Konwersje: zaprojektuj system wspomagania
Połączenie aerodynamicznej sprawności z umiarkowanym wspomaganiem elektrycznym, reagującym na moment obrotowy, tworzy jeden z najbardziej energooszczędnych pojazdów osobistych, jakie kiedykolwiek zbudowano. Sukces zależy od traktowania momentu silnika, montażu baterii, nagrzewania się hamulców i ochrony ogniw jako zintegrowanego systemu, a nie dodatków przykręconych na końcu.
Dobór topologii silnika do obciążenia aerodynamicznego
Opływowe rowery mają karę wagową pod górę, gdzie dominuje grawitacja, a jednocześnie na płaskim wymagają bardzo niewielkiej mocy, by utrzymać 25 km/h. Wybór między napędem środkowym przy suporcie, piastą z wewnętrzną przekładnią a piastą bezpośrednią decyduje o tym, jak efektywnie uzwojenia miedziane zamieniają amperogodziny na podjazd bez przegrzewania się na nachyleniu 10%.
Napędy środkowe (takie jak czujnikowe na moment Tongsheng TSDZ2 lub architektury Bafang BBS dostrojone do dopuszczalnych ciągłych limitów) działają przez kasetę tylnego koła, utrzymując obroty silnika w pobliżu plateau sprawności 78%–82% na stromych podjazdach, a jednocześnie centralizując masę nisko, przy osłonie suportu. Piasty bezpośrednie dodają nieresorowanej masy tylnemu kołu i lekki opór zębaty przy toczeniu się na wybiegu, lecz umożliwiają płynne hamowanie rekuperacyjne na długich zjazdach, oszczędzając klocki w cięższych prototypach z owiewkami.
Ograniczenie prądu fazowego sterownika oraz połączenie 250-watowego napędu środkowego reagującego na moment z aerodynamiczną sakwą na ramę i osłoną tylnego koła wydłuża rzeczywisty zasięg na Wh o ponad 20%.
Rejestrowane za pomocą szeregowego watomierza bocznikowego (np. Cycle Analyst V3): zużycie spada z 11.4 Wh/km w pozycji wyprostowanej do 8.6 Wh/km na mieszanych drogach wiejskich o nawierzchni asfaltowej.
Ocena topologii konwersji i wymogów regulacyjnych
Zanim zamówisz komponenty, ustal, czy prototyp będzie poruszał się po drogach publicznych i ścieżkach rowerowych. Zgodnie z brytyjskimi przepisami EAPC oraz europejską normą BS EN 15194 rowery ze wspomaganiem muszą wymagać pedałowania, aby uruchomić wspomaganie, płynnie odcinać moc silnika przy 25 km/h (15.5 mph) i mieć silnik o mocy ciągłej znamionowej nieprzekraczającej 250 W. Przekroczenie tych progów kwalifikuje pojazd jako pojazd silnikowy wymagający homologacji, rejestracji, ubezpieczenia oraz motocyklowej odzieży ochronnej.
| Typ napędu | Rozmieszczenie masy | Zużycie napędu | Obciążenie haka / ramy | Hamowanie rekuperacyjne |
|---|---|---|---|---|
| Napęd środkowy reagujący na moment | Centralnie i nisko, przy korbie | Większe obciążenie łańcucha i zębatek; wymaga dyscypliny przy przerzutkach | Reakcja obrotowa na rurę dolną | Nie (wolnobieg na korbie) |
| Piasta tylna z przekładnią | Tylne koło (~2.8–3.4 kg) | Niezależna od łańcucha; działa nawet po zerwaniu łańcucha | Umiarkowana reakcja osi; wymaga ramienia momentu na ramach aluminiowych | Rzadko (wewnętrzne sprzęgło wolnobiegu) |
| Piasta tylna bezpośrednia | Ciężki nieresorowany tył (~5.5 kg) | Brak dodatkowego zużycia łańcucha | Odwrotna rekuperacja i moment napędowy; konieczne podwójne ramiona momentu | Tak; odzyskuje 5%–10% na pagórkowatym terenie i oszczędza obręcze |
Reakcje momentu osi, nity gwintowane (rivnuts) i obchodzenie się z ogniwami
Standardowe widełki rowerowe są wycięte tak, by utrzymać okrągłą oś 10 mm na ściskanie, a nie przenosić 40 Nm skrętnej reakcji na dwóch płaszczyznach 10 mm. Montaż jakiejkolwiek piasty z napędem w aluminiowe lub karbonowe widelce to klasyczny tryb awarii: płaszczyzny rozwierają szczęki widełek w ciągu setek kilometrów. Zawsze mocuj wycinane laserowo ramiona momentu ze stali nierdzewnej 304 o grubości 4 mm do oczka ramy lub do zacisku typu widełki z opaską zaciskową na stalowych albo aluminiowych rozporach tylnych, i nigdy nie montuj piast z napędem w karbonowych ani zawieszeniowych widelcach przednich.
Równie istotny jest montaż baterii. Dwa standardowe nity gwintowane M5 na bidon, wciśnięte w rurę dolną o grubości 0.9 mm, zaprojektowano na bidon 750 g, a nie na pakiet litowo-jonowy 3.6 kg drgający na przejazdach przez kratki dla bydła. Rozkładaj obciążenie koszyka baterii za pomocą pełnoobwodowych wyściełanych pasów ramy lub frezowanej CNC szyny z trzema tulejami mocującymi, rozpiętej co najmniej na trzech punktach mocowania.
Protokół kontroli elektryki i hamulców
- Certyfikowane ogniwa i BMS: Stosuj pakiety złożone z identyfikowalnych ogniw najwyższej klasy (Samsung, Panasonic, Molicel, LG), zarządzane przez system zarządzania baterią (BMS) z monitorowaniem temperatury, certyfikowany zgodnie z UL 2271 lub EN 50604-1.
- Bezpieczniki i złącza: Zamontuj odpowiednio dobrany bezpiecznik DC typu blade lub MIDI blisko dodatniego zacisku rozładowania i używaj złączy XT90-S lub Anderson Powerpole, zapobiegających iskrzeniu, z odciążeniem przewodów w postaci osłonek termokurczliwych.
- Zwiększona zdolność hamowania termicznego: Przejdź na tarcze hydrauliczne 180 mm lub 203 mm z klockami spiekanymi lub półmetalicznymi, gdy całkowita masa układu wzrośnie o ponad 6 kg.
- Pętle odprowadzające i przelotki: Formuj pętle przewodów skierowane w dół, poniżej wejść do sterownika, aby deszcz spływał, a nie wnikał kapilarnie wzdłuż osłonek wiązki do złączy.
