電動自行車:2022時代騎輪節 ( I )

閱讀時間約 3 分鐘
本次藉由參與2022時代騎輪節活動,測試電助力自行車的表現。
2022時代騎輪節
先附上完賽證明書,賽程距離為103公里,筆者共耗時6小時又13分鐘才完賽,遠遜於主辦單位預估的三個半小時至四小時之間。主要是筆者並無騎乘自行車的習慣,也並為進行練習,在個人腳力上會遠不如其他參賽人員;基本上筆者就是單純想靠馬達參與賽事的心態。
完賽證明書
本次使用的車種,為20"小徑型的電助力自行車,搭載漢穎48V 15Ah 720Wh的電池,使用可承載25A持續運轉的馬達,而驅動器限制電流上限為18A的情況下,代表最大輸入功率為864W。但由於電助力自行車的法規限制,其最高時速為25公里,超過後則電助力不會作動,因此後續高時速的騎乘,需完全依賴筆者個人的腳力。
20"小徑電助力自行車
然而小徑車的前盤齒數為53T,變速盤最小齒數為13T,在筆者踏頻為80RPM的情況下,最高騎乘時速大約會在30公里左右,會遠低於一般選手;因此在平路時,會被其他選手快速超車,也造成完賽時間被拉長。其數學計算式如下所示,其中V(Km/h)為自行車時速,m為前盤齒數,n為變速飛輪盤齒數,x(RPM)為騎乘者踏頻,D(inch)為輪胎外徑;數字656.17為單位換算後的系數。
時速計算方程式
此車種搭配Xplova的儀表,提供5段電助力模式可以選擇,其對應的相關參數資訊如下。其中剩餘里程的部份,是以完整使用對應的輸入功率來計算,也就是設定在第一段時,172W的功率完全用上。然而筆者在使用1或2段時,實際的耗電流為2A左右,代表僅使用了96W,因此實際騎乘的里程數,會大於儀表顯示的剩餘里程。
5段電助力模式
經由實際的騎乘測試,並與參賽的選手們在爬坡時作比較;筆者發現,一般民眾的腳力,對應電助力段數的設定,是第二段輸入功率為302W的狀態,而針對有訓練過的專業騎乘者,則要到第三段輸入功率為432W才能超越。因此筆者在參賽時的電助力設定上,在平路會設1或2的電助力來使用,遇到緩坡或是橋的時候,調整到3,陡坡時則使用到5。
時代騎輪節共設置了兩個陡坡,分別為松鼠坡及藍色公路;以下為藍色公路段的騎乘資訊,可明確看到電助力調整到5,爬昇海拔快速拉高到300出頭,爬坡的騎乘速度也降至10公里。在資訊中可看到後面時速有到50公里的記錄,那是下坡路段的重力加速度表現,並非電助力的規格。但比較特別的是,回到家觀看雲端記錄時才發現,在藍色公路的陡坡段,也僅使用了7A的電助力,也就是336W,就讓筆者能快速超越許多參賽選手,而非電助力5的最大輸出規格18A 864W。這種實際動力需求較低的情況,都會大幅增加電助力自行車的續航力,讓筆者可以使用單顆電池完成賽事。由於筆者啟程的電池為94%,完賽時仍有8%的電力,則計算後可得到實際消耗的電力功率為620Wh左右。
藍色公路段騎乘資訊
本次參賽對於電助力自行車有以下的優缺點,與大家分享。
缺點:
法規時速25公里的限制,大幅降低了參與賽事的樂趣。
優點:
1. 續航力優於預期。
2. 輸入功率規格達到500W,可與有訓練的選手比拼。
3. 馬達爬坡動力高於預期,不需要依靠電力大輸出。
4. 馬達、電池及驅動器,皆無熱當反應。
5. Xplova的雲端記錄,可輕易獲取騎乘資訊。
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本文要討論馬達轉矩對電動自行車加減速能力的影響。 由於在挑選電動自行車時,廠商往往會標示功率及轉矩等資訊,讓客戶方便挑選;此類數據雖然能作為產品比對的差異,但這些數據並無法輕鬆的讓一般民眾體會其差異性。我們無法了解350W是否真的符合使用需求? 30Nm的轉矩的大小到底影響了什麼? 首先來看一段往返
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本探討動力系統的效率對電動自行車續航力的影響。 由於永磁馬達的技術發展,現今的馬達效率都比傳統馬達來得高,因此電動自行車的馬達效率, 都可輕鬆的達到80%以上。由馬達特性數據表中,我們可以量到電動自行車的動力系統效率,確實可以符合80%以上的描述;本次量測的最高效率甚至達到84.32%。
本文來繼續討論電動自行車中的續航力的配置及真實表現。 首先要說明,關於電動自行車的補助模式,是可以客制化設定的,包括段數及每段的強弱;本文介紹的並非適用全部的車款,自行車商會針對車種特性進行細部調整。 重點整理: 放大電流限制,其實僅是在起步或爬坡使用。 平路穩速的耗電,是端看摩擦損及風損而已。
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