Átalakítások: a segédhajtásrendszer megtervezése
Az aerodinamikus hatékonyság párosítása mérsékelt, nyomatékérzékelős elektromos segédhajtással az egyik legkisebb energiaigényű személyes jármű létrehozását teszi lehetővé. A siker azon múlik, hogy a motornyomatékot, az akkumulátor-rögzítést, a fékezési hőt és a cellavédelmet egységes rendszerként kezeljük, nem utólag felszerelt tartozékokként.
A motortopológia illesztése az aerodinamikai terheléshez
Az áramvonalas kerékpárok emelkedőn súlyhátrányt szenvednek, ahol a gravitáció dominál, mégis nagyon kevés teljesítmény kell a 25 km/h tartásához síkon. Az, hogy alsó konzolos középmotor, belső sebességváltós agymotor vagy közvetlen hajtású agymotor közül választunk, meghatározza, mennyire hatékonyan alakítja a réztekercs az amperórákat előrehaladó emelkedővé anélkül, hogy 10%-os meredekségen túlmelegedne.
A középmotorok (például nyomatékérzékelős Tongsheng TSDZ2 vagy a törvényes folyamatos határértékekre hangolt Bafang BBS felépítések) a kerékpár hátsó kazettáján keresztül működnek, meredek emelkedőkön a motor fordulatszámát 78–82%-os hatásfokú tartományában tartják, miközben a tömeget alacsonyan, az alsó konzolházban központosítják. A közvetlen hajtású agymotorok rugózatlan tömeget adnak a hátsó kerékhez, és gurulásnál enyhe fogaskerék-ellenállást okoznak, viszont hosszú lejtőkön sima visszatáplálásos fékezést tesznek lehetővé – kímélve a fékbetéteket a nehezebb idomelemes prototípusokon.
A vezérlő fázisáramának korlátozása és egy 250 W-os, nyomatékérzékelős középmotor kombinálása aerodinamikus váztáskával és hátsókerék-burkolattal több mint 20%-kal növeli a valós hatótávolságot Wh-onként.
Soros söntös wattóra-mérővel (például Cycle Analyst V3) rögzítve: a fogyasztás egyenes tartásnál 11.4 Wh/km-ről 8.6 Wh/km-re csökken vegyes vidéki aszfalton.
Átalakítási topológiák és szabályozási keretek értékelése
Mielőtt alkatrészeket rendelne, döntse el, hogy prototípusa nyilvános utakon és kerékpársávokon fog-e közlekedni. Az Egyesült Királyság EAPC-szabályozása és a BS EN 15194 európai szabvány szerint a pedálsegédes kerékpároknál a segédhajtásnak pedálozáshoz kell kötődnie, a motor teljesítménye simán csökken 25 km/h (15.5 mph) sebességnél, és a motor folyamatos teljesítménye legfeljebb 250 W lehet. E határértékek túllépése a gépet motoros járműnek minősíti, amely típusjóváhagyást, forgalmi engedélyt, biztosítást és motorosok védőfelszerelését igényli.
| Hajtás típusa | Tömegelhelyezés | Hajtáslánckopás | Villavég / vázterhelés | Visszatáplálásos fékezés |
|---|---|---|---|---|
| Nyomatékérzékelős középmotor | Középen és alacsonyan, a hajtókarnál | Nagyobb lánc- és fogaskerékterhelés; fokozott váltási fegyelem szükséges | Forgási reakció a lefutó vázcsőre | Nem (a hajtókaron szabadonfutó) |
| Belső sebességváltós hátsó agymotor | Hátsó kerék (~2.8–3.4 kg) | A lánctól független; akkor is működik, ha a lánc elszakad | Mérsékelt tengelyreakció; alumínium vázakon nyomatékkar szükséges | Ritka (belső kuplungos szabadonfutó) |
| Közvetlen hajtású hátsó agy | Nehéz, rugózatlan hátsó rész (~5.5 kg) | Nincs extra láncsűrülés | Fordított visszatáplálás + hajtónyomaték; kötelező a kettős nyomatékkar | Igen; dombos terepen 5%–10%-ot visszanyer, és kíméli a felniket |
Tengelyes nyomatékreakciók, menetes betétek és cellakezelés
A szokásos kerékpár-villavégek úgy készülnek, hogy egy kerek, 10 mm-es tengelyt tartsanak nyomásban, nem pedig azért, hogy két 10 mm-es síklapon ellenálljanak 40 Nm csavarónyomatéknak. Bármilyen agymotor alumínium vagy karbon villába szerelése klasszikus meghibásodás: a síklapok néhány száz kilométer alatt szétfeszítik a villavég-pofákat. Lézervágott, 4 mm-es 304-es rozsdamentes acél nyomatékkarokat mindig vázszemhez vagy acél, illetve hátsó alumínium merevítőkre szerelt, széles tömlőbilincs-csatlakozóhoz rögzítsen – és soha ne szereljen agymotort karbon vagy rugózott első villába.
Ugyanilyen kritikus az akkumulátor rögzítése. Két szabványos M5-ös kulacstartó menetes betét, amelyet egy 0.9 mm falvastagságú lefutó csőbe préseltek, egy 750 g-os kulacsra lett tervezve, nem pedig egy rácsos átjárókon rázkódó 3.6 kg-os lítium-ion akkumulátorcsomagra. Az akkumulátortartó terhelését oszlassa el a teljes kerületen párnázott vázpántokkal vagy egy CNC-gyártású, legalább három rögzítési ponton átívelő hármas szigetelőhüvelyes sínnel.
Elektromos és fékezési ellenőrzési protokoll
- Tanúsított cellák és BMS: Nyomon követhető, első szintű cellákból (Samsung, Panasonic, Molicel, LG) összeállított akkumulátorcsomagokat használjon, amelyeket hőmérséklet-figyelő akkumulátor-menedzsmentrendszer (BMS) felügyel, UL 2271 vagy EN 50604-1 szerinti tanúsítással.
- Biztosítás és csatlakozók: Megfelelő névleges áramú DC-lapos vagy MIDI biztosítékot szereljen a pozitív kisütő kivezetés közelébe, és szikramentes XT90-S vagy Anderson Powerpole csatlakozókat használjon hősűrítéses húzásmentesítéssel.
- Fokozott fékezési hőkapacitás: Váltson 180 mm-es vagy 203 mm-es hidraulikus tárcsafék-rotorokra szinterezett vagy félfém betétekkel, ha a teljes rendszer tömege több mint 6 kg-mal nő.
- Csepegőhurkok és átvezetők: A vezérlőbemenetek alá lefelé néző kábelcsepegő-hurkokat alakítson ki, hogy az esővíz lefolyjon, ne pedig a kábelköpenyen át a csatlakozókba szivárogjon.
