Existuje několik kritických součástí (baterie, motor, ovladač, displej), které tvoří elektrické kolo.Účelem tohoto článku je vysvětlit roli jednotlivých komponent těm, kteří se o elektrokolech teprve učí.
Baterie
Baterie pro elektrická kola jsou hnací silou rostoucí popularity elektrokol a nabízejí jezdcům udržitelný a efektivní způsob dopravy.Tyto baterie se výrazně vyvinuly od počátků těžkých a méně účinných možností, jako je olověná kyselina, nikl-kadmium nebo NiMH.Dnes trhu dominují lithium-iontové baterie, které se staly synonymem pro moderní systémy elektrokol díky své nízké hmotnosti, vysokému výkonu a spolehlivosti.
Evoluce baterií pro elektrokola
Cesta od objemných a těžkých baterií minulosti k dnešním elegantním a účinným lithium-iontovým jednotkám je důkazem pokroku v technologii baterií.Lithium-iontové baterie způsobily revoluci v odvětví elektrokol tím, že poskytují výkonnější zdroj energie s delší životností, který je až 10krát lehčí než jejich olověné protějšky.Tento skok v technologii nejen učinil elektrokola uživatelsky přívětivější, ale také prodloužil jejich dojezd a životnost, přičemž lithiové baterie nejvyšší úrovně nabízejí při správné údržbě více než 5-6 let pravidelného používání.
Výběr správné baterie pro vaše elektrické kolo
Při výběru baterie pro vaše elektrokolo je zásadní vzít v úvahu faktory, jako je napětí, požadavky na napájení a dojezd.Baterie s vyšším napětím mohou dodávat více výkonu a rychlosti, což zlepšuje zážitek z jízdy.Je však důležité zajistit, aby ovladač vašeho elektrokola zvládl napětí pro efektivní provoz.Dosah je dalším kritickým aspektem, který se obvykle měří ve watthodinách (Wh).Chcete-li vypočítat dosah, vynásobte ampéry baterie jejím napětím.Například 48V 15AH baterie by měla 720Wh energie, což odpovídá přibližně 36 mil za ideálních podmínek.
Konfigurace článků v baterii elektrického jízdního kola, uspořádaných v sériových a paralelních obvodech, určuje celkové napětí a kapacitu baterie, měřené v ampérhodinách (Ah).Běžně jsou baterie pro elektrokola nastaveny tak, aby dodávaly 36 nebo 48 voltů, i když je možné se setkat s bateriemi s napětím nižším než 24 V nebo vysokým až 72 V.Systémy s nižším napětím obvykle vyžadují vyšší proud, což vyžaduje použití silnějších vodičů a robustnějších konektorů, aby zvládly zvýšenou zátěž.Naopak systémy s vyšším napětím mohou při nesprávném řízení představovat riziko úrazu elektrickým proudem.Rozsah napětí 36-52V je často považován za ideální, vyvažuje bezpečnost před úrazy elektrickým proudem s výhodou použití lehčích kabelů a konektorů, což je důvod, proč je to převládající volba pro elektrokola.
Kapacita baterie udávající, kolik nabití dokáže pojmout, se měří buď v ampérhodinách (Ah) nebo ve watthodinách (Wh).Watthodiny se vypočítají vynásobením ampérhodin napětím, což poskytuje jasný obraz o celkovém energetickém obsahu baterie a tím i o jejím potenciálním dosahu.Baterie elektrokol obvykle nabízejí 300 až 800 watthodin energie.
Motor
Elektrokola využívají motor k přeměně elektrické energie uložené v baterii na mechanickou energii, která pohání kolo vpřed.Tento motor může být umístěn na různých místech na jízdním kole, přičemž nábojový motor je běžného typu.Motor náboje umístěný v náboji předního nebo zadního kola umožňuje snadnou přestavbu z tradičního kola jednoduchou výměnou kola za kolo s motorizovaným nábojem.Většina motorů pro elektrokola jsou dnes bezkomutátorové stejnosměrné (BLDC) motory s permanentními magnety, které obsahují tři fázové vodiče pro napájení a často pět vodičů Hallových senzorů, které pomáhají řídicímu systému změřit polohu motoru pro hladký provoz při nízkých rychlostech.
Nábojové motory se dodávají ve dvou hlavních typech: s převodovkou a s přímým pohonem.Mohou být malé se skromným výkonem nebo velké a výkonné, v závislosti na zamýšleném použití.Například náročné úkoly, jako je tažení nákladu nebo strmé stoupání do kopce, vyžadují větší motory, zatímco lehkou asistenci na převážně rovném terénu lze zvládnout s menšími a kompaktnějšími motory.
Když se na elektrokole jezdí rychleji, než jsou maximální otáčky motoru, jak je určeno kombinací napětí motoru a baterie, bude se reakce motoru lišit v závislosti na jeho typu.Motor s převodovkou s volnoběžkou přestane dodávat energii, zatímco motor s přímým pohonem může aktivovat rekuperační brzdění, bránit dalšímu zrychlení a potenciálně dobíjet baterii.
Rozdíl mezi motory v náboji a motory ve středu u jízdních kol s elektrickým pohonem
Rozdíl mezi motory v náboji a motory se středním pohonem u elektrokol spočívá v jejich umístění a výkonnostních charakteristikách.Nábojové motory jsou integrovány do náboje kola, což znamená, že přímo pohánějí kolo.Jsou jednoduché, relativně levné a tiché, s přímým pohonem, který má méně pohyblivých částí, díky čemuž jsou odolné a vyžadují méně údržby.Nábojové motory jsou vhodné do rovinatého terénu a běžného dojíždění.
Motory se středním pohonem jsou na druhé straně namontovány v oblasti klik a pedálů kola.Pohánějí řetěz kola a využívají stávající převody kola, což znamená, že mohou být efektivnější v širším rozsahu terénů, včetně strmých kopců.Systémy středního pohonu nabízejí lepší rozložení hmotnosti a nižší těžiště, což zlepšuje ovladatelnost kola.Jsou obecně dražší než motory v nábojích a mohou vyžadovat více údržby kvůli dodatečnému namáhání řetězu a převodů motocyklu.
Oba typy motorů nabízejí odlišné výhody a výběr mezi nimi závisí na specifických potřebách jezdce a druhu terénu, kterým se bude pohybovat.
Ovladač
Ovladač motoru je klíčovou, ale často přehlíženou komponentou v hardwarovém nastavení elektrického kola.Bez tohoto zařízení není možné přímo připojit bezkomutátorový motor k baterii.Regulátor motoru plní dvě základní role:
1) Transformuje stejnosměrné napětí akumulátoru na třífázový střídavý proud, který je nezbytný pro vinutí motoru, aby se motor mohl otáčet.
2) Dynamicky reguluje napětí dodávané do motoru, které se může pohybovat od 0 V do plného napětí baterie.Tato regulace je reakcí na vstupy z plynového pedálu, senzorů pedálů a přednastavených proudových limitů.
Posledně jmenovaná funkce je zvláště důležitá pro pochopení.Regulátor motoru může modulovat napětí dosahující motoru na jakoukoli úroveň mezi nulou a maximem poskytovaným baterií.Například s 48V baterií může motor přijímat pouze 10-12V při nízkých rychlostech, kolem 25V při středních rychlostech a plných 48V, když se blížíte nejvyšší cestovní rychlosti motocyklu.Jízda na 50 % plynu s 48V baterií znamená, že motor vidí 24V a funguje jako s 24V baterií na plný plyn.
Tato změna napětí, řízená ovladačem motoru, umožňuje jemné doladění výkonu motoru během jízdy, což je klíčové pro řízení elektrického vozidla.Regulátor v podstatě funguje jako DC-DC buck měnič, který snižuje napětí do motoru a zároveň proporcionálně zvyšuje proud.Například 48 V a 10 ampérů může proudit z baterie do ovladače, který pak převádí a dodává 24 V a 20 ampérů do motoru.
Regulátory motoru jsou navrženy se specifickými rozsahy napětí a proudovými limity.Limit proudu je maximální proud, který regulátor odebere z baterie.Menší nízkoproudový ovladač motoru může být dimenzován na 14 ampér, což znamená, že nebude odebírat více než 14 ampérů z baterie.Pokud se motor pokusí odebírat více proudu, regulátor automaticky sníží napětí do motoru, aby byl odběr proudu udržován na nastaveném limitu.Použití nízkonapěťového regulátoru s motorem s velkým nábojem bude mít za následek menší výstupní výkon motoru, než jaký je schopen.Naopak spárování vysokonapěťového ovladače s malým motorem by mohlo vést k přehřátí, poškození nebo opotřebení vnitřních součástí motoru.
Zobrazit
Moderní sady elektrokol a kompletní elektrokola jsou obvykle vybaveny sofistikovaným zobrazovacím počítačem, který jezdcům nabízí pohled z palubní desky na stav kola.Jedná se o významný upgrade od raných modelů elektrokol, které měly pouze základní LED indikátor baterie.Na rozdíl od standardizovaných displejů pro počítače nebo televizory však tyto displeje elektrokol postrádají jednotnost napříč různými aspekty, jako je funkčnost, komunikační sběrnice (jako I2C, Canbus, LIN, UART atd.) a protokoly.Tyto displeje jsou obvykle spárovány s konkrétním ovladačem motoru a vyvinuty pro konkrétní sadu funkcí sady, jen zřídka můžete přejít na jinou značku ovladače motoru a nechat jej pracovat s vaším displejem, nebo naopak, můžete najít alternativní displej pro váš konkrétní ovladač.
