كيف تعمل الدراجات الكهربائية؟

كيف تعمل الدراجات الكهربائية؟

في عالم يتم فيه إلهام وسائل النقل الحيوية ويمكن منع النقل الجماعي العام لفترة من الوقت بسبب اعتبارات الرفاهية الوبائية ، تزدهر الدراجة الكهربائية. لكن ما هي الأفكار والقيود التقنية؟ والطريقة التي سيؤثر بها النمو المزدهر للدراجات الإلكترونية على قرارات ركوب الدراجات في المستقبل القريب؟

لا ينبغي أن تكون فكرة مساعدة البطارية للدراجات جديدة ، ولكن هناك نقطتان أفسدت نمو الدراجة الإلكترونية: قابلية نقل الطاقة وتكامل نظام الدفع. عقد من الزمان في الماضي لم تكن الدراية بالبطارية موجودة فقط لتوفير بطاريات كانت لطيفة ومضغوطة بدرجة كافية ، مع كثافة طاقة مرضية وأسعار معقولة.

كان تهجين نظام الدفع بالدراجة أيضًا صعبًا بنفس القدر. قد تؤدي زيادة الطاقة التي تدمر إيقاع الدواسة إلى حدوث أمر غير طبيعي باستخدام الخبرة ، وعادة ما تكون معايرة حركة المحرك الكهربائي وإيقاع الراكب أمرًا صعبًا.

من بين جميع المنتجين ، تتمتع Shimano بنفوذ كبير في عالم ركوب الدراجات. تنتج الشركة اليابانية كتالوجًا غير محدود من المكونات ، ولكن يُطلق عليها غالبًا اسم واحد من العديد من موردي المجموعات الرئيسيين - والعكس هو SRAM.

عندما يضرب Shimano في تطوير منتج جديد تمامًا ، يكون ذلك أمرًا حيويًا بسبب الحجم الهائل للتحليل وأصول التصنيع التي تقل عن قيادة النموذج الياباني. مع الكشف عن محرك الدراجة الإلكترونية الجديد EP8 ، تشير Shimano إلى تفانيها في حركة الدراجة بمساعدة البطارية.

الأعمال الداخلية للدراجة الإلكترونية

تقيس المستشعرات إدخال عزم الدوران والإيقاع والسرعة ، وتؤدي أكثر من ألف عملية حسابية في الثانية. بمجرد أن تكتشف مستشعرات الدراجة الإلكترونية ضرورة مساعدة البطارية ، تتفاعل مع خوارزمية فهم تتحكم في كل النظام ، يتم إطلاق الطاقة من حزمة البطارية لتنشيط المغناطيس الكهربائي داخل المحرك.

لا يقوم الخانق بتشغيل دخول المحرك ، مع أفضل الدراجات الكهربائية على الفور ، يتم تعزيز إدخال دواسة الوقود بواسطة المحرك. هذا يعطي رحلة سهلة على القدمين ، بشكل معقول بدلاً من الالتواء والانطلاق على غرار الدراجة البخارية.

يحتوي محرك منتصف الدفع للدراجة الإلكترونية على كل مغناطيس دائم وكهرومغناطيسي ، يتم تنشيط الأخير بواسطة الطاقة المستمدة من حزمة البطارية الخاصة به.

توجد مغناطيسات أبدية داخل مركز محرك منتصف الدفع ، بينما تشمل المغناطيسات الكهربائية (التي يمكن التعرف عليها بسبب الأسلاك الملتفة حولها) ، بقية الغلاف. تتلاعب الترانزستورات بقطبية تلك المغناطيسات الكهربائية التي تدور العمود ، بما في ذلك دواسة المساعدة في رحلتك.

بعد تجاوز معيار ترميز البرنامج الخاص بك ، فإن الاتجاه والجودة العالية لهذه المغناطيسات هي ما يجعل نظام قيادة الدراجة الإلكترونية ينفذ. الحيلة هي جعل قوى الطرد والجذب بين المغناطيس تعمل بأفضل شكل مطلق ، وهو ما قد يكون صعبًا.

يمكن أن يؤدي استخدام مغناطيس نيوديميوم عالي الجودة ، وهو فعال للغاية ، إلى تعزيز كفاءة نظام المحرك الخاص بك وتختلف ، دون الحاجة إلى بطارية ذات قدرة تالية.

عن طريق التعبئة كوظيفة فعالة ، يمكن لمنهجية صفيف Halbach لتوجيه المغناطيس الدائم أن تضاعف الطاقة ، ولكن هناك مشكلة في ربط المغناطيس بهذه الطريقة ، لا سيما في تكوين محرك منتصف محرك مضغوط. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما تكون أسعار التصنيع باستخدام نهج مصفوفة Halbach باهظة جدًا.

صنع محرك منتصف القيادة المثالي

لقد كانت صناعات الإلكترونيات والسيارات الخاصة بالمشتري من العوامل الرئيسية الدافعة لنمو البطاريات خفيفة الوزن كثيفة الطاقة ، مما يجعلها مثالية لتقديم القدرة والملف الشخصي الشامل المطلوب في برنامج الدراجة الإلكترونية.

مع وجود كيميائيات أقوى للبطارية يمكن الحصول عليها ، يستطيع المصممون أخيرًا تغليف الأجزاء المميزة للدراجة الإلكترونية بطريقة أنيقة ومعقولة. يصعب للغاية إبلاغ بعض الدراجات الإلكترونية الحالية بصرف النظر عن مجموعة الإطارات غير المساعدة. يتضمن Ribble Endurance SL e أفكارًا على سبيل المثال.

لا ينبغي أن يكون مفهوم تصميم الدراجة الإلكترونية صعبًا جدًا في المبدأ. ليس مثل الدراجة البخارية ، فإن الدراجة الإلكترونية تقدم مساعدة دواسة بواسطة محرك القوس السفلي ، كما هو مطلوب. لا يحتوي على دواسة الوقود المعدلة ، وهو تمييز حاسم.

بقدر ما يتم تضمين أفضل دراجات الطرق الكهربائية ، فإن قوس المؤخرة والجزء السفلي السفلي هما أكثر مناطق الجسم حيوية من الناحية الهيكلية. توجد البطارية كجزء من downtube وعمليًا تم تصميم جميع الدراجات الإلكترونية للاستفادة من تكوين محرك منتصف القيادة ، الموجود في قوس المؤخرة ، بين السواعد.

تعمل المحركات الكهربائية الخالية من الفرشاة على تحويل طاقة البطارية إلى مساعدة في استخدام الدواسات ، ومع ذلك فهي تدور في دوران أكبر بكثير من إيقاع الاستخدام. تستخدم المحركات متوسطة الدفع التروس الداخلية للتوسط في إنتاج الطاقة وإيقاع الاستخدام الخاص بك ، مما يتيح للراكب ومزود الطاقة المدمج تحقيق التزامن في الدواسة.

ما يميز الدراجة الإلكترونية المثالية عن تلك التي لا تستخدم بشكل جيد ، هو تطور برنامج إدارة محرك منتصف القيادة. تم تجهيز الدراجات الإلكترونية بسلالات من التعليمات البرمجية تم معايرتها بدقة وفحصها لتنظيم استجابتها لضربة الدواسة ورحلة الإيقاع بطريقة أفضل بكثير.

تقيس المستشعرات دخول عزم الدوران والإيقاع ، ثم تحسب الخطية المناسبة لمساعدة المحرك المطلوبة. يجب ألا تشعر الدراجات الإلكترونية الأكثر فاعلية بأي حال من الأحوال بأنها كهروميكانيكية مصطنعة ، مما يقوض رحلة مع زيادة الطاقة مثل تدرج التضاريس من التعديلات الزرقاء أو أنك تقوم بتغيير الترس.

يقيس مديرو المنتجات في قسم الدراجات الإلكترونية الإحساس باستخدام الريح الخلفية كأفضل ما يكون. أحدث حقبة من خوارزميات برامج إدارة الدراجات الإلكترونية تخلق طريقة للانزلاق جنبًا إلى جنب بسرعات أعلى ، مع الحفاظ على إيقاع خالص.

عرض مفجر لـ Turbo Creo المتخصص يعرض التكوين العصري للدراجة الإلكترونية (درجة ائتمان الصورة: متخصصة) (درجة ائتمان الصورة: متخصص)

المدى الأطول: أعلى وأخف وأصغر

يقود المنافسون الابتكار ويقلل الحجم من القيمة. نظرًا لزيادة الطلب على الدراجات الإلكترونية في جميع تخصصات ركوب الدراجات ، فقد يبدأ موردو العناصر في توفير بطاريات ومحركات أعلى بتكاليف إضافية بأسعار معقولة.

تضمن الطبيعة المدعومة بالبطارية للدراجة الإلكترونية أن راكبي الدراجات من غير المرجح أن يشهدوا "معركة إخراج الطاقة" بين الموردين - بسبب عدم وجود دواسة الوقود وفرصة إطلاق قوانين صارمة بشأن السرعة والأمن.

كما هو الحال مع مناطق مختلفة من ركوب الدراجات ، فإن الهدف هو خفض الكتلة وفعالية المساعدة. ستشهد كثافة الطاقة المحسّنة داخل أساليب البطارية تحسنًا متنوعًا مع انخفاض الكتلة بشكل مكافئ ، كبديل للمهندسين الذين يطاردون سرعات أعلى وسرعة أكبر باستخدام محركات عالية الفعالية وحزم بطارية أكبر.

يعد محرك EP8 الجديد من Shimano دليلًا على هذه الإستراتيجية ويحدد العوامل الإيجابية البارزة في دورة نموه التي مدتها أربع سنوات بسبب إطلاق نظام محرك محرك E8000 STEPS الأصلي. إنها فعالة للغاية بنسبة 21٪ مقارنة بنظام E8000 ، وقد انخفضت كتلتها بنسبة 10٪ وهي نسبة أصغر من القياس العام ، مما يجعلها أقل بكثير من العائق أمام مصممي الجسم الراغبين في الجمع بين أداء الدراجة الإلكترونية في خط عارضة أزياء حاضر أو ​​جديد.

لا يمكن إنكار تفاني Shimano الدائم في برنامج نمو محرك منتصف القيادة وبرنامج تكامل مجموعة القيادة مع إطلاق نظام EP8 الجديد.

من بين جميع الشركات المصنعة لعناصر ركوب الدراجات العادية ، أثبتت Specialized استعدادها الأفضل لوضع الأموال في معرفة كيفية استخدام الدراجات الإلكترونية ، من خلال خصائصها الهندسية الشخصية. يحتاج نظام EP8 الجديد من Shimano أيضًا إلى إثارة منافسين أوسع بين شركات ركوب الدراجات الأكبر هذه ، والتي في النهاية تفيد المتسوق عن طريق بديل وتنوع القيمة.

لا تتوقع أن تكون دراجتك الإلكترونية المستقبلية فعالة للغاية وقادرة على سرعات هائلة. لم يكن هذا بأي حال من الأحوال الهدف من الإيقاع بمساعدة البطارية. ومع ذلك ، في حال كنت تريد شيئًا واحدًا يهزم تلك الرياح المعاكسة في وقت متأخر من بعد الظهر أو الارتباط التشعبي ، فإن بعض الصعود الحاد على طريق يتلاشى فيه التنافس اللطيف والمرتفع داخل سوق الدراجات الإلكترونية سيوفر لك رحلة أفضل بمساعدة البطارية.