История развития электровелосипедов

Прежде всего, необходимо прояснить принципиальную разницу между «электровелосипедом с педалями» и «электрическим велосипедом».

Электрические велосипеды впервые были разработаны в Японии в конце 1980-х – начале 1990-х годов. Они называются PAS (Power Assist System), что означает «электровелосипеды с педалями». В Японии электровелосипедам разрешено использовать только пропорциональную систему управления мощностью, то есть обязательно должен применяться гибридный режим «человеческая сила + электричество», и не допускается использование чисто электрического режима. Поэтому японский электровелосипед на самом деле является «электровелосипедом с педалями».

В конце 1990-х годов концепция электровелосипеда была завезена в Китай, но из-за отсталых технологий и производственных процессов китайские предприятия не могли производить систему Power Assist System. Однако импорт важных деталей из Японии был чрезвычайно дорогим, и производство готового велосипеда значительно превышало уровень потребления в Китае того времени. Поэтому китайские предприятия изменили подход, используя различные альтернативные технологии для электровелосипедов с педалями, но все попытки создать эффективную систему педальной помощи оказались безуспешными. В итоге была успешно внедрена «ручка газа» от мотоциклов, что и представляет собой наиболее распространенные сегодня в нашей жизни «электровелосипеды». Возможно, именно из-за использования «ручки газа» современные китайские электровелосипеды все больше напоминают мотоциклы, в большинстве из них отсутствуют педали, и они потеряли внешний вид «велосипеда».

 

«Электровелосипеды, потерявшие свой облик», сейчас широко популярны в Китае.

В английском языке электровелосипед называется «E-Bike», но это составное слово слишком широкое и часто включает в себя также электрические транспортные средства, не имеющие формы велосипеда. Поэтому в Японии и Европе для обозначения электровелосипедов с педалями уже давно используется термин «Pedelec», то есть велосипед с педалями и «Power Assist System, системой динамической помощи».

 

 

Использование системы Power Assist System

 

Самое принципиальное различие между «Pedelec» и «e-bike» в современном понимании в Китае заключается в том, что e-bike создан для решения проблемы утомительной езды на велосипеде, поэтому он все еще требует, чтобы человек крутил педали, а затем подключается электричество, делая езду менее трудоемкой и более легкой. В то время как большинство так называемых e-bike в Китае уже отказались от конструкции с педалями, превратившись в теоретические «электромотоциклы», использующие исключительно электричество в качестве источника энергии.

Во-вторых, необходимо понять происхождение «Pedelec».

На самом деле, еще более ста лет назад люди начали задумываться о том, как решить проблему усталости при езде на велосипеде. В конце XIX – начале XX века появились велосипеды с бензиновым двигателем. Только в конце XX века в YAMAHA был создан первый в мире Pedelec, за которым последовали Panasonic, SANYO, Bridgestone и Honda.

Европа, будучи центром мировой велосипедной культуры, увидела развитие Японии. Затем такие бренды, как немецкие BOSCH, BLOSE, Continental и другие, последовали этому примеру и представили PAS (Power Assist System), что способствовало популяризации Pedelec в Европе. Из-за высокого технологического порога для достижения идеальной гибридной работы электричества и мускульной силы, в Японии и Европе исследования и разработки технологии «Power Assist System» обычно проводят предприятия, связанные с автомобилями и аккумуляторами, что затрудняет вход в эту сферу для других компаний. Далее узнаем о системе «Power Assist System». Для настоящего электровелосипеда разрешен только режим с педальной помощью, который обязательно должен быть гибридным режимом вывода мощности «человек + электричество», и не существует чисто электрического режима. Разрешен только режим с педальной помощью, потому что он эффективно обеспечивает безопасность и надежность езды, значительно увеличивает запас хода на одной зарядке, эффективно предотвращает увеличение веса транспортного средства, а также оказывает двойное действие: ходьба и тренировка тела, позволяя людям сохранять опыт езды на велосипеде, одновременно делая езду легкой и позволяя проезжать дальше. В результате «Power Assist System» всегда была стандартом для оценки уровня электровелосипедов и областью наиболее жесткой конкуренции среди предприятий.

 

Схема работы системы Power Assist System

Используемая датчиком крутящего момента (Torque sensor) в качестве ядра многодатчиковой системы управления, датчик крутящего момента (также известный как Torque sensor и Torque sensor) может обнаруживать крутящий момент, создаваемый человеком, а затем вызывать мощность для вывода крутящего момента двигателем, чтобы помочь человеку. Критерием оценки качества системы педальной помощи является «насколько идеально форма волны выходного крутящего момента электричества приближается к форме волны крутящего момента человека», и чем более согласованы эти две формы волны, тем лучше. Когда человек прикладывает большое усилие, мощность увеличивается; когда усилие уменьшается, мощность уменьшается. Мощность всегда изменяется линейно в определенной пропорции вместе с изменением усилия человека, чтобы достичь наилучшей педальной помощи при езде, максимально используя преимущества как мускульной силы, так и электричества, делая езду легкой и не расходуя электроэнергию впустую.

 

Как повысить точность обнаружения датчика крутящего момента, улучшить скорость реакции системы управления, сделать выходной крутящий момент мощности более линейным – это всегда было ядром разработки «Power Assist System». Помимо датчика крутящего момента, в топовых системах также используются датчик скорости и датчик частоты, поэтому математическая модель и алгоритмы более сложны. Современные передовые технологии датчиков крутящего момента (Torque sensor), соответствующие математические модели для многих датчиков и алгоритмы в основном находятся в руках японских и немецких предприятий. Только в последние два года отечественные компании BAFANG и TSINOVA разработали технологии того же уровня, которые прошли европейские стандарты EN15194 и EN300220 и могут конкурировать с BOSCH и другими компаниями на европейском рынке. Кроме того, TSINOVA стала стратегическим партнером Panasonic, совместно продвигая развитие электровелосипедов с педалями на китайском рынке.

 

Помимо датчиков крутящего момента, также требуются высокопроизводительные моторные системы и высокопроизводительные аккумуляторные системы. В настоящее время отличные электровелосипеды с педалями используют «бесщеточные высокоскоростные двигатели постоянного тока с зубцами» и FOC-контроллеры с синусоидальной волной, потому что чем выше скорость двигателя, тем меньше его объем и вес, и тем выше эффективность его работы. В настоящее время самые популярные электровелосипеды в Китае используют низкоскоростные двигатели, то есть обычные двигатели большого диаметра, но относительно плоские, в то время как высокоскоростные двигатели обычно имеют малый диаметр и поэтому относительно толстые. Место установки двигателя электровелосипеда с педалями в основном делится на два типа: один – в середине, то есть установлен на оси пятиугольника велосипеда, другой – установлен в ступице колеса велосипеда. Электровелосипед с педалями родился в начале 90-х годов, YAMAHA использовала свинцово-кислотные аккумуляторы, но вскоре перешла на никель-кадмиевые аккумуляторы. В последние годы, с развитием литий-ионных аккумуляторных технологий, современные высококлассные электровелосипеды с педалями в основном используют литий-ионные аккумуляторы. Кроме того, с развитием технологий в последние годы, для дальнейшего улучшения опыта использования электровелосипедов с педалями, их безопасности и надежности, все больше автомобильных технологий и электронных информационных технологий применяются в этой области. Одним из наиболее показательных примеров является исследование и разработка технологий компанией TSINOVA, такие как напоминание о слепой зоне сзади, ABS-дисковые тормоза, ременной привод с синхронизацией, технология CAN-шины.

Наконец, какие существуют распространенные электровелосипеды? В чем разница? Как они развиваются в нашей стране?

С момента своего появления в Японии электровелосипед использует «Power Assist System» с датчиком крутящего момента в качестве ядра, и он претерпел множество поколений изменений, сохраняя лидирующие позиции в мире. Германия очень быстро догоняет Японию, и сейчас ее технологии практически соответствуют японским. Конечно, существует мнение, что Германия уже превзошла Японию. После попадания в Китай электровелосипед с педалями пошел по другому пути развития. Поскольку ни одно предприятие не разработало базовое ядро «Power Assist System», а покупка японской или немецкой системы была слишком дорогой, после более чем 10 лет жесткого роста, в настоящее время в городах и сельской местности Китая в большом количестве используются электрические скутеры, обернутые в пластиковую отделку и имеющие моторизованный внешний вид. Они уже стали постоянной причиной дорожно-транспортных происшествий. В таких городах, как Шэньчжэнь и Гуанчжоу, такие транспортные средства полностью запрещены, а в Пекине也开始 вводятся ограничения.

 

Заключение: электровелосипед – это огонь в холодную зиму.

За 20 лет развития электровелосипед стал популярным двухколесным транспортным средством в Японии, а на европейском рынке в последние годы наблюдается бум. Только в 2015 году продажи электровелосипедов в Нидерландах выросли на 24%, в Германии – на 11,5%, а объем производства увеличился на 37%. Особенно в последние годы, когда продажи обычных велосипедов на европейском рынке продолжают снижаться, рост электровелосипедов вызывает еще большие ожидания.

Отечественные предприятия по производству электровелосипедов или велосипедов начали выпускать электровелосипеды, оснащенные «Power Assist System», но большинство из них предназначены для экспорта и не продаются на китайском рынке. Ориентируясь на внутренний рынок, HOTEBIKE стремится продвигать развитие китайских велосипедов в направлении электрической тяги. Но можно предвидеть, что с ростом экономики Китая, увеличением покупательной способности и прогрессом собственных технологий, у электровелосипедов обязательно будет многообещающее будущее.

Электровелосипед HOTEBIKE доступен на amazon.com за $1099