選購電動輔助自行車你應該要知道的事 | 介紹電輔車電機電控系統

電輔車電機系統的種類及其差異為何?

電機系統的動力傳遞主要由馬達、控制器、感測器等多個電子元組成,以馬達電機系統安裝位置不同分為中置馬達及前/後輪轂馬達,但前置電機因效能較差,已逐漸被淘汰,現在較常見的電機系統為中置馬達與後輪轂馬達。

市場上電動輔助自行車馬達常以最大功率標示規格,從 250W 到750W 不等,若常需要爬坡或需要長距離騎乘,選擇較高功率可讓騎乘較輕鬆,但相對價格也較高。若需求為通勤短距離或在平坦市區騎乘,則選擇價格較親民較低功率也足夠。

  中置馬達 後輪轂馬達
安裝位置 車架中間下方 整合在後輪組中
適合車種 長途騎行的公路跑車
爬坡性能佳的登山車
適合親子短程代步胖胎車
日常通勤市區騎行電輔車
優點 中置設計體積較小
操控性較佳,扭力大
較接近自然踩踏感受
成本較低,維護方便
感受後輪的充足電輔動力
結構較為簡單
缺點 成本高
維修價格貴
電力消耗相比中置馬達較多
長時間騎行散熱較差

電輔車的電機助力系統種類

電輔車的電機助力系統主要分為速度傳感(Speed Sensor)和力矩傳感(Torque Sensor),主要的差異在於提供助力的判斷依據和騎乘體驗上的不同。

  速度傳感 力矩傳感
原理 以感應踩踏的速度為基準,提供助力。 以感應踩踏的施力為基準,提供助力。
特點 助力啟動條件低。
助力強度固定。
適合一般道路、通勤或休閒騎行。
成本較低。
助力與踩踏力量成正比騎乘感覺更自然。
起步平穩助力更平滑。
適合需要較大控制力的路況,如山路爬坡。
缺點 起步或爬坡時助力可能不如預期。 需較精密的感應器和控制器統,成本也相對較高,對於騎行者本身的騎踏的力量,也須一定的要求配合。

選擇何種助力系統取決於騎行的需求。如果屬於日常代步或休閒,速度頻傳感/踏頻傳感已足夠;如果需要更自然的騎行體驗,尤其在山地或長距離騎行時,則力矩傳感更為適合。

電輔車電池的種類及差異為何?

目前市面上的電輔車的電池有鋰離子電池及鉛酸電池兩種,鋰離子電池為市場上的主流。其優缺點如表列::

  鋰離子電池 鉛酸電池
優點 重量輕體積較小。
能提供較長的續航力。
重複充放電的次數多,壽命較長。
高能量密度無記憶效應,隨時充電。
充電速度較快。
維護簡單。
成本較低。
缺點 相較於鉛酸電池,成本較高。 重量重、體積大。
續航力相對較短。
重複充放電次數壽命較短。
需要定期檢查電解液並補充,維護較繁瑣。
且使用時會釋放微量氣體。
其他 電池過充或過放電時都可能會引發起火或是爆炸,故在選擇時首要注意事項,務必需挑選具「合格標章優良電池」的車輛。
充電時盡量選擇室內陰涼處,避免高溫或潮濕環境導致電池受損。另外要用原廠或認證合格的充電器,降低風險並延長電池壽命。

電輔車電池存放的注意事項

 

  • 電輔車的電池一般都沒有記憶效應,在每次產品使用完畢後,「無論剩餘多少電量」,都可以立即充飽電,維持電池正常運作。
  • 電池在存放時會自動放電,過長時間未充電會造成過度放電,導致容量降低以及電池損壞,將無法再正常充電使用,至少每3個月應要將電池充飽電量 1 次。
  • 存放環境溫度不可低於-10°C 或高於 40°C。

 

電池的電芯主要有哪些品牌?

電輔車的電池模組通常使用鋰離子電池,其內部電芯 (Cell)的品質,影響電池 及電輔車的使用的穩定性,同時也決定電池壽命的長短及價格。目前市場主要較知名的品牌:

 

  • 日本松下(Panasonic): 全球知名的電子產品和電池製造商,其鋰電池電芯在電動車領域有高知名度,穩定性強、高能量密度,價格成本較高,但品質和性能受到廣泛認可,是許多高端品牌級車款的常用選擇。
  • 韓國三星 (Samsung SDI):韓國三星集團旗下的電池供應池大廠,亦能提供高容量、高放電能力電芯,是許多品牌電輔車和 DIY 組裝的首選。
  • 韓國LG (LG Energy Solution LGES): 韓國LG集團旗下的電池公司,也是全球國際知名主要的鋰電池供應商之一。與松下、三星一同被許多電動車品牌用於高品質電池組。
  • 台灣國內專業電芯廠:台灣主要的電池電芯廠,包括台塑新智能、台泥能元科技及鴻海,是近年被點名的三大電池芯廠,各有專長滿足不同應用需求。格斯科技、昇陽先進能源等正積極佈局鋰電池芯領域。另許多車輛也會使用如加佰裕 、順達、新普科技、天宇電池模組的製造商所提供的產品。
  • 中國大陸供應電輔車電池電芯的廠商眾多,主要包括寧德時代 (CATL)、比亞迪 (BYD)、新能源科技(ATL)、億緯鋰能(EVE)、比克電池(BAK)、欣旺達(Sunwoda)等,一般而言大陸供應廠商適合供貨量大且高性價比,廣泛使用於大量生產的車款。

 

影響電輔車的續航力因素

購買電輔車消費者最常問的一個問題,電池充飽電可以騎多遠?

即使是同一款電輔車,使用相同電量相同健康程度的電池,也不會騎出同樣里程數的結果。因為影響電輔車騎行續航力因素甚多,騎乘習慣及方式,如使用較高助力模式會較快消耗電量;頻繁的變換速度,或長時間高速,會較平穩定速騎行消耗更多的電力。外在環境影響,如爬坡或逆風增加電機負荷,消耗更多電量;在低溫情況下會使電池的效能下降;在崎嶇或不平的路況下增加騎乘阻力,馬達輸出更多功率增加。騎士的本身,如騎乘者及載物的總重量越大,消耗的電力越多。車輛的狀態,如胎壓不足或煞車系統回位不順,輪胎阻力增加則馬達需要輸出較多功率,至騎行時消耗更多電量。上述因素都會不同程度降低電輔車的續航力。

回到電輔車的本身提供的續航力,取決於電池容量,電池的電容量越大,代表可 以騎乘的距離越長,但重量就會更重,價格也會越高。選購時應考慮適合騎乘的距離需求,及騎行使用情境與成本預算之間達最佳平衡。

40-60公里:適合短途通勤或休閒輕旅,用於短距離代步的使用者。

60-120公里:適合長途旅行或登山爬坡,需長距離騎行的使用者。

電輔車的續航力的估算

電輔車的助力來自電池,「電壓(V)」與「安時(Ah)」的組合,決定了輸出功率及續航里程數。

電壓(V):電壓越高,能提供的輸出功率就越大,一般常見於 36V、48V 或52V。

安時(Ah):用來表示電池可以提供多久的電能,數值越高表示容量越大,電池的續航力也越長。

以48V/14Ah的電池為例,估算的續航力如下:

 

  • 先計算電池電量瓦時 (Wh)數,48V × 14Ah = 672Wh。
    電輔車提供電力時輔助時感測器、控制器、顯示器、前後燈等電子元件消耗,功率約7W-10W。
  • 計算「最大動力輔助」理論續航時間與里程,以 250W 功率不斷輸出為假設(滿載情況)可粗略計算里程數為:
    672Wh/(10+250) * 25 ≈65KM ; 65/25=2.6h(小時),這是在正常平坦道路、天氣、及體重下,以持續以最高助力模式「最大動力輔助」下,理論續航時間與里程數。
  • 計算「最佳輔助動力」理論續航時間與里程,一般電輔省電助力ECO模式,電能轉換機械輔助動力約65%負載,加上人力腳踩動力騎行,即可發揮電輔車的輕鬆騎行的功能,亦可達較佳續航力,可略計算里程數為:
    672Wh/(10+250*0.65) * 25 ≈97KM ; 97/25=3.88h(小時),這是在正常平坦道路、天氣、及體重下,以以ECO助力模式輔助下,「最佳輔助動力」理論續航時間與里程數。

 

一般市面電輔車續航里程數大多標示單一里程數,未說明是何種助力下的里程數,或何種情況下實測的里程,目前市面僅安納瑪品牌的電輔車,將兩里程數清楚標示提供給消費者參考。

影響電輔車續航力的因素非常多,車款不同的設計、騎行者的本身、其騎行時的外在狀況等,都會影響續航里程數。上述為大概簡單的理論推算,僅提供參考。

參考資料:

參考資料01

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