通勤开车1小时于是选择骑车:两千块公路自行车选购与骑行建议一篇文章解读电动助力自行车技术原理(庆祝广州疫情防控取得阶段性胜利)

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随着电助力折叠自行车的发布,激发了人们对于这类相对新兴的出行工具的兴趣,不过很多人对于这种电助力自行车并不太了解,在听到电助力自行车的价格时也会产生这样疑问:三千都够买个电动车了,为啥要买个需要脚踏的自行车呢?由此也可以看出,人们对于这类产品确实存在一定的认识误区,所以今天我们就来聊聊电助力自行车的技术原理,让你对这类产品有进一步了解。

一篇文章解读电动助力自行车技术原理

虽然电动车和电助力自行车都是电助力交通工具,但我们必须要认识到的一点事,电助力自行车和电动车两者有着严格的区别,所以将两者并不属于同一类产品。较为直接的区别就是,电助力自行车不具备纯电力骑行模式,而是需要“人力+电力”的混合动力驱动,这和电动车的纯电动模式有着本质的区别,而骑这种车的方式与骑自行车没什么区别。电力提供的助力能够解决了骑自行车费力的问题,同时配合人力的驱动,所以在搭载不大的电池的条件下就可超越一般电动自行车的续航里程,实现更远距离的骑行。

电助力自行车的核心助力技术

首先,电助力自行车最早诞生于日本,并且采用的是一力矩传感器为核心的“Power Assist System动力辅助系统”,是一种“人力+电力”的混合动力模式,同时也可以依靠单纯人力驱动。电助力自行车拥有自行车的轻巧和便捷性,又能够有效弥补自行车上坡、逆风、载物时的负担感的个人交通工具。它以传统自行车为基础,搭载以力矩传感器为核心的动力系统,配有电机与电池。与电动自行车(电驴)最大的区别在于它不是通过转把来调节动力大小,而是以力矩传感器去感知骑行者踩脚踏的力度,根据人力的大小进行判断,为骑行者提供相应的动力支持。目前全球范围内拥有动力辅助系统的企业有不少,但在动力辅助系统里使用力矩传感器的却仅有几家,如德国博世、马牌,日本雅马哈、松下,这些企业基本都与汽车、新能源行业相关,技术研发门槛很高,一般的企业很难进入。

一篇文章解读电动助力自行车技术原理

雅马哈的三传感器示意图

创作立场声明:个人经验互相交流。

本文分2个部分,1是购买过程,2是骑行小白的一点心得建议。

第一部分是个人经历,所以过程性描述比较多,没有耐心看我直接说结果:捷安特的liv平把alight24速,加头盔、锁、挡泥板大约2400块钱。

第二部分是骑行、肌肉放松、知识扩充建议,包括控速、骑行裤购买、避免摔车风险、拉伸按摩、书籍购买等。

目前,国内也有一些公司在独立研发针对电助力自行车的“力矩传感器”,其中八方BAFANG、轻客TSINOVA都是比较有代表的少数可以独立研发Power Assist System动力辅助系统的企业,掌握了核心的力矩传感器技术以及相应的算法,八方BAFANG的中置电机系统已经获得一定的市场份额。而轻客TSINOVA还另辟蹊径,开发出更为模块化的VeloUP威履智慧动力系统。

1.我买了辆2000块钱的公路自行车。(1)因为疫情,我选择骑车上下班

单位到家的距离是15公里。

一篇文章解读电动助力自行车技术原理

八方BAFANG的中置电机系统

一篇文章解读电动助力自行车技术原理

VeloUP威履智慧动力系统

通勤开车1小时于是选择骑车:两千块公路自行车选购与骑行建议

三八节有半天假,我骑了1个半小时,30公里给自己庆祝。

说远不算远,不堵车的时候,开车30分钟就到了。

作为替代的“非力矩”传感器

暑假和寒假不堵车,但此外的10个月,通勤挺费劲的。

由于力矩传感器以及相应的系统研发存在一定的技术门槛,因此产生了几类另辟蹊径的替代技术,它们主要在于传感器的替代以及可实现的简化算法,比较有代表性的就是后轴勾爪传感器、扭簧传感器、以及转速传感器,但这些传感器与力矩传感器均有较大差距,所以大多都是用于低端的电动助力自行车,其中后轴勾爪传感器表现较好,这也是近期发布的电助力折叠自行车助力系统所采用的传感器;扭簧传感器由于不能提供线性的助力输出,所以骑行的体验差强人意;而转速传感器的助力有明显的延迟现象,同样造成体验不佳的问题,基本只在一些低端的电助力自行车上使用。下面我们就来详细介绍下几类常见的“非力矩”传感器。

1.后轴勾爪传感器

我不会开车。

坐公交车的话,我得6点20出门才能躲开早高峰。共享单车+公交+共享单车,1个小时能到。

晚高峰躲不开,有一天我是2个小时才到家。

坐地铁的话,通勤时间百分之九十八是1个小时:骑车+地铁+骑车。

后轴勾爪传感器是目前应用比较广泛的一类传感器,在BH以及GIANT的低端电动助力自行车产品中也会使用,电助力折叠自行车也是同样的传感器,是一种相对表现比较好的解决方案。它们都是通过安装在自行车的后轮中轴与车架的转接处的压力传感器来实现,当我们在踩脚踏时,力量会通过链条传递,最终挤压后轴位置,再通过后轴的压力传感器测量出力量的大小,然后就再根据测得的这个力量来为用户提供动力辅助。

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后轴勾爪传感器结构图

通勤开车1小时于是选择骑车:两千块公路自行车选购与骑行建议

我先生开车送我,我得半道儿下来自己走4公里。这4公里太堵,他送我就是我们俩一起迟到。

真的,上个班儿跟长征似的,满眼辛酸泪。

不过这种后轴勾爪传感器也存在一定的问题,那就是辅助动力的输出会有一种弹性滞后的效应,同时传感器安装到这个的维护性也比较差,由于这个位置是整车受力比较大的地方,当后花鼓接触到地面的时候,都会导致传感器塑性变形,从而导致监测的基本值变高,助力变小,向下骑行时也是比较危险的,控制器会认为有力的输出,会导致车在没有任何操作的时候“飞车”,所以后轴勾爪最大的问题是存在滞后性,以及寿命比较低。具体的判断方法就是,这种传感器在后轴位置和普通自行车是不一样的,一般会经过专门改造,对车辆的加工成本也比较高。

2.扭簧传感器

我是从2020年春天开始骑车上下班的,是骑——共享单车。

另外一种就是扭簧传感器,扭簧传感器是在牙盘中内置霍尔传感器,并使用多根弹簧结构,其实就是将电动自行车的拧把安装到了牙盘中,蹬踏越用力,压缩弹簧也就越多,霍尔传感器也就探测出磁场变化,因而输出更多电力给电机。扭簧传感器最主要的问题就是不精确,测量有延迟、不及时,分档位,不线性。这种传感器当你踩踏踏板的时候会压缩弹簧的形成,根据胡克定律可以算出来压缩的量,可以探测出实际使用了多少力。但同样存在一定的问题,一个是使用弹簧形变被放大,车不动的时候,会先踩下去一个角度,对于骑行爱好者来说是个问题,会泄力。二是测量有延迟,会有机械的变形和转动,探测到变形的量会有延迟。

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扭簧传感器结构图

另外,扭簧传感器的精度不够高,因为是采用线性弹簧作为转接线,不是刚性的连接,是无法持续测量踏踏力,一开始力量大弹簧被压缩,给你助力,你的力小的时候弹簧被摊开,摊开以后助力变小,力会变大。骑行过程中是一个反反复复,上下波动的关系,这被认为是一个比较不好的解决方案,但是现在这种在国内的市面上比较常见,主要的原因也是因为成本比较低,也能实现一部分的力矩的换形。该怎么判断呢?其实很简单,你可以试着去按压曲柄,如果能够转动就说明用的是扭簧传感器。

当时因为疫情,不太想坐公交。而且当时由于大部分人是弹性工作,公交车的间隔时间一度达到了40分钟。早上6点半站在空无一人的街上整整40分钟,真的,哎。

然后我就开始骑小蓝和小黄了。

3.转速传感器

那,真不开玩笑,铁人三项比这个项目我可能也能进决赛。

转速传感器有多种类型,其中最为简单的就是利用两块儿磁铁,一块儿安装于自行车的五通位置,一块儿安装于曲柄,原理与自行车码表的踏频传感器类似,在骑行过程中每蹬一圈,磁铁就会描过一次,则认为电源打开一次,然后提供助力。这也就导致了,骑行的越快助力越大,骑行较慢时助力越小,这样就不能够提供实时助力的效果,在另外一方面也说明了这类传感器存在一定的安全隐患,当消费者在下坡的时候,踏频会比较快速,所以会感觉越骑越快。判断的方式很简单,起步或上坡的时候如果没有助力输出的就是采用的转速传感器。

一篇文章解读电动助力自行车技术原理

转速传感器结构图

总结:

通过对电助力自行车动力辅助系统的全面了解,从技术产品和用户体验的角度来说,目前力矩传感器的依然是市场的主流,能够在骑行中提供及时和适当的辅助动力,从而让用户获得最佳的助力骑行体验,而一些非力矩传感器则在价格上拥有一定的优势,在更低的价格下,也能满足一定的助力骑行,不过两者在实际的骑行中还是存在一定的差异。随着电助力自行车在国内的兴起,未来市面上也会有不同类型电助力自行车产品的出现,从而满足不同消费群体的差异化需求,这或许也能从一定程度上解决人们出行难的问题。通勤开车1小时于是选择骑车:两千块公路自行车选购与骑行建议

我后来觉得这样也挺好,至少不用等车,不用堵车,不用因为不可预计的时间损失风险而感到没有安全感。一个小时就一个小时呗,虽然时间是一样的,但是我至少还得到了运动啊。

但是,遇到刮风的天气,北方春天多爱刮风啊,然后我想买个“山地车”。

(2)店长告诉我2000块钱的车是不行的

我当时不是想买山地车,而是我只知道山地车比一般自行车快。从小没有任何运动基础的我根本不知道这个世界上有公路车(能变速的)这件事。

然后我去了迪卡侬。

这些车都这么高啊?我骑不了的吧?我们先生说你试试,你175骑不了,那还有骑的了的女性吗?

对不起,我们俩给其他身高的女性道歉。

后来我没有在迪卡侬试车,一是因为当时对“高座椅”有恐惧,二是大家看起来都好忙,我也不知道会不会买,让人家帮我把车抬下来有点不好意思。

于是我将这件事放下了。

有一天下班的路上我看到了捷安特的门店(庆祝广州疫情防控取得阶段性胜利)。

不过这个店离我单位比较远,于是我就搜了单位门口的一家,午休过去看了看。

店主或者店员,分不清,反正就他一个人,显得非常专业,问我用图,通勤距离。他说你这个距离已经远远超过了自行车代步的范围,他介绍了一辆车给我,售价是6000多。我只记得价格,功能什么的没有印象了。因为不懂。

我问,这么小的座椅硌屁股不?

他说,这得按照你的身高、腿长来调整,不会感觉难受的。

我问,这么窄的轮胎容易爆胎不?

他说,这胎压比汽车都高,不下雨天出去一般不会爆胎。

我问,骑这种车危险不?

他说,最危险的是你的习惯。比如你肯定爱右手按闸,但是如果这样做非常容易摔车。我可以帮你把左右手的闸线换掉。

我问,大风天这车蹬的动不?

他说,起风的时候你就能感觉到这车有多棒了。

我问,那我这个距离你说多久能骑到?

他就开始算快速路的距离、外环线的距离还有市内繁华区域的距离。

我很相信他,但是我没买。

希望大家能理解一个小白怕被骗的心情。

(3)买车了,在另一家店

我当时其实已经十分动心了,而且6000说多其实也不算太多,自行车也不算是易耗品。但是我还是想多问问。

我问了有骑行爱好的朋友,大家说价格这事儿不一定,主要是按你骑行的总公里数来算。

你会天天骑吗?

其实冬天很难骑的。

过两天,我下班路上去了另一家捷安特。

我说我没骑过公路车,想找一辆代步,老板给我推荐了这辆粉色的liv。

我对性能毫不关心,先问,有全黑的吗?

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哈哈哈!

我问,能改闸线的左右手吗?

回答,可以。

我问,有问题管修吗?

回答,每3个月来做一次保养和打气儿,不要钱。

我问,我还需要买什么?

回答:车灯和铃铛是送的,得买头盔、锁。

我问:这车速怎么调啊?

回答:上加下减,你左手的速度就别变了,右手放在四五速就行。

我问,没有挡泥板不是一身泥?

回答:下雨本来就不能骑。再说也不好看。

我问:能装吗?

回答:行。

我说开票吧。

就这样,我有了人生中第一辆公路自行车——为城市道路而生的自行车,我人生中第一次体验到不被包在铁里的速度感。

风吹过脸的感觉真是太棒了。

当然,车子骑出去20米就掉链子了,哈哈哈哈。我人生中第一次给自己上链子。

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骑太多很有可能变成闪电消失不见的

2.骑行心得和小白水平的建议(1)别太快

我一段时间一直最高速起步,包括上坡,根本不能很好地运动公路车的变速优势。

于是,膝盖开始疼了。

股四发力太多(这不是屁股不懂得用力的问题)。

别太快的意思是,因为刚刚开始尝试,一切都美妙极了,比如转弯的那种离心感,无风天气速度起来自己给自己制造大风的感觉,但其实通勤是日日要经历的,差不多即可。尤其是红灯那么多,不懂得变速,不懂得控制速度,身体自己吃亏。

通勤开车1小时于是选择骑车:两千块公路自行车选购与骑行建议(2)硌屁股?

一开始的确硌屁股,我为此买了骑行裤、车座子。一年后,不硌得慌了。而且我不用车座子也不穿骑行裤。

并不是移植了假肢,就是不感觉难受了。

刚开始我深受困扰。

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个人的体会是,调整坐姿,让腰臀肩适应一种新的运动体态需要时间,身体和车子磨合吧。

我读到过教人给车fit的帖子,我是觉得不适合我这种小白。也许过两年换车的时候我真搞一把fit。

(3)必须放松肌肉

2种方式,一是按摩,二是拉伸。

按摩是泡沫轴、人手、筋膜枪、筋膜球这种。

拉伸是指拉伸股四,类似瑜伽的体位。

不然膝盖要出毛病的。

我自己的柔韧性比较好,腰没出过问题。但对于脊柱灵活度差的值友建议进行脊柱灵活度的伸展。

(4)书籍是我们进步的阶梯通勤开车1小时于是选择骑车:两千块公路自行车选购与骑行建议

除了书,其实专业性比较强的帖子、***我觉得都有用。但不需要认为“你达不到所以不配干啥啥啥”。

特别是那种说你上鞋锁那就不叫骑公路车的。

我知道必须性,也知道好处,只是七点的城市公路,机动车把非机动车道占的连个狗都跑不过去,上鞋锁真的很耽误时间。

还有以前有人说你30多岁做运动无论如何也比不上年轻人的。

我觉得鄙视是我们进步最大的敌人。

通勤开车1小时于是选择骑车:两千块公路自行车选购与骑行建议(5)其他装备

其他装备如气筒、车油、车铃铛、车架子由我先生提供,并且他还承担了日常对车进行保养、清洗和打气儿的工作。

在此代表我自己向郭先生致以十二万分的敬意。

(6)着装

之前穿过小店的和禧玛诺的裤子,现在就穿一般的leggings,甚至是普通的运动裤。建议透气性好的。

怎么呢?

我前两天穿着靴子出去,为了酷。

结果身上汗不多,全都刮干了,然后袜子湿透了,鞋垫也湿透了。

靴子是皮的,不透气。

面罩是必须的,尤其对于女孩子来说,除了防止飞虫,还可以避免风俗太快吹走脸上水分。

骑行镜也要买,一是怕太阳,二是怕虫子,我的是迪卡侬的。

手套我有迪卡侬的,也有网上小店卖的骑行手套。还是得带。特别是掉链子的时候,真的,你太需要手套了。

好像忘了说骑车多久能到单位。暑假的话,38分钟,平时45分钟。区别在于机动车给不给母门留条路。

春天来了,愿你在路上看到不一样的风景。

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下一篇预告:颈椎自我保健指南。

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