本文介紹電動自行車中會使用的幾種馬達動力系統。

最近才知道童車有用手工具機魔改的動力系統,但並非常規的方式,因此先就習知的馬達動力系統進行介紹。下圖有列出目前常見的四種,分別為
1. 前輪轂馬達 (Wheel Motor)
2. 後輪轂馬達
3. 中置馬達 (Mid Motor)
4. 管內馬達 (Tube Motor)

電動自行車:動力系統 ( I )

電動自行車動力系統

前輪轂馬達:
是逐漸淘汰的安裝方式,主要是騎乘感不佳;動力源在前方,等同於前驅車,因此會產生轉向不足、前輪磨損過大、打滑等問題。轉向不足除了馬達的重量因素外,當動力源在前輪,會導致騎乘者在轉彎時,動力傳遞的狀態變化,使轉彎的穩定性變差,造成轉向表現不佳。當前輪做為動力源,又要負責轉向,煞車時也要承受比較大的作用力,因此前輪的磨耗會加大。打滑現象也是因為前輪相較於後輪,比較容易有急加速時的上翹及轉彎的偏擺狀況,這會使馬達動力無法透過輪胎摩擦傳遞,造成打滑。由於前輪轂馬達對於重量的感受性會很直接,大多採用齒輪式輪轂馬達,以減輕重量,避免騎乘感受太差。而前輪轂馬達當初發展的主要優勢,就是安裝方便,只要換個前輪就可以,省除了後輪還要組裝變速器的麻煩。

後輪轂馬達:
為目前的主流配置,其特性就等同於後驅車,無論是轉彎或是急加速情況,後輪都能緊貼地面,使得動力輸出的穩定性高,騎乘者容易操控。因此後輪轂馬達對於重量的要求就遠低於前輪轂馬達,可以採用直驅式輪轂馬達,選擇性較多。

電動自行車:動力系統 ( I )

後輪轂馬達

中置馬達:
為近年的發展主力,主要特色是將馬達動力系統安裝於自行車中的五通位置,與曲柄直接銜接,使騎乘者可藉由踏板直接與馬達作動。若輪轂馬達是針對移動載具提供轉矩力量,那中置馬達的目標則是直接與騎乘者互動;換句話說,輪轂馬達考慮的是交通工具,中置馬達考慮的是人。因此仍將電動自行車做為休閒運動時,中置馬達會帶來更為直接的互動性。

電動自行車:動力系統 ( I )

中置馬達

管內馬達:
仍在發展當中的產品,其目標是希望從外觀上看不出馬達動力系統的存在,屬於中置馬達的再升級版。中置馬達為一整合型的動力系統,內部包括了馬達、齒輪箱、感測器、電控系統,導致體積較為龐大,安裝在五通位置時,常常顯得十分突兀。為了改良電動自行車的外觀造型,促發了管內馬達的概念,希望將動力系統全部藏在自行車的管內,使電動自行車的整體美感更佳。目前主要的趨勢是下管整合式,將電池、馬達動力系統、電控等等,都塞入下管當中。

馬達技術傳承計畫
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我把所有的知識都放在那裡了。
卡位等看文,
謝謝樓主。
感謝分享,前三中都曾試用過,自己覺得中置的在穩定性及重量平衡上較為合適,倒是第四種尚未得見,希望自踩蓄電的效率能逐步提高(自行車還沒看過有哪款是剎車能充電的),減少接電充電的麻煩。
知悉風,了解海,暗陰陽,明卦象...屁啦!
placid
回充覺得只有在長下坡有用但如沒長下坡增加負重與複雜度有點不划算
placid
輪轂是沒騎過不知道阻力如何中置電機是有點阻力但能接受只有大盤在踩動時有阻力,我想論殼的在踩動與滑行都有阻力
前輪驅動唯一的好處是改裝起來很容易. 市面上的改裝套件以前輪驅動馬達的為多, 像我這種一般人都可以DIY.

如果以驅動效率來說, 中置驅動是最佳的, 馬達扭力可配合變速系統, 對於爬坡特別有利. 而且馬達扭力可以很大(>70Nm), 電池容量也可以大(>500W). 然而它的優點也是它的缺點, 就是系統重量重, 而且中置馬達掛在BB的位置也不怎麼好看.

後驅馬達的好處是構造比中置的簡單, 也可以做得很輕. 像Mahle X20整套系統只有3.2kg, X35則是3.5kg, 裝在公路車上不容易看出是電驅車, 所以公路車同樣可以看起來很漂亮. 不過電池容量較小(250W), 馬達也只能靠扭力,無法配合變速系統.

管內馬達可以稱為輕量中置. 它的代表是Fazua Ride 50 Evation. 驅動方式有中置的好處, 而重量也不會太重(整套系統4.6kg), 只比Mahle重一些. 外表看起來雖可看出是電驅車, 但不明顯. 目前來說, Trek Domane+ LT, Pinarello (2022以後), Look, Canyon等等採用. 不過為了輕量, 它的電池容量也僅有250W, 馬達扭力也是有限. 所以Mahle與Fazua都只能用在Class 1電輔車(在美國速限32km/h, 歐洲是25km/h). 這對大部分的人來說其實也夠了.
5. 整合型馬達,將電池、控制器及馬達組合成輪轂,例如 gogoro 電輔車及智慧飛輪,好處是容易更換,缺點是可容納電池空間太小,續航力不足。
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