مهندسی دوچرخه الکتریکی - تجزیه و تحلیل برد
محدوده بین موتور هاب و دوچرخه های الکترونیکی موتور میانی درایو چگونه متفاوت است؟
نگاهی دقیق به راندمان گشتاور، عملکرد زمین، و مسافت پیموده شده در دنیای واقعی - و معنای واقعی آن برای محدوده ای که در سواری بعدی خود خواهید داشت.
پاسخ مستقیم: Hub Motors در مقابل Mid-Drive Motors on Range
دوچرخههای الکترونیکی موتور متوسط معمولاً در صورت استفاده از ظرفیت باتری یکسان، 10 تا 30 درصد برد بیشتری نسبت به دوچرخههای الکتریکی موتور مرکزی ارائه میدهند. ، زیرا آنها از چرخ دنده های دوچرخه برای اعمال قدرت موثرتر در زمین های مختلف استفاده می کنند. در زمینهای هموار و هموار، دوچرخههای الکترونیکی موتور توپی با باتری 500 وات ساعتی ممکن است بین 25 تا 40 مایل حرکت کنند، در حالی که دوچرخههای الکترونیکی متوسط با باتری مشابه اغلب میتوانند 30 تا 50 مایل را در شرایط یکسان طی کنند. در زمینهای تپهای یا مختلط، شکاف بیشتر میشود، زیرا سیستمهای محرک میانی، گشتاور خروجی را از طریق پیشرانه تنظیم میکنند، در حالی که موتورهای هاب بدون توجه به گرادیان، گشتاور نسبتاً ثابتی را اعمال میکنند.
گفتنی است، برد هرگز تنها با نوع موتور تعیین نمی شود. ظرفیت باتری، وزن سوار، سطح کمک، فشار لاستیک و زمین همگی با معماری موتور تعامل دارند تا عدد نهایی را ایجاد کنند. این مقاله دقیقاً توضیح میدهد که چرا موتورهای هاب و موتورهای میانی درایو متفاوت عمل میکنند، چه محدوده واقعی را میتوانید از هر کدام انتظار داشته باشید، و چگونه تنظیم مناسب را برای نیازهای سواری خود انتخاب کنید - از جمله کجا دوچرخه های سبک وزن در معادله برد قرار می گیرد.
چرا نوع موتور معادله برد را تغییر می دهد؟
یک موتور توپی در داخل چرخ جلو یا عقب قرار می گیرد و چرخ را مستقیماً مستقل از دنده های دوچرخه به حرکت در می آورد. بدون توجه به سرعت یا شیب، مقدار نسبتاً ثابتی از گشتاور را ارائه می دهد، به این معنی که هنگام بالا رفتن از تپه ها یا شتاب گرفتن از یک توقف، باید سخت تر کار کند - و جریان بیشتری بکشد. در مقابل، یک موتور درایو میانی روی میل دوچرخه سوار شده و نیرو را از طریق زنجیره و سیستم دنده موجود می فرستد. این به موتور اجازه میدهد تا در تمام زمانها در کارآمدترین محدوده دور بر دقیقه خود کار کند، مشابه آنچه که موتور خودرو از گیربکس سود میبرد.
دوچرخه های سبک وزن
یک موتور وسط محرک فقط دوچرخه را حرکت نمی دهد، بلکه با دنده خود دوچرخه کار می کند، روشی که گیربکس به موتور اجازه می دهد در محدوده کارآمد خود بماند.
بازده گشتاور و مصرف انرژی
از آنجایی که یک موتور درایو میانی میتواند گشتاور را از طریق دندههای پایینتر در هنگام صعود چند برابر کند، برای تولید همان نیروی رو به جلو مانند یک موتور توپی، نیازی به کشیدن جریان خام ندارد. آزمایش راندمان مستقل نشان داده است که سیستمهای درایو میانی میتوانند 15 تا 20 درصد انرژی کارآمدتر از موتورهای هاب درایو مستقیم در مسیرهای تپهای داشته باشند. ، به طور مستقیم به مایل های بیشتری در هر شارژ ترجمه می شود. در زمین های مسطح، شکاف راندمان به میزان قابل توجهی کاهش می یابد، زیرا هیچ کدام از موتورها نیازی به کار بر خلاف گرانش ندارند.
توزیع وزن و مقاومت غلتشی
موتورهای هاب وزنی را به چرخ اضافه می کنند که می تواند مقاومت غلتشی را کمی افزایش دهد و راندمان کلی سواری را به ویژه در سطوح ناهموار کاهش دهد. موتورهای وسط محرک وزن را در نزدیکی پایه پایینی دوچرخه متمرکز نگه میدارند، تعادل را بهبود میبخشند و انرژی از دست رفته ناشی از لرزش یا لرزش چرخها را کاهش میدهند. این یکی از دلایل بسیاری است دوچرخه های سبک وزن در مقولههای عملکرد و رفت و آمد به طور فزایندهای پیرامون سیستمهای درایو میانی ساخته میشوند - جرم متمرکز هم از هندلینگ بهتر و هم برد قابل پیشبینیتر پشتیبانی میکند.
مقایسه برد دنیای واقعی بر اساس نوع زمین
ارقام برد بسته به شرایط آزمایش بسیار متفاوت است، بنابراین جدول زیر نتایج معمولی در دنیای واقعی را برای یک دوچرخه الکترونیکی رده متوسط با باتری 500 وات ساعت، سطح کمک متوسط و یک سواری با وزن تقریبی 70 کیلوگرم (154 پوند) منعکس می کند.
| نوع زمین | محدوده موتور هاب | محدوده موتور میانی |
|---|---|---|
| جاده های شهری مسطح | 30-40 مایل | 35-50 مایل |
| زمین های مختلط (تپه های نورد) | 22-30 مایل | 28-38 مایل |
| تپه های شیب دار یا مسیرهای کوهستانی | 15-22 مایل | 20-30 مایل |
| سواری فقط دریچه گاز با سرعت بالا | 18-25 مایل | 22-28 مایل |
توجه داشته باشید که مزیت برد موتورهای متوسط در زمین های مسطح کوچکترین و در مسیرهای تپه ای یا کوهستانی بزرگترین است. اگر رفت و آمد روزانه شما کاملا صاف است، تفاوت عملی بین انواع موتور ممکن است جزئی باشد. اگر مسیر شما شامل صعودهای منظم باشد، مزیت کارایی سیستم رانندگی میانی بسیار مهمتر می شود.
عوامل دیگری که بدون توجه به نوع موتور بر برد تأثیر می گذارد
نوع موتور بازده خط پایه را تعیین می کند، اما چندین متغیر دیگر می توانند محدوده را 20٪ یا بیشتر در هر جهت تغییر دهند، مهم نیست کدام سیستم موتور را انتخاب می کنید.
سطح کمک و سبک سواری
سواری در حالت کمک کم و کمک به قدرت بیشتر پدال میتواند دامنه را بین 30 تا 50 درصد در مقایسه با حالت حداکثر کمکی یا فقط دریچه گاز افزایش دهد. این امر برای سیستمهای هاب و میاندرایو صدق میکند، زیرا سطوح کمکی بالاتر همیشه جریان بیشتری را از باتری میگیرد بدون توجه به اینکه این جریان چقدر به حرکت رو به جلو تبدیل میشود.
اطلاعات
کاهش سطح کمک حتی یک قدم می تواند به طور معنی داری برد شما را بدون اضافه کردن تلاش فیزیکی زیاد در زمین های صاف افزایش دهد.
وزن سوار و بار بار
هر 25 پوند (حدود 11 کیلوگرم) وزن سوار یا محموله اضافی می تواند حدود 5٪ تا 10٪ برد را کاهش دهد زیرا موتور برای حفظ سرعت و شتاب یکسان باید سخت تر کار کند. این اثر در سیستمهای موتور توپی، که نمیتوانند از کاهش دنده برای جبران بار اضافهشده بهاندازه مؤثری که یک موتور درایو میانی میتواند میتواند استفاده کند، کمی بارزتر است.
ظرفیت و عمر باتری
یک باتری بزرگتر که بر حسب وات ساعت (وات ساعت) اندازه گیری می شود، بدون در نظر گرفتن نوع موتور، به طور مستقیم برد را افزایش می دهد. یک باتری 750 وات ساعتی می تواند تقریباً 50 درصد برد بیشتری نسبت به باتری 500 وات ساعتی در شرایط مشابه ارائه دهد. عمر باتری نیز مهم است: بیشتر باتریهای دوچرخههای لیتیوم یونی حدود 70 تا 80 درصد ظرفیت اولیه خود را پس از 500 تا 800 بار شارژ کامل حفظ میکنند. ، به این معنی که یک باتری قدیمی به طور طبیعی برد کمتری را ارائه می دهد حتی اگر خود موتور تغییری نکرده باشد.
هشدار
اگر برد دوچرخه برقی شما در طول زمان به میزان قابل توجهی کاهش یافته است، قدیمی شدن باتری - نه موتور - اغلب علت واقعی است.
فشار تایر و مقاومت غلتش
لاستیک های کم باد، مقاومت غلتشی را افزایش می دهند و می توانند برد را بین 5 تا 15 درصد کاهش دهند. این به طور یکسان در مورد هر دو نوع موتور صدق می کند، زیرا موتور باید بدون توجه به جایی که روی دوچرخه نصب شده است، کشش اضافی را جبران کند.
دمای محیط
باتریهای لیتیوم یون در هوای سرد کارایی خود را از دست میدهند و زمانی که دما به کمتر از ۴۰ درجه فارنهایت (حدود ۴ درجه سانتیگراد) در مقایسه با شرایط ملایم دمای اتاق میرسد، سواران میتوانند بین ۱۰ تا ۲۰ درصد کاهش برد داشته باشند. این اثر به جای مکانیکی، شیمیایی است، بنابراین به طور یکسان برای دوچرخه های الکتریکی موتور هاب و موتور میانی به طور یکسان اعمال می شود. نگهداری باتری در داخل خانه قبل از سواری در هوای سرد، به جای باز گذاشتن آن در طول شب، می تواند به به حداقل رساندن این ضرر کمک کند.
مقاومت در برابر باد و سرعت سواری
سرعت های بالاتر به طور چشمگیری کشش آیرودینامیکی را افزایش می دهد و مصرف انرژی تقریباً با مجذور سرعت افزایش می یابد. سواری مداوم با سرعت 20 مایل در ساعت به جای 12 مایل در ساعت می تواند برد را تا 25٪ یا بیشتر کاهش دهد، فقط به این دلیل که موتور برای حفظ سرعت بیشتر باید بر مقاومت در برابر باد به طور قابل توجهی غلبه کند. بدون توجه به اینکه دوچرخه از هاب استفاده می کند یا موتور میانی، این تأثیر را بیشتر می کند.
معاوضه های هزینه، وزن و نگهداری بین دو سیستم
محدوده فاکتور مهمی است، اما نباید به صورت مجزا ارزیابی شود. موتورهای هاب و موتورهای میاندرایو نیز از نظر هزینه اولیه، وزن کلی دوچرخه و نیازهای نگهداری طولانیمدت متفاوت هستند - که همگی بر تجربه مالکیت کلی تأثیر میگذارند.
- دوچرخه های الکترونیکی موتور هاب به طور کلی هزینه کمتری برای ساخت و خرید دارند، و آنها را به گزینه ای متداول برای مدل های مسافرتی مقرون به صرفه تبدیل می کند.
- موتورهای وسط محرک فشار بیشتری بر روی زنجیر، کاست و دکلگیر وارد میکنند که میتواند منجر به سایش سریعتر پیشرانه و هزینههای نگهداری کمی بالاتر در طول زمان شود.
- موتورهای هاب نصب و تعمیر ساده تری را ارائه می دهند، زیرا موتور یک واحد مستقل در چرخ است.
- بسیاری دوچرخه های سبک وزن به طور خاص از سیستمهای درایو میانی استفاده میکنند، زیرا وزن متمرکز و تحویل نیرو کارآمد، وزن کلی دوچرخه را کمتر میکند، بدون اینکه توانایی بالا رفتن را قربانی کند.
- سیستمهای رانندگی متوسط عموماً زمینهای شیبدار و فنی را بهتر مدیریت میکنند، و آنها را به گزینهای متداول برای دوچرخههای الکترونیکی مسیری و کوهستانی تبدیل میکند.
موفقیت
تطبیق نوع موتور با زمین واقعی شما - به جای تعقیب بالاترین محدوده تبلیغ شده - مطمئن ترین راه برای به دست آوردن مسافت پیموده شده مورد انتظار شما است.
چگونه بر اساس اولویت های خود انتخاب کنید
انتخاب بین یک موتور هاب و یک موتور درایو میانی در نهایت به زمینی که اغلب سوار میشوید و اینکه چقدر برای حداکثر برد در مقابل هزینه اولیه و سادگی ارزش قائل هستید، بستگی دارد.
- اگر رفت و آمد یا مسیر معمولی شما مسطح و قابل پیش بینی است، دوچرخه برقی موتور هاب می تواند محدوده تقریباً قابل مقایسه ای را با قیمت پایین تری ارائه دهد.
- اگر سواری شما به طور منظم شامل تپه ها، کوه ها یا زمین های مختلط می شود، یک موتور متوسط به طور کلی برد شما را به طور معنی داری افزایش می دهد و فشار باتری را در هنگام صعود کاهش می دهد.
- اگر به حداقل رساندن وزن کلی دوچرخه در اولویت است، به سیستمهای محرک میانی نگاه کنید که در بین آنها رایجتر است دوچرخه های سبک وزن برای سواری در مسافت های طولانی یا عملکردی طراحی شده است.
- اگر تعمیر و نگهداری کم و تعمیرات ساده اهمیت بیشتری دارند، یک سیستم موتور توپی ممکن است با نیازهای شما، به ویژه برای سواران معمولی یا غیر معمول، مناسب تر باشد.
- اگر مکرراً بار حمل میکنید یا با مسافر سوار میشوید، موتوری با محرک متوسط همراه با ظرفیت باتری بزرگتر را در نظر بگیرید تا تأثیر وزن اضافه بر برد را جبران کنید.
خطر
هنگام برنامه ریزی مسیری با تغییر ارتفاع واقعی به یک رقم مسطح جاده مسطح تکیه نکنید - کمبود در صعودها می تواند به اندازه کافی قابل توجه باشد که شما را سرگردان کند.
در عمل، هیچ یک از انواع موتورها برتری جهانی ندارند - انتخاب صحیح بستگی به تطبیق نقاط قوت سیستم با شرایط واقعی سواری شما دارد. موتورسوارانی که توانایی بالا رفتن، کارایی در زمین های متنوع و وزن کلی کمتر دوچرخه را در اولویت قرار می دهند، تمایل دارند به سمت موتورهای نیمه محرکه حرکت کنند، در حالی که کسانی که خواهان راه اندازی ساده تر و مقرون به صرفه تر برای مسیرهای رفت و آمد مسطح هستند، اغلب موتورهای هاب را کاملاً مناسب می دانند. آزمایش دوچرخه در شرایطی مشابه مسیر روزانه، مطمئن ترین راه برای تخمین محدوده ای است که واقعاً تجربه خواهید کرد.
همچنین ارزش این را دارد که عادات سوارکاری شما در طول زمان تغییر کند. سوارکاری که رفت و آمد را در خیابانهای مسطح شروع میکند، ممکن است بعداً بخواهد مسیرهای تپهای یا سواریهای طولانیتر آخر هفته را کاوش کند، در این صورت برد طولانی و راندمان بالا رفتن از یک موتور میاندرایو میتواند در درازمدت ارزشمندتر از صرفهجویی در هزینه اولیه یک سیستم موتور هاب باشد. برعکس، سوارکاری که فقط به سفرهای کوتاه و مسطح برای محل کار یا انجام امور نیاز دارد، ممکن است متوجه شود که یک موتور توپی به راحتی نیازهای آنها را بدون فشار دادن باتری به حد مجاز پوشش می دهد.
در نهایت، مقایسه ارقام محدوده تبلیغاتی در کنار هم تنها یک نقطه شروع است. از آنجایی که برد دنیای واقعی به شدت به زمین، وزن سوار، سطح کمک و حتی آب و هوا بستگی دارد، بهتر است تخمین های سازنده را به عنوان یک سقف تلقی کنیم تا تضمین. درخواست دادههای محدوده آزمایششده در شرایط نزدیک به خودتان - رفتوآمدهای تپهای، بار، یا سواری در هوای سرد - به شما تصویری بسیار دقیقتر از آنچه را که باید انتظار داشته باشید، نسبت به یک رقم جاده هموار به تنهایی ارائه میدهد.

