電動自行車產業喜歡玩數字之爭,因此有段時間筆者常被要求拉高馬達轉矩值;以中置馬達為例,開始基本要求的轉矩值為50Nm,之後一路擴增到120Nm,現今是否有再持續增加,筆者就沒有再追蹤下去了。

筆者不愛這數字之爭,主要是從系統搭配的角度來看,就算馬達能作到如此大的轉距動能輸出,其實整台電動自行車並沒有真的操作到那麼大的轉矩。因為電動自行車的輸出轉矩,並非是馬達一個人說得算;馬達僅僅是一個電能轉換為動能的裝置,要達到大轉矩的動能輸出,前提是電能輸入要夠給力,馬達才會有相對應的轉距動能輸出。

有鑒於此,就會有很多讓筆者啼笑皆非的車款產生;一台號稱500W的電動自行車,但標示著電池電壓為36V,電控的電流限制為12A,將電壓(V)乘上電流(A)即為功率(W),代表這套系統的輸入電能功率僅為432W,那這台電動自行車要如何達到500W的動能輸出功率?這類搭配錯誤的系統案例,其實蠻多的,代表許多自行車廠並不瞭解三電系統的搭配知識。

以下圖中的馬達數據表為例,此顆馬達最大轉矩可達到125Nm,但此時的電流輸入需達到167.8A,而這套系統選用的電池,可輸出的電流上限為25A,代表驅動器解除限制的情況下,電池也僅能輸出到25A,對照真正的輸出轉矩值,就只達到17.93Nm而已,而非馬達的最大轉距值。
電動自行車如何挑選:系統搭配

馬達特性數據表

在筆者眼中的電動自行車三電搭配,往往是如下圖所示。首先,馬達提供了一個充分的可使用範圍,電控驅動器加入後,往往因為電子元件的極限,會先進行一次的電流保護限制,導致馬達的輸出轉矩輸出極限受到封鎖無法使用。當電池加入後,基於電池本身的規格及放電能力侷限,則在一次對電流進行限制,而馬達的轉矩輸出就再次一被封鎖,最終三電搭配完成後,動力系統真正的動能輸出,就僅剩黃色範圍而已。此外,不僅僅會針對轉矩進行限制,其實法規上有時速的限制,因此在速度上也會進行一次的切斷,讓馬達變成一個去頭去尾的存在。

電動自行車如何挑選:系統搭配

三電搭配結果

有趣的是,筆者使用數據監控系統,查看騎乘者長期的記錄,發現絕大部分的使用轉矩值,95%以上都在12Nm以下,偶爾少數的瞬間使用值會接近20Nm,但這其實是一顆30Nm的輪轂馬達,因此是有保留了30%左右的安全係數。主要使用轉距不高的原因,還是因為使用習慣,仍然將其視為自行車,在重負載使用時,如爬坡、載重等等,會切換較輕的變速齒比,人也會主動提供更大的腳力;簡單的說,騎乘者仍然有意識到是騎腳踏車,而非電動機車。
另外,高階的電輔車,內部還有個轉距感測器是用來量測騎乘者的腳力,之後會依照人出力的大小來決定馬達輸出馬力的值;這代表著騎乘者不出力踩,馬達也不出力!這就導致腳沒力的騎乘者,也踩不出最大馬力的輸出;而踩得出大馬力輸出的騎乘者,很可能根本不需要馬達的出力。為了這種讓筆者覺得奇怪的使用情境,筆者還與電控廠商討論過,但廠商認定邏輯上電輔車是輔助,人不出力就不該給輔助力。

有了以上的使用條件限定,馬達要完全出力的機會,真的是十分渺茫,筆者也僅有在電動機車的系統上,能比較硬操馬達而已。

重點整理:
產品是要整體性的考慮,搭錯了就是閹割版。

馬達技術傳承計畫
想要馬達的技術嗎?想要的話可以全部給你,去找吧!
我把所有的知識都放在那裡了。
說到三電組合這個話題,就是一個詐騙王國的笑話 :

1.政府法規的限制: 法規 電輔車 時速不能高於 25 km/hr,消費者購買的馬達廠家號稱有 500nm,但要符合政府的法規限制,對不起 任憑您馬達規格在大,在政府法規下實際輸出可能連 20nm 都沒有。
就像您去購買一台 1000 匹德制馬力的跑車,但台灣高速公路限速只有 110km/hr, 超過就要罰錢。所以買跑車能做什麼? 炫耀而已。

2.控制器的限制: 早期的控制器比較簡單,有一個霍爾油門把手來控制馬達轉速,所以您可以依據路況與心情 任意控制馬達輸出大小。比較先進的控制器依據 騎乘者 用腳力 的大小,有一個感應器 來控制馬達的輸出動力大小,所以馬達的輸出就只是個腳力的跟隨者,騎電輔車的人也不可能去大力踩踏,所以馬達的輸出還是很小,而且控制器的軟體設計必須合乎法規的 25KM/HR 限制才能在市場販售,所以就別指望電動馬達能全力運轉。所以先進的控制器從來只是個法規下的犧牲品。

3.電池的放電能力: 樓主有提過使用鋰電池的放電常數2C,但是當您在購買鋰電池時,多少人會注意這個放電常數 C 值是多少? 電池上面通常只是 標示 48V 12AH。鋰電池的放電能力不足時,電池的輸出能力一樣不足。汽車的鉛酸電池放電能力可以超過 100C 以上,所以 12V 的鉛酸電池就可以讓啟動馬達帶動引擎啟動,甚至能牽引汽車短暫前進。但電輔車的鋰電池組合,您知道是多少放電常數 C 值嗎? 足夠提供電動馬達再加速使用嗎? 常態的加速只是一般情況,路況變化時就需要加速度,您的電池有能力再放電輸出應付加速度嗎?

台灣不是一個大陸地形,路面高高低低的,山區產業道路上面,爬陡坡時會讓您的電輔車馬達爬不上去,太重的電輔車會讓您牽車爬坡牽到快昏倒,陡降坡時,電輔車會慣性的高速往下衝刺,時速很快就會突破 30KM/HR,超過政府的法規限制25KM/HR,控制系統沒有任何的限速積極做法,您只能指望您的外部剎車系統能將車子煞住。

對於使用純電力當作交通工具的做法,我一直不是很認同。地球是個能源短缺的星球。在沒有電動車這個產品之前,我們居住的台灣或是地球上的任何地方,夏天冷氣使用的電力耗損就會引起發電廠負載過重引起跳電,冬天時電力暖氣機的普遍使用也是電力短缺,電動車這樣的產品加入後,電力的耗損更不是現有的發電廠可以負荷得了。如果將燃油車全面淘汰使用純電力當作交通工具,大概會癱瘓全球的電力系統。除非有新的能源開發出來,或是新的設備能減少能源消耗,否則現有的能源系統一定不堪負荷使用。

自行車電輔車可以算是一個較新的電子產品,雖然是個交通工具但是控制上仍是很粗糙,感覺很多安全的地方仍不完備,新興的市場就是這樣,消費者就只能依據廠商提供的方案使用,只能期待後期推出的新產品能改進上一代產品的缺失與不完備。
樓主與Jack兄這一系列的文大致瀏覽過.
感覺上有某些人.事的影子.

工廠的兩位部長理念與意見相左時…
會計部向(外銷)業務部嗆聲,我顧好我的123(數字)你管好你的ABC(洋文)就好.
外勤跟內勤的代溝似乎一直存在著.

廠長氣魄上好,直接Quit自立門戶.
想盡辦法架了兩條產線(老東家只一條)
問他哪來的熊心豹子膽?他說這些早就在他腦子裡.

一條是正常線,另一條是機動線.(正線維修或當機時的備案)
機動線平時可分擔正常線的量能,戰時(拚輸贏的單)可支援人客搶得先機也能接急單.
去他的老大.保守的作風.單子拿來,我生給你!而且是更勝於藍的!(那個管ABC的也頗多助益)
投置第二條產線看的就是這一塊.
厲害!

週轉呢?
先說服銀行,再來就是想辦法爭取客源.訂單…等實績.
3,4年後大傷老東家元氣,10年內已爬到老東家頭上成了年輕的新龍頭.(海外)
(盜亦有道,島內市場不著墨)

電動車(或電輔車)是趨勢,且由來已久,各個環節也都有長足的進步.
這一系列的寶貴資訊對相關品項確實助益匪淺.

但,在商言商,仍是以市場導向為主.
新興產品一向都是以廠商為先導,先試水溫或風向再做調整修正.
很多在技術專業的人眼裡未必會是好的方案或配置,花錢的人未必清楚.(話不投機,難以為繼)

且消費心態與習慣仍未有相當的理性時,買大不買小,寧多勿少,搶新不戀舊…等.
花錢未必會理性,怎會理性的去看待標的物呢?

我一個人客買了一套任人口水直流的音響,但只聽類”那卡西”的節奏,且聽得很爽.
確實,花錢花得高興,能得到他要的滿足就可以了.超不超頻不是重點.

電腦.手機.車輛.家電…等任何較高花費或較長使用年限的東西,大致是如此.
大補帖拿來全灌,app都給我裝好裝滿,隔熱紙都給我貼上,空力件也來一下…輸人不輸陣.
備著,想用就有.
可是,一直到報廢或換機…還不知Device有啥挖歌.

這一系列的內容對更進一步了解電動車的種種幫助很大,但老闆可能unhappy.
想要買電動車的人看了有收益,懂得理性判別,風氣成形後,老闆也不再那麼累了.

iPhone讓很多老龍頭措手不及,檔案也顛覆了影音的重播模式,電動車雖是趨勢,但離撥雲見日仍有一段路.
謝謝樓主與Jack兄給了這一路的風景.
p205jack
我只是將多年來騎電動輔助自行車的經驗分享而已。leone823大 騎電動輔助自行車多年應該也有很多的經驗可以分享出來嘉惠大家。
leone823
其實,我只是在改裝後試車騎一陣子而已,現在反而很少動到,只是讓它維持生命跡象而已.[XD]
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