Hur fungerar elcyklar?

Hur fungerar elektriska cyklar?

I en värld där den livliga transporten inspireras och allmän masstransit skulle möjligen kunna förhindras ett tag på grund av välbefinnande från pandemier, den elektriska cykeln blomstrar. Men vad är de tekniska idéerna och begränsningarna? Och hur kommer den växande e-cykeltillväxten att påverka dina cykelbeslut inom en nära framtid?

Föreställningen om batterihjälp för cyklar borde inte vara ny, men två punkter har bedeviled e-cykeltillväxt: kraftbärbarhet och integrering av drivlina. Ett decennium tidigare har batterikunskaperna bara inte funnits för att ge batterier som varit tillräckligt skonsamma och kompakta, med tillfredsställande effekttäthet och prisvärda priser.

Att hybridisera cykeldrivlinan var dessutom lika svårt. Energistigningar som förstör din pedalrytm kan göra det onaturligt med hjälp av expertis, och att kalibrera den elektriska motorns rörelse och ryttarfrekvens är vanligtvis en svår affär.

Av alla tillverkare är Shimano enormt inflytelserik inom cykelvärlden. Det japanska företaget producerar en obegränsad katalog med komponenter men kallas oftast en av många två huvudgruppsleverantörer - tvärtom är SRAM.

När Shimano slår på en helt ny produktutveckling är det viktigt på grund av den stora analys- och tillverkningstillgången under den japanska modellens kommando. Med avslöjandet av sin nya EP8 e-cykelmotor signalerar Shimano ett engagemang för den batteriassisterade cykelrörelsen.

Inredningen av en e-cykel

Sensorer mäter din vridmomentinmatning, kadens och hastighet och utför mer än tusen beräkningar per sekund. Så snart elcykelns sensorer upptäcker en nödvändighet för batterihjälp, som reagerar på en grepsalgoritm som styr hela systemet, lanseras energi från batteripaketet för att stimulera elektromagneter i motorn.

Inte en gasmanövrering påverkar motorns entré, med omedelbart bästa elektriska cyklar, din pedalering accentueras av motorn. Detta ger en lätt pedelec-resa, rimligt än en moped-stil twist and go.

En e-cykels mittdrivmotor har var och en permanent och elektromagnet, den senare som får energi från energi från batteripaketet.

Eviga magneter sitter i mitten av motorns centrum, medan elektromagneter (som kan kännas igen på grund av kablarna runt dem) omfattar resten av höljet. Transistorer manipulerar polariteten hos dessa elektromagneter, som snurrar axeln, inklusive pedalhjälp till din resa.

Förbi standarden för din programvarukodning är orienteringen och den höga kvaliteten på dessa magneter det som får ett e-cykeldrivsystem att utföra. Tricket är att få frånstötande och locka krafter mellan magneterna att fungera som absolut bäst, vilket kan vara svårt.

Att använda överlägsna neodymmagneter av hög kvalitet, som är mycket effektiva, kan förbättra ditt motorsystems effektivitet och variera utan att behöva nästa kapacitetsbatteri.

Genom att förpacka som en effektivitetsfunktion kan Halbach-metoden för orientering av eviga magneter fördubbla energi, men det är ett problem att binda magneter på detta sätt, särskilt i en kompakt konfiguration av mittdrivmotorn. Tillverkningspriser med Halbach-metoden är dessutom mycket ofta oöverkomliga.

Gör den perfekta mid-drive-motorn

Köparens elektronik- och fordonsindustri har varit viktiga drivkrafter för lätt energität batteritillväxt, perfekt för att leverera den förmåga och massprofil som krävs i en e-cykelprogramvara.

Med starkare batterikemikalier kan designare slutligen kunna förpacka elcykelns särskiljande delar på ett elegant och förnuftigt sätt. Vissa nuvarande e-cyklar är mycket svåra att informera förutom ett icke-assisterat ramuppsättning. Ribble Endurance SL e innefattar exempelvis tankar.

E-cykel designkoncept bör inte vara alltför svårt i föreskrifter. Inte som en moped ger e-cykeln pedalhjälp av bottenfästmotorn, efter behov. Den har ingen ryttarmodulerad gas, vilket är en avgörande skillnad.

Såvitt de bästa elektriska vägcyklarna är inblandade är din bakre fäste och den nedre delen av röret de strukturellt viktigaste kroppsområdena. Batteriet är inrymt som en del av nedröret och praktiskt taget alla e-cyklar är utformade för att använda mid-drive-motorkonfigurationen, som finns i din bakre fäste, mellan vevarna.

Borstlösa elektriska motorer omvandlar batteriets kraft till pedalhjälp, men de snurrar mycket snabbare än du använder kadens. Mid-drive-motorer använder inre växling för att förmedla sin energiproduktion och din användning av kadens, vilket gör det möjligt för förare och inbyggd strömförsörjning att förverkliga synkronisering i trampning.

Vad som skiljer en idealisk e-cykel från en otrevligt använder en, är sofistikering av dess mid-drive motor management program. E-cyklar utrustade med noggrant kalibrerade och undersökta kodstammar för att reglera deras svar på din pedalslag och kadensresa på ett mycket överlägset sätt.

Sensorer mäter din vridmomentsinmatning och kadens och beräknar sedan lämplig linjäritet för motorhjälp som krävs. De mest effektiva elcyklarna borde inte alls känna sig konstgjorda elektromekaniska, vilket undergräver en resa med energistigningar som terränglutning från de blå justeringarna eller när du växlar.

Produktchefer inom e-cykelsektionen riktmärker känslan av att använda med medvind som bäst. Den senaste eran med algoritmer för programvara för e-cykelhantering skapar ett sätt att glida längs med högre hastigheter, samtidigt som den håller en ren kadens.

En sprängvy av Specialised's Turbo Creo visar den fashionabla e-cykelns konfiguration (bildkreditpoäng: Specialized) (Bildkreditpoäng: Specialiserad)

På längre sikt: högre, lättare, mindre

Konkurrenter driver innovation och skala minskar värdet. Eftersom efterfrågan kommer att öka på elcyklar i alla cykeldiscipliner, kan elementleverantörer börja tillhandahålla högre batterier och driva motorer till extra rimliga priser.

Den batteristödda karaktären hos en e-cykel säkerställer att cyklister sannolikt inte kommer att bevittna en '' energiproduktionsstrid '' mellan leverantörer - på grund av frånvaron av handgas och chansen att utlösa strikta myndighets hastighets- och säkerhetslagar.

Som med olika områden är syftet att cykla, sänka massan och hjälpa till med effektivitet. Förbättrad effekttäthet inom batterimetoderna kommer att se förbättrad variera med motsvarande minskad massa, som ett alternativ för ingenjörer som jagar högre hastighets- och accelerationsegenskaper med extra mycket effektiva motorer och större batteripaket.

Shimanos nya EP8-motor är ett bevis på denna strategi och uppmärksammar anmärkningsvärda positiva faktorer i sin fyraåriga tillväxtcykel eftersom det autentiska E8000 STEPS-drivmotorsystemet lanserades. Det är 21% extra mycket effektivt än ett E8000-system, har minskat med 10% i massa och är en analog andel mindre genom generell mätning, vilket gör det mycket mindre av ett hinder att buntas för kroppsdesigners som vill kombinera e-cykelprestanda in i en nuvarande eller ny skyltdocka.

Shimanos varaktiga engagemang för mjukvaruprogram för motorväxt och drivlinjeintegration i mitten är obetydligt med lanseringen av sitt nya EP8-system.

Av alla vanliga tillverkare av cykelelement har Specialized visat sig vara den bästa villigheten att lägga pengar på e-cykelkunskap med sin personaltekniska egendom. Shimanos nya EP8-system behöver också utlösa bredare konkurrenter mellan dessa större cykelföretag, vilket i slutändan gynnar shopparen genom alternativ och olika värde.

Förvänta dig inte att din framtida e-cykel ska vara enormt effektiv och kunna upprörande hastigheter. Det har inte varit målet för batteridriven kadens. Men om du vill att en sak ska besegra den fruktansvärda motvinden på sen eftermiddag eller hyperlänk några branta stigningar på en rutt i blekande mild, förhöjd rivalitet inom e-cykelmarknaden kommer du att få en betydligt bättre batteriassisterad resa.