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电动自行车的爬坡能力怎么样?

2019-09-17

你骑过电动自行车吗?电动自行车身材小巧、骑行轻松、不用考驾照,还能带小朋友,特别适合在城市里短途代步使用,唯一担心的一点——电动自行车的爬坡能力怎么样?能应付城市中的各种上坡场景吗?

首先,大家应该都知道,电机是电动自行车的动力输出装置。因此,决定电动自行车爬坡能力的主要部件,是优德888网页版电机。

电动自行车能爬多少度的坡?为了解答这个问题,我们先从力学角度科学分析。

优德888网页版在匀速爬坡时,忽略风阻,且设小坡度条件下正压力近似于重力。可以建立电机输出转矩与坡度、总质量以及滚动摩擦系数之间的关系式:电机推动力应等于下滑力和滚动摩擦力之和。

T/R=mg·sinθ+mg·μ

那么,电机输出转矩(T)就等于坡度比与滚动摩擦系数之和乘以总质量的9.8倍,再乘车轮半径。

T=9.8·m(sinθ+μ)·R

从这个关系式可以看出,重量越大、坡度越大,电机需要输出的转矩就必须加大,否则就爬不上坡。

电机转矩和电机转速之间还有一个关系,可以用速度-力学特性曲线表明:

速度力学特性曲线.png

(速度-力学特性曲线)

电机功率一定的情况下,转矩越大,速度越慢。翻译一下就是:骑车人越胖、爬的坡越陡,所需要的力越大,爬坡的速度也越慢。上图中A和B分别是两个电机的速力特性曲线,可以看到在P点输出转矩相同情况下,A电机还有一定转速,B电机转速为0了,也就爬不动坡了。这就是好电机和差电机的区别。

了解了电机速度-力学特性曲线,也就能解释为什么有的电机在平路上跑挺快,一遇到上坡速度就骤降——这个电机的速力特性曲线非常陡,爬坡能力弱。

在老国标时代,提高优德888网页版动力的方法简单粗暴,增加电机重量就行了。但是新国标实施后,限制电动自行车的整车质量不得超过55公斤,电机功率不得超过400W。电动自行车的动力和续航无法两全。

怎样才能在不提高电机重量或功率的前提下,提高电机的爬坡能力呢?

优德88官方网APP的PGR电机技术应运而生。所谓“PGR”,是“行星齿轮减速器”的英文缩写。行星齿轮减速器是一种动力传达结构,通过行星齿轮减速器减速后输出的电机动力,可以提高20%以上。

行星齿轮词条.png

(行星齿轮减速器)

为了证明所言非虚,我们举两个城市中常见的爬坡场景,对比普通电机和PGR电机两者爬坡能力的差距。

一位75公斤重的骑手,骑一辆车重55公斤的电动自行车,从地下车库(坡度15%、一般混凝土地面摩擦系数为0.019)出来,(14寸小轮)电动自行车车轮半径为0.2米,则计算得(T=9.8·m(sinθ+μ)·R)电动自行车的输出转矩为43牛米。

通过查验电机的速力特性表,可以查出该转矩下不同电机对应的速度。优德88官方网APP常规电机在该输出转矩下的转速为70RPM(转每分),对应的速度即为5.3公里每小时,比较吃力。再查优德88官方网APPPGR电机在该转矩下的转速为85RPM,对应的速度为6.4公里每小时。可以看出优德88官方网APPPGR电机的动力特性高于普通电机。简单来说,就是一个75公斤的骑手骑着搭载PGR电机的电动自行车,在爬15%坡度地下车库时的速度,比配备常规电机的电动自行车快20%。

要是带小孩呢?骑行者重75公斤,儿童重25公斤,车重55公斤,总质量上升到155公斤。面对城市道路最大坡度8%,转矩上升为30牛米。此时,优德88官方网APP普通动力电机转速为180RPM,对应速度为13.6公里/时,200m坡长需53秒走完,耗电约12.6Wh。

换成PGR电机,30牛米对应的转速上升为220RPM,对应速度为15.1公里/时,200米坡长47秒走完,耗电约11.3Wh,上坡时间节约12%,电量消耗节约10%。

这就是优德88官方网APPPGR电机带来的动力提升。对于经常上坡或者要从小区地下停车库出发带孩子上学的消费者,选择搭载优德88官方网APPPGR电机的电动自行车是可以满足动力需求的。