到了 10年。這個(gè)時(shí)候,普通的消費(fèi)者已經(jīng)很難分清合格電動(dòng)自行車和電動(dòng)摩托車(含電動(dòng)摩托車和輕便電動(dòng)摩托車)的區(qū)別了;這個(gè)時(shí)候,超標(biāo)的電動(dòng)自行車已經(jīng)在中國(guó)市場(chǎng)飽和了;這個(gè)時(shí)候,超標(biāo)的電動(dòng)自行車消費(fèi)者和超標(biāo)電動(dòng)自行車生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)敢于和制定電動(dòng)自行車標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)叫板了。
然而,然而鋰電池必然和電動(dòng)自行車有一個(gè)完美的結(jié)合,這是由于鋰電池獨(dú)有的輕便和超長(zhǎng)壽命的本質(zhì)屬性決定的,鋰電池必然為電動(dòng)自行車插上騰飛的翅膀。
在電動(dòng)自行車行業(yè)已經(jīng)迎來(lái)第二次生命的今天,為了能讓電動(dòng)自行車行業(yè)有一個(gè)健康的的發(fā)展,我們有責(zé)任來(lái)思考和回答一些最基礎(chǔ)問(wèn)題。當(dāng)然這些問(wèn)題都將圍繞著電動(dòng)自行車的設(shè)計(jì)這個(gè)載體展開(kāi)。
談到電動(dòng)自行車車的設(shè)計(jì),我們首先要搞清一些基本的問(wèn)題。什么是電動(dòng)自行車?電動(dòng)自行車的工業(yè)基礎(chǔ)是什么?什么是電動(dòng)自行車的靈魂?電動(dòng)自行車有三種騎行狀態(tài),即純?nèi)肆︱T行,純電動(dòng)騎行,電動(dòng)力和人力騎行混合。三者的關(guān)系是什么,電動(dòng)力和人力騎行混合是一種什么樣的混合?什么是設(shè)計(jì)電動(dòng)自行車的第一要素?電動(dòng)自行車的設(shè)計(jì)要求有:安全,時(shí)尚美觀,舒適便捷,便于規(guī)模化生產(chǎn),長(zhǎng)期穩(wěn)定性,維修便利等,在這些因素中誰(shuí)是最重要的,誰(shuí)是次要的,誰(shuí)是應(yīng)當(dāng)兼顧考慮的;它們之間又是一種什么樣的關(guān)系?電動(dòng)自行車和電動(dòng)摩托及自行車的本質(zhì)區(qū)別是什么?電動(dòng)自行車的理想模型是什么樣的?
第一,什么事電動(dòng)自行車?
國(guó)標(biāo)委員會(huì)《 GB17761-1999電動(dòng)自行車通用技術(shù)條件》的定義是:電動(dòng)自行車是以蓄電池作為輔助能源,具有兩個(gè)車輪,能夠?qū)崿F(xiàn)人力騎行,電動(dòng)或電動(dòng)助力騎行的特種自行車。
從這個(gè)定義可已看出以下幾點(diǎn):
1、電動(dòng)自行車是特種自行車,屬于自行車的一種;
2、蓄電池為輔助能源;
3、能夠?qū)崿F(xiàn)人力騎行;
4、能夠?qū)崿F(xiàn)電動(dòng)力或助力騎行。
這個(gè)解釋很好的回答了電動(dòng)自行車是以蓄電池為輔助能源,電動(dòng)自行車是自行車的一種,屬于特種自行車。但是沒(méi)有說(shuō)明人力騎行,電動(dòng)或助力騎行三者的辯證關(guān)系,沒(méi)有很好的回答電動(dòng)自行車與自行車和輕便電動(dòng)摩托的區(qū)別的本質(zhì)屬性是什么。我覺(jué)得這樣解釋更能說(shuō)明電動(dòng)自行車的本質(zhì)屬性即:電動(dòng)自行是一種在自行車的基礎(chǔ)上融入電動(dòng)功能,并且能夠?qū)崿F(xiàn)人力和電動(dòng)力有機(jī)協(xié)同工作的一種輕便特種自行車。
第二,電動(dòng)自行車的工業(yè)基礎(chǔ)是什么?
既然電動(dòng)自行車是自行車的一種,是一種特殊的自行車,那么電動(dòng)自行車的工業(yè)基礎(chǔ)就是自行車。電動(dòng)自行車其他部件的和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都應(yīng)該圍繞這個(gè)工業(yè)基礎(chǔ)展開(kāi)。偏離了這個(gè)基礎(chǔ),就會(huì)搞出一些四不象的怪胎。像摩托一樣超標(biāo)電動(dòng)車就是一個(gè)典型的例子。
第三,什么是電動(dòng)自行車的靈魂?
電動(dòng)自行車有三種騎行狀態(tài),即純?nèi)肆︱T行,純電動(dòng)騎行,電動(dòng)助力。
三者的關(guān)系是什么,電動(dòng)力和人力騎行混合是一種什么樣的混合?純?nèi)肆Σ忍をT行是基礎(chǔ),電動(dòng)自行車不可避免的會(huì)出現(xiàn)路上電量用盡的時(shí)候,如果沒(méi)有人力騎行功能拋錨在路上是一件非常討厭的事情,同時(shí)沒(méi)有騎行功能電動(dòng)兩輪車也不能成為電動(dòng)自行車。但是現(xiàn)在的問(wèn)題是電動(dòng)自行車自從有了電動(dòng)功能之后,騎行功能被忽視,不少電動(dòng)自行車純?nèi)肆︱T行費(fèi)力。實(shí)際上,如果電動(dòng)自行車的腳踏功能越費(fèi)力,則說(shuō)明電動(dòng)自行車的阻力越大,電動(dòng)自行車的阻力越大,則同樣的電池容量電動(dòng)自行車的續(xù)行距離越近。
在 2003年,一輛 36V12AH的鉛酸電池 24寸輻條輪電動(dòng)自行車一次充電可以跑到 55公里,可惜現(xiàn)在這種產(chǎn)品已經(jīng)買不到了,而市場(chǎng)上現(xiàn)在流行款式,一輛 48V12AH的鉛酸電池 16寸一體輪電動(dòng)自行車的續(xù)行距離為 58公里。不知道這是否是一種電動(dòng)自行車產(chǎn)品技術(shù)的進(jìn)步?電動(dòng)自行車的阻力是有前軸、后軸、中軸以及輪胎和地面的阻力等等構(gòu)成的,降低電動(dòng)自行車的阻力應(yīng)當(dāng):
1減少前軸,中軸,后軸的阻力;
2選用阻力較小的輪胎, 增大車輪的直徑;
3改善整車結(jié)構(gòu),降低空氣的動(dòng)態(tài)阻力; 4降低整車重量。
只有降低了電動(dòng)自行車的阻力,電動(dòng)自行車才有可能有良好的騎行能力,才能為電動(dòng)自行車的純電動(dòng)及電動(dòng)助力騎行打下良好的基礎(chǔ)。
純電動(dòng)騎行,毫無(wú)疑問(wèn)純電動(dòng)騎行是不用消耗騎行者的體力的,當(dāng)然在三中騎行狀態(tài)中也是最省力的,同時(shí)也是最耗電的一種騎行方式。但是長(zhǎng)期純電動(dòng)騎行會(huì)導(dǎo)致類似“摩托車綜合癥”影響健康。
助力騎行,目前的電動(dòng)自行車助力方式有真假兩種,使用力矩傳感器智能助力騎行,使用速度傳感器助力騎行。下面就力矩傳感器和速度傳感做一下對(duì)比。
力矩助力傳感器
速度助力傳感器
優(yōu)點(diǎn):
1.能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)對(duì)話,便于對(duì)整車的控制;
2.能夠精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)人力和電動(dòng)力力的協(xié)同工作;
3.騎行輕松,有益健康,變騎行為樂(lè)趣;
4.有利于挖掘人力節(jié)約電力,增加續(xù)行里程;
5.安全,杜絕推行輪盤和飛輪聯(lián)動(dòng)導(dǎo)致的飛車。
優(yōu)點(diǎn):
成本較低。
缺點(diǎn):
1.成本較高;
2.技術(shù)成熟度較低。
缺點(diǎn):1.完全不能實(shí)現(xiàn)人力和電動(dòng)力的協(xié)同工作;2.騎行時(shí)掌控困難,有危險(xiǎn)性; 3.推行時(shí)輪盤和飛輪聯(lián)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致飛車危險(xiǎn)。
鑒于速度傳感器的騎行時(shí)和推行時(shí)的嚴(yán)重安全隱患,完全不能實(shí)現(xiàn)人力和電動(dòng)力的協(xié)同工作,根本就不是什么助力傳感器。力矩助力傳感器則在安全等 5個(gè)方面有著明顯的優(yōu)勢(shì)則是真正的助力傳感器。
從電動(dòng)自行車的三種騎行狀態(tài)不難看出,助力騎行兼顧了純?nèi)肆Σ忍をT行和純電動(dòng)騎行的優(yōu)點(diǎn)。能夠?qū)崿F(xiàn)人力和電動(dòng)力力的協(xié)同工作;.騎行輕松,有益健康,變騎行為樂(lè)趣;有利于挖掘人力節(jié)約電力,增加續(xù)行里程。就自行車來(lái)說(shuō)純?nèi)肆Σ忍をT行功能是其本質(zhì)屬性;就輕便電動(dòng)摩托車來(lái)說(shuō),純電動(dòng)功能是其本質(zhì)屬性;那么什么才是電動(dòng)自行車的本質(zhì)屬性呢,能夠?qū)崿F(xiàn)人力和電動(dòng)力協(xié)同工作的助力騎行功能就是電動(dòng)自行車的本質(zhì)屬性。助力騎行是自行車向電動(dòng)自行車這一更高層次產(chǎn)品演化的區(qū)別和標(biāo)志,是電動(dòng)自行車的靈魂。那種在電動(dòng)自行車上把人力腳踏功能和純電動(dòng)功能相互孤立的設(shè)計(jì)方案只能制造出沒(méi)有靈魂的電動(dòng)自行車軀殼。
什么是設(shè)計(jì)電動(dòng)自行車的第一要素?電動(dòng)自行車的設(shè)計(jì)要求有:安全,便于規(guī)?;a(chǎn),時(shí)尚美觀,舒適便捷,穩(wěn)定性,維修便利等,在這些因素中誰(shuí)是最重要的,誰(shuí)是次要的,誰(shuí)是應(yīng)當(dāng)兼顧考慮的;它們之間又是一種什么樣的關(guān)系?
電動(dòng)自行車作為一種交通工具來(lái)說(shuō),保護(hù)消費(fèi)者在使用過(guò)程中的人身和財(cái)產(chǎn)安全無(wú)疑是最重要的。然而目前的市場(chǎng)上的超過(guò) 70%電動(dòng)自行車由于使用了速度傳感器和自動(dòng)定速功能(美其名曰自動(dòng)巡航)有嚴(yán)重安全隱患的飛車,這實(shí)在電動(dòng)自行車行業(yè)的最大悲哀!在電動(dòng)自行車設(shè)計(jì)要素的排列關(guān)系應(yīng)當(dāng)是:安全第一;穩(wěn)定性其次;舒適便捷再次;便于規(guī)?;a(chǎn)和維修便利是一對(duì)對(duì)稱的問(wèn)題;在以上的基礎(chǔ)上才有資格談時(shí)尚美觀。
電動(dòng)自行車的理想模型是什么樣的?
項(xiàng)目
參照指標(biāo)
安全性
不飛車
穩(wěn)定性
較長(zhǎng)時(shí)間保持出廠時(shí)的狀態(tài)
續(xù)行里程
純電動(dòng)>45KM, 純助力>90KM
電池及整車使用壽命
大于 3年
舒適便捷性
長(zhǎng)距離駕駛不疲勞,操作便捷
速度及加速度
符合國(guó)標(biāo),加速平穩(wěn)
便于規(guī)?;a(chǎn)程度
部件一致化程度高,便于流水線生產(chǎn)
維修便利性
整車便于拆卸維修;部件一直化程度高,通用性強(qiáng)便于更換
時(shí)尚美觀性
以自行車的審美觀評(píng)判
剎車距離
距離較短,減速均勻
重量的分布均勻程度
重量分布均勻
電量顯示的偏差程度
能夠即使反映電池實(shí)際容量
線束布局合理及隱蔽性
簡(jiǎn)練,能夠隱蔽盡量隱蔽
騎行阻力系數(shù)
以自行車為參照標(biāo)準(zhǔn)
整車重量
鋁合金<25KG,碳鋼<26KG
電動(dòng)自行車和電動(dòng)摩托及自行車的本質(zhì)區(qū)別是什么?
就自行車來(lái)說(shuō)純?nèi)肆Σ忍をT行功能是其本質(zhì)屬性;就輕便電動(dòng)摩托車來(lái)說(shuō),純電動(dòng)功能是其本質(zhì)屬性;那么什么才是電動(dòng)自行車的本質(zhì)屬性呢,融合純?nèi)肆Σ忍すδ芎图冸妱?dòng)功能的助力功能是電動(dòng)自行車的本質(zhì)屬性,是電動(dòng)自行車區(qū)別于自行車和輕便摩托車的唯一標(biāo)志。搞清了這個(gè)問(wèn)題,才不致于生產(chǎn)出與自行車沒(méi)有什么關(guān)系,讓交警分不出來(lái)是電動(dòng)自行車還是摩托車的畸形產(chǎn)品來(lái)。