電動自行車介紹：eMoving Shine ( I )

由於筆者的親戚有購入一台中華eMoving Shine，有了騎乘經驗後，對這台電動自行車進行一些介紹。下圖為官網的Shine外觀造型，詳細資訊可至官網下載車主手冊，本文內容也都以車主手冊內容為主。

下圖為eMoving Shine的官方規格，當中並未直接標示輸出轉矩值，因此需要先求得馬達的轉矩，以判斷Shine的加速能力。根據規格表可知此馬達額定輸出功率為350 W、最大功率為800W、極速為25 km/h，輪胎尺寸為80/90-10，車重為40 Kg，電池有分13 AH及10 AH兩種。

由於廠商有提供了時速及功率，而輸出功率是轉矩與轉速的相乘，因此我們要從時速來反推出轉矩。其中輪胎尺寸標示為80/90-10的三碼數字，依照通用機車輪胎尺寸標記法，可參考下圖的標示，第一碼為W輪胎寬度公釐(mm)、第二碼為R扁平比(%)、第三碼D則為輪胎英吋框徑(")，則可透過三碼數字的標示計算出輪胎最大外徑Wd，以利後續搭配時速值，計算出輪胎轉速。

則整體輪胎外徑Wd的計算方式如下，其中數字2代表兩側胎厚，數字25.4代表英吋轉為公制，因此計算完後，其單位為公釐(mm)。

則將80/90-10代入後，可得Shine的輪胎直徑為398公釐(mm)。

由於轉速(RPM)是指每分鐘轉多少圈，而時速是每小時公里(Km/hr)，因此會有些單位比例的換算，如公里(Km)要轉換為公釐(mm)，會差10的六次方倍；而小時(hr)要轉為分鐘(min)，則差60倍，因此計算方式如下，其中S代表時速，Wd為輪胎最大外徑。經過計算後，可得知在時速25公里，搭配80/90-10的輪胎下，輪胎的轉速為333RPM。

假設此載具在25 km/h時，有額定350 W的功率輸出Pout，在配合已計算得知的轉速N(RPM)，則可使用下式計算額定轉矩T為10.04牛頓米(Nm)。而以最大功率800 W計算的話，代表最大轉矩可達到22.95 Nm 。

求得轉矩後需再分析輸入電流才可得知馬達的轉矩常數Kt，用以評估電流與轉矩的關係、並進一步分析載具從靜止起步至極速時的加速特性。假設驅動器、馬達及傳動之綜合效率為80 %，則在350 W輸出功率時，輸入功率Pin為438 W；而電池的電壓為48 V，這代表此時的輸入電流為9.125 A。

而轉矩常數Kt則就是轉矩T與電流I之間的比例系數，因此其計算方式如下，可求轉矩常數值為1.1 Nm/A。

根據規格表可知最低電池規格為48V/10AH，目前電池的放電能力(C-rate)大多為2C，代表瞬間可兩倍放電，也就是20 A。再以方才求得之Kt值1.1 Nm/A來計算，則輸入電流20 A時可有22 Nm之轉矩輸出。

確認瞬間最大輸出轉矩之後即可用以分析載具之加速能力，根據之前推導出的電動載具加速時間公式即可求得Shine加速所需時間秒數t(s)，其中m為整體總重量公斤(Kg)，假設Shine本身的40 Kg，加上電池5 Kg，以及騎乘者重量55 Kg，總重量為100 Kg；其中數值7194.3為單位換算後的係數。計算後可知，要達到騎乘時速25公里，需要耗時6.29秒。

此外，透過加速時間計算方程式可知，當我們希望時速越高，輪胎直徑越大，重量越重時，都會導致加速時間增加。僅有馬達輸出轉矩增加時，才能縮短加速所需時間。

重點整理：
功率雖然可作為產品規格，但加速時間對使用者來說，更為直覺。

#可擔任業界顧問、講師

#個人經營歡迎贊助