В этой статье есть несколько проблем. Помогите улучшить ее или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти сообщения )
|
Электровелосипед (от ped al el ctric c ycle) или EPAC ( electronically power assisted cycle ) — это тип маломощного электрического велосипеда , в котором вращение педалей велосипедиста осуществляется с помощью небольшого электродвигателя . Однако, в отличие от некоторых других типов электровелосипедов , электровелосипеды во многих странах классифицируются дорожными властями как обычные велосипеды, а не как тип электрических мопедов. Электровелосипеды имеют электронный контроллер, который отключает питание двигателя, когда велосипедист не крутит педали или когда достигается определенная скорость — обычно 25 км/ч (16 миль/ч) или 32 км/ч (20 миль/ч). Электровелосипеды полезны для людей, которые ездят по холмистой местности или при сильном встречном ветре . Хотя электровелосипедом может быть любой тип велосипеда , городской электровелосипед очень распространен. Обычный велосипед можно переоборудовать в электровелосипед, добавив необходимые детали, например, двигатель, аккумулятор и т. д.
Во многих юрисдикциях электровелосипеды классифицируются как велосипеды, в отличие от мопедов или мотоциклов. Более мощные электровелосипеды , такие как S-Pedelecs и электровелосипеды с питанием по требованию (те, чьи двигатели могут оказывать помощь независимо от того, крутит ли педали велосипедист) часто классифицируются как мопеды или даже мотоциклы, при этом на велосипедиста распространяются правила, установленные для таких транспортных средств, например, наличие водительских прав и регистрации транспортного средства, ношение шлема и т. д.
В 1989 году Михаэль Куттер, основатель компании Dolphin E-bikes, спроектировал и изготовил первый прототип электровелосипеда. [1] Первые готовые к выходу на рынок модели такого рода были выпущены в 1992 году швейцарской компанией Velocity под названием Dolphin.
В 1994 году Yamaha выпустила большее количество моделей под маркой Power Assist.
В 1995 году первый Flyer в том же году основал швейцарскую стартап-компанию BKTech AG, которая небольшими сериями вывела электронный бизнес (как неотъемлемую часть стартапа) на рынок. [2]
This section needs to be updated. The reason given is: Patterns of use have changed significantly since 2012, especially since the COVID-19 pandemic.(December 2022) |
По состоянию на 2012 год [update]на дорогах Германии находилось около 600 000 электровелосипедов. [3] Рост был впечатляющим: годом ранее в Германии было продано 310 000–340 000 электровелосипедов, что на 55% больше, чем в 2010 году. [4] Фактически, продажи в Германии росли более чем на 30% каждый год с 2008 года. [5] [ сроки? ] Для сравнения, по данным ZIV, Немецкой ассоциации велосипедной промышленности, в 2011 году в Германии насчитывалось около 70 миллионов обычных велосипедов . [5]
Около 95% всех электровелосипедов в Германии на самом деле являются электровелосипедами. [ необходима цитата ]
Немецкий автомобильный клуб ADAC протестировал большое количество электровелосипедов в 2013 году, и около 56% из них не прошли тест, получив оценку ниже разумной из-за неудовлетворительной безопасности и долговечности. [6]
Только китайский рынок электровелосипедов и электровелосипедов больше европейского. По данным Национального бюро статистики Китая, на дорогах ездит более 100 миллионов электровелосипедов. Годовой объем производства на китайских заводах вырос с 58 000 в 1998 году до 33 миллионов в 2011 году. В Китае не существует классификации электровелосипедов отдельно от электровелосипедов.
Чтобы быть действительно полезным, важно, чтобы электровелосипед был юридически классифицирован как велосипед в каждой стране или юрисдикции, а не как мопед или мотоцикл. В противном случае, если электровелосипед классифицируется как мопед или мотоцикл, то его могут не допустить на велосипедные дорожки или на велосипедные дорожки ; электровелосипед может быть зарегистрирован ; водитель может быть должен носить мотоциклетный шлем ; и/или может потребоваться оплатить страховку транспортного средства .
В Европейском Союзе электровелосипеду не нужна регистрация, страховка или номерной знак, если он соответствует следующим правилам:
Если какое-либо из этих правил не соблюдается, транспортное средство классифицируется либо как электровелосипед , либо как S-Pedelec , для которых требуются номерной знак и страховка, либо как мотоцикл , для которого также требуются водительские права. [7]
Согласно австрийскому законодательству, нет никакой разницы между любыми типами электрических велосипедов, например, приводимыми в действие исключительно электричеством и не имеющими педалей (см. ниже, п. d) или гибридными (см. ниже, п. b), равнозначными, если они оснащены усилителем только при вращении педалей ( электровелосипед [8], но не: S-Pedelec [9] ) или не требуют вращения педалей (обычно в Австрии известны как электровелосипеды [8] ).
Чтобы такие электромобили не классифицировались как механические транспортные средства , а как Fahrrad (= велосипед) в соответствии с § 2, пунктом 1, номером 22, литерами b и d Закона о дорожном движении 1960 года (StVO 1960) [10] в сочетании с § 1, пунктом 2a Закона о транспортных средствах 1967 года (KFG 1967) [11], можно выделить два типа электровелосипедов:
22. Фаррад: | 22. велосипед: |
—§ 2 Абз. 1 Z 22 лит. а и г [10] | —§ 2 абзац 1 номер 22 литера а и г |
Вышеупомянутый § 1 абзац 2а KFG 1967 определяет следующее:
(2a) Nicht als Kraftfahrzeuge, sondern als Fahrräder im Sinne der StVO 1960 gelten auch elektrisch angetriebene Fahrräder mit | (2а) Не как механические транспортные средства, а как велосипеды в смысле StVO 1960, также являются велосипеды с электрическим приводом, имеющие: |
—§ 1 Абз. 2а KFG 1967 [11] | —§ 1 абзац 2а KFG 1967 |
Как и для обычных (только мускульных) велосипедов, также и для электрических велосипедов положения Правил для велосипедов, касающиеся контроля за ними, такие же, как и для мускульных велосипедов StVO и т. д. Обязательное использование полосы велосипедной дорожки для велосипедов. Для их (коммерческого) размещения на рынке в соответствии с положениями об ответственности за качество продукции.
Если вышеуказанные критерии превышены, электрический велосипед (равно как и так называемый S-Pedelec или любой другой электровелосипед) является механическим транспортным средством в соответствии с правилами KFG 1967, а не «Fahrrad» в соответствии с StVO 1960, и ему разрешено ездить только как мопеду с соответствующими последствиями. Он должен быть застрахован, должен быть шлем и водительское удостоверение соответствующего класса L1-eB (классификация транспортного средства «Двухколесный мопед» в Регламенте (ЕС) № 168/2013). Он также должен быть оборудован как мопед с максимальной расчетной скоростью транспортного средства менее или равной 45 км/ч. Для этого покупатель должен убедиться, что получил COC (сертификат соответствия) от дилера в дополнение к договору купли-продажи. Только с этими документами быстрый электровелосипед может быть зарегистрирован. [8] [9]
Другие из вышеописанных электровелосипедов в Австрии не производятся.
Настоящему электровелосипеду не требуются никакие дополнительные требования, кроме тех, которые предъявляются к велосипеду.
Однако любой электровелосипед, в котором усилитель приводится в действие простым поворотом колес, а не движением педалей (большое количество дешевых версий или, как известно, усилитель передней ступицы), должен иметь номерной знак скутера/маленького мотоцикла (так называемые снорфиты или бромфиты), действующие водительские права и страховку.
В случае остановки с помощью электропривода на скорости до 25 км/ч водители не обязаны носить мотоциклетные шлемы, однако этот предел скорости не должен быть превышен даже при вращении педалей. [ требуется ссылка ] Закон не устанавливает ограничения скорости для транспортных средств с ручным приводом, включая неавтономные электровелосипеды на скорости > 25 км/ч. Электровелосипеды, например Specialized Turbo, без ограничения скорости в 25 км/ч для электропривода считаются небольшим мотоциклом и, помимо номерного знака (желтый с черными буквами), водительских прав и страховки, с начала 2017 года и далее необходимо постоянно носить «мотоциклетный шлем».
На велосипедных дорожках можно увидеть большой парк электровелосипедов и электровелосипедов без необходимого контроля мощности, связанного с усилием педалирования, без какой-либо надлежащей регистрации. Кроме того, многие пользователи нашли очень простые способы, как настроить свои электровелосипеды, чтобы обойти датчик педалирования, сделав свои электровелосипеды без дальнейшей надлежащей регистрации транспортного средства незаконными.
Pedelecs и все виды механических вспомогательных средств считаются «механическими транспортными средствами» и классифицируются как мотоциклы, что делает юридическую регистрацию невозможной. Департамент транспорта Гонконга в настоящее время проводит проверку, и первый отчет ожидается в середине 2020 года. [12] [13]
Электровелосипеды разрешены, при ношении шлема мощность двигателя ограничена 200 Вт, а двигатель отключается при достижении скорости 25 км/ч. [14]
Электромобили с двигателем мощностью менее 250 Вт и максимальной скоростью 25 км/ч или ниже не подлежат регистрации в соответствии с Центральными правилами дорожного движения и могут свободно управляться без каких-либо прав/документов. [15]
Велосипеды с электроприводом рассматриваются как велосипеды с человеческим приводом, в то время как велосипеды, способные двигаться только с помощью электроэнергии, сталкиваются с дополнительными требованиями к регистрации и нормативными требованиями, как мопеды. Требования включают в себя выработку электроэнергии двигателем, который нельзя легко модифицировать, а также механизм усилителя, который работает безопасно и плавно. В декабре 2008 года коэффициент помощи был обновлен следующим образом: [16]
В октябре 2017 года только для особого случая трехколесного велосипеда, который тянет тележку с буксирным устройством, соотношение было обновлено следующим образом:
(См. Мопед )
С 30 мая 2012 года в Австралии появилась дополнительная новая категория электрических велосипедов, использующая европейскую модель «Pedelec» в соответствии со стандартом EN15194. Это означает, что велосипед может иметь двигатель с номинальной мощностью 250 Вт, который должен активироваться только при вращении педалей (если скорость выше 6 км/ч) и должен отключаться при скорости выше 25 км/ч. Штат Виктория первым внес поправки в местные правила дорожного движения, чтобы приспособить их к этому новому стандарту с 18 сентября 2012 года. [17]
Pedelecs отличается от обычного велосипеда дополнительным электродвигателем , аккумулятором, электронной системой управления двигателем, а также датчиком для определения движения шатунов. Большинство моделей также оснащены индикатором заряда батареи и настройкой мощности двигателя, как непрерывной, так и разделенной на уровни поддержки.
Помимо двигателя, аккумулятор является основным компонентом технологии pedelec. Обычно это либо NiMH - Ni - или литий-ионный аккумулятор . Емкость аккумулятора составляет до 24 Ач при 24 или 36 В или до 15 ампер-часов при 48 В. Сохраненная энергия может составлять около 800 ватт-часов n (Вт·ч), но в основном около 400 Вт·ч (2013). В идеальных условиях после тысячи зарядок NiCd-аккумуляторы имеют 85% своей первоначальной емкости и поэтому считаются изношенными. С NiMH-аккумуляторами возможно около 400-800 циклов. Время зарядки в зависимости от типа аккумулятора составляет около 2-9 часов. Долговечность аккумулятора зависит от других факторов. По мере разрядки свинцово-кислотные аккумуляторы вырабатывают меньше энергии , поэтому полная мощность двигателя больше не достигается. Очень легкие, более дорогие литий-ионные аккумуляторы теперь используются большинством производителей и имеют запас хода до 100 километров при умеренном вращении педалей и средней емкости аккумулятора (например, 15 Ач). Литиевые аккумуляторы не переносят мороза и не должны заряжаться при низких температурах. Для безопасности химический состав и качество электроники имеют решающее значение. Особенно при коротком замыкании и перенапряжении литий-ионные аккумуляторы реагируют очень сильно. Эти проблемы в ноутбуках привели к отзывам. Литий-железо-фосфатные (LFP) аккумуляторы являются заметным исключением. Они имеют гораздо более безопасные термические характеристики, а также нетоксичны.
При оценке аккумуляторов для электровелосипедов полезно учитывать не только емкость, но и такие критерии, как долговечность, эффект памяти, время зарядки, вес, безопасность и экологичность.
Производители, которые оснащают свои электровелосипеды NiCd аккумуляторами, обычно поставляют их с адаптером переменного тока, который полностью разряжает аккумулятор перед фактическим процессом зарядки, чтобы уменьшить эффект памяти . NiMH аккумуляторы имеют гораздо меньший эффект памяти. У литий-ионных аккумуляторов эффект памяти отсутствует.
Литий -железо-фосфатная батарея намного долговечнее литий-ионной. Ее использование значительно снижает эксплуатационные расходы, связанные с износом батареи. В 2013 году они еще не стали стандартными для большинства моделей электровелосипедов, но некоторые электровелосипеды (например, Beyond Oil) начали устанавливать батареи LFP в качестве стандарта.
Для переключения или управления двигателем существует несколько возможностей:
Кроме того, скорость транспортного средства измеряется на колесе, в частности, например, при разгоне двигателя с 25 км/ч.
Измерение может быть дополнительно обработано механически или электронно и использовано для управления включением и выключением двигателя или для регулирования функции управления на основе непрерывного действия.
Подаваемая мощность на основе данных датчиков (датчик силы, скорость вращения коленчатого вала, скорость движения по земле) рассчитывается на основе выбранного уровня поддержки от контроллера двигателя. Так называемые уровни поддержки, то есть насколько двигатель поддерживается в дополнение к производительности водителя, лежат в горизонтальном приводе 5-400 процентов.
При регулярном интенсивном использовании двигателей, особенно при движении в гору, они могут значительно нагреваться, некоторые имеют датчик температуры в обмотке двигателя, где при достижении определенной температуры электроника может снизить мощность двигателя. В идеале электроника отключает аккумулятор при заданном напряжении разряда, чтобы предотвратить полную разрядку и обеспечить достаточное питание для работы системы освещения. Это может сделать электроника в аккумуляторе .
При работе с датчиком силы мотор автоматически определенный процент от обслуживания предоставляется водителю. Во многих моделях эта пропорция может быть установлена в несколько этапов. Также есть модели, где уровень поддержки может быть установлен только у дилера для клиента.
В версии с датчиком(ами) скорости двигателя автоматически используется функция для установки процента от самоприложенной силы. Поскольку сила, требуемая при скорости, резко возрастает, ее можно рассчитать в некоторых моделях без датчика силы.
Скольжение или тяга могут помочь с максимизацией законодательства для поддержки двигателя без педалирования до 6 км/ч. Средства переключения имеют преимущество в том, что вы можете позволить велосипеду катиться вместе с поддержкой двигателя без педалирования или вы толкаете себя (например, должны, при перевозке тяжелого груза, или так вы идете вверх по колесу в одиночку на холме может быть). Для некоторых моделей разрешенные 6 км/ч могут быть достигнуты только на высшей передаче, другие передачи в колесе катятся соответственно медленнее. В любом случае это позволяет более быстрый (и более контролируемый физически) старт с места до «зеленых» переключателей на свет .
Силовая электроника, в зависимости от типа двигателя, состоит из контроллера двигателя постоянного тока с широтно-импульсной модуляцией или регулируемого преобразователя постоянного тока в переменный.
Почти исключительно в электровелосипедах используются двигатели постоянного тока, бесколлекторные и щеточные дисковые двигатели , которые подходят для прямого привода, а также щеточные двигатели с шестернями.
Исключением является использование не требующих обслуживания асинхронных двигателей переменного тока Pedelec.
Прямой роторный мотор-ступица может иметь рекуперативный тормоз , поэтому его можно использовать в качестве тормоза, преобразующего часть кинетической энергии в заряд батареи. Помимо зарядки батареи при торможении, это снижает износ традиционного тормоза, уменьшая шумы торможения.
Электровелосипеды делятся на множество категорий в зависимости от их использования, например, электрические городские велосипеды, электрические складные велосипеды, электрические велосипеды с толстыми шинами, электрические горные велосипеды и т. д. [18]
См. в целом отправные точки электропривода. Когда Pedelec конкретно, тип управления приводом педалями (см. выше), который может быть интегрирован в привод.
Положение двигателя оказывает существенное влияние на управление электровелосипедом. Следующие комбинации положения привода и двигателя оказались успешными:
Обычно дальность с поддержкой двигателя составляет от 7 км при постоянном подъеме до 70 км. При средней мощности она составляет около 20–50 км. В некоторых моделях по умолчанию две последовательные переключаемые батареи размещаются в багажных сумках, здесь указана дальность при средней мощности 100 км.
Обычная батарея (36 В / 7 Ач) (масса от 1,9 до 5,1 кг в электровелосипеде [19] ) имеет энергоемкость около 250 Вт·ч (1 кг бензина имеет около 11 500 Вт·ч). Преобразование электрической энергии в механическую работу выполняется с некоторой потерей энергии из-за выработки тепла. Обычно понесенные потери составляют около 25 процентов, в зависимости от эффективности двигателя и контроллера двигателя. Таким образом, можно рассчитать, что электровелосипед с ездоком весом 70 кг (общая масса ≈100 кг) может проехать около 5,6 километров по уклону 10% со скоростью 25 км/ч только на энергии батареи (предполагая, что лобовая площадь = 0,4 квадратного метра, коэффициент сопротивления = 0,7, высота = 100 м, скорость ветра = 10 км/ч (2,8 м/с) и коэффициент сопротивления качению = 0,007 [20] [21] ). В зависимости от помощи водителя (которая необходима на электровелосипеде) возможен пропорционально больший запас хода.
Вопросы безопасности вызывают беспокойство в относительно ровных районах, но более выражены в холмистых районах. Холмистые районы создают изменяющиеся условия; это создает возможность столкнуться с более критическими ситуациями и, таким образом, может произойти больше аварий. Автомобилям может потребоваться обгонять электровелосипеды на более высокой скорости, чем автомобили обгоняют обычные велосипеды, и это может привести к большему количеству аварий с серьезными последствиями как для велосипедистов, так и для водителей. Водителям и пешеходам может быть сложно оценить, насколько быстро движется велосипедист. Кроме того, пожилой человек на электровелосипеде может ехать намного быстрее, чем это было возможно ранее. Рискованные ситуации могут также возникать на съездах и перекрестках. Чтобы проиллюстрировать последствия таких критических ситуаций, Немецкое агентство по исследованию несчастных случаев со страховщиками (UDV) провело исследовательский проект с дорожными испытаниями, испытаниями производительности и краш-тестами для электровелосипедов. [22] [23] [24]
С другой стороны, многие пользователи электровелосипедов (и электровелосипедов) сообщают, что они могут ездить более безопасно с помощью вспомогательного электропривода; в отличие от традиционных велосипедистов, которые, как правило, не любят тормозить, поскольку это требует усилий для повторного ускорения, велосипедист на электровелосипеде может затормозить, а затем разогнаться до нормальной скорости с гораздо меньшими усилиями. Баварская статистика аварий за первую половину 2012 года насчитывает 6186 аварий с участием велосипедов, из которых 76 — это электровелосипеды, и отмечает, что риск несчастных случаев с участием электровелосипедов не выше, чем у других велосипедов. [25]
Использование S-Pedelec'ов влечет за собой дополнительный риск. Они не только достигают более высокой средней скорости, но и более высокой максимальной скорости (обычно 45 км/ч), а также могут рассчитывать на более высокий годовой пробег .
Die angegebene Spanne des durchschnittlichen Verkaufspreises schließt auch die vernachlässigbar wenigen ausschließlich elektrisch angetriebenen Räder mit ein.[В данный интервал средних продажных цен входит ничтожно малое количество велосипедов исключительно с электрическим приводом.]