Vysvetlenie rekuperačného brzdenia u elektrických bicyklov

Väčšina rád o regeneratívnom brzdení znie, akoby ste mali zadarmo energiu ukrytú v brzdovej páčke. Na elektrobicykli je to príliš veľkorysé. Regeneratívne brzdenie na elektrickom bicykli obnovuje len časť vašej rýchlosti a skutočný prínos závisí od typu motora, vašich kopcov a toho, ako často spomaľujete.

Ak je vaša dochádzka rovná a plynulá, regen nezmení výdrž batérie. Ak jazdíte cez kopce, semafory alebo dlhé zjazdy, môže byť užitočný tichším a praktickejším spôsobom – zmiernením zastavení a znížením opotrebenia bŕzd. To je úprimná verzia a lepší začiatok než akékoľvek marketingové tvrdenie.

Čo regeneratívne brzdenie na elektrobicykli naozaj robí

Väčšina jazdcov sa o regene dozvie a predpokladá, že funguje ako skrytý zosilňovač batérie. Nie je to tak. Regeneratívne brzdenie premieňa časť kinetickej energie bicykla na elektrinu, posiela túto energiu späť do batérie a zvyšok sa stratí ako teplo, odpor vzduchu a valivý odpor.

Časť, ktorú ľudia pocítia ako prvú

Jazdec si zvyčajne všimne dve veci skôr, než si všimne akýkoľvek zisk batérie. Bicykel spomaľuje plynulejšie a brzdové doštičky pracujú menej. Je to preto, že motor pomáha vytvárať brzdnú silu namiesto toho, aby sa všetka energia premieňala na trenie na doštičkách a rotore.

Praktické pravidlo: ak jazda pôsobí pokojnejšie na zjazdoch a vaše brzdové doštičky vydržia dlhšie, regen robí užitočnú prácu aj keď je zisk batérie malý.

Podstata je jednoduchá. Bicykel nemá ani zďaleka takú hmotnosť ako auto, takže má menej zotrvačnosti na získanie energie a brzdné udalosti sú krátke. Nemôžete získať späť energiu, ktorá nemala čas sa nahromadiť, a nemôžete získať späť všetku energiu, ktorú ste minuli na stúpanie, zrýchľovanie a prekonávanie odporu vzduchu.

Čo je pre dochádzajúceho naozaj dôležité

Pre dochádzajúceho nie je regen tak o „zadarmo prejdených kilometroch“, ako o kontrole. Môže spraviť dlhý zjazd menej nervóznym a znížiť, ako často siahate po silnom mechanickom brzdení. To je dôležité na mokrých cestách vo Veľkej Británii, na strmých uliciach európskych miest a na rušných trasách so zastavovaním a rozbiehaním, kde sa neustále mení rýchlosť.

Najčistejší spôsob, ako o tom premýšľať, je tento. Regeneratívne brzdenie je vylepšenie brzdového systému s bonusom v podobe batérie, nie vylepšenie batérie s pripojenými brzdami. Ak si to zapamätáte, zvyšok témy bude oveľa menej mätúci.

Ako technológia funguje krok za krokom

Najjednoduchší spôsob, ako pochopiť regeneratívne brzdenie na elektrickom bicykli, je začať s dielmi, ktoré už poznáte. Motor a generátor sú často ten istý hardvér. Keď koleso v správnom nastavení otáča motor, tá istá jednotka môže posielať prúd späť namiesto toho, aby odoberala prúd z batérie.

Video:

Čo sa deje pri brzdovej páčke.

Stlačte brzdovú páčku a regulátor zaznamená tento signál a zmení úlohu motora. Namiesto pomoci pri otáčaní kolesa dopredu pridáva odpor proti otáčaniu. Pohybujúce sa koleso potom poháňa prúd späť systémom smerom k batérii.

Ručný generátor na kľuku funguje na rovnakom princípe. Otočte kľukou a vyrába elektrinu. Na e-bicykli sa koleso počas brzdenia stáva kľukou a motor generátorom v danom momente.

Pocit závisí od toho, ako je regulátor naladený. Niektoré bicykle nechajú páčku prejsť ľahkou mŕtvou zónou predtým, než sa spustí regenerácia, potom zvyšujú brzdný účinok, keď silnejšie stláčate. Iné ostrejšie kombinujú elektrické a mechanické brzdenie, preto jeden bicykel môže pôsobiť kontrolovane a iný neohrabane.

Hardvér na to musí byť pripravený.

Funkcia funguje len vtedy, ak je bicykel na ňu postavený. Regenerácia potrebuje motor, ktorý sa dá poháňať späť, regulátor, ktorý prijíma signál regenerácie a usporiadanie pohonu bez voľnobehu medzi kolesom a motorom. Ak niektorý z týchto dielov chýba, prúd nemá kam ísť správnym smerom.

Preto táto myšlienka znie univerzálne, ale nie je. Bicykel musí byť od začiatku navrhnutý na regeneráciu alebo prerobený správnymi dielmi. Displej alebo zmena firmvéru samé o sebe nemôžu zmeniť mechanické usporiadanie. Pre kontext životnosti batérie si pozrite tipy a starostlivosť o životnosť batérie elektrického bicykla, pretože spôsob nabíjania a skladovania batérie ovplyvňuje, ako užitočná sa regenerácia časom zdá.

Pre dochádzača je regenerácia menej o bezplatných kilometroch a viac o kontrole.

Pri každodennej jazde má regenerácia najväčší význam, keď trasa dá motoru niečo, s čím môže pracovať. Dlhé zjazdy, opakované spomaľovanie a premávka so zastavovaním a rozbiehaním dávajú systému viac príležitostí na získavanie energie a znižovanie opotrebenia bŕzd. Na rovinatých trasách je pohybu na spätné získavanie menej.

To je tá časť, ktorá sa stratí v nadšení. regeneratívne brzdenie na elektrickom bicykli je najprv nástroj na ovládanie a až potom nástroj na spätné získavanie energie. Môže spraviť zjazd pokojnejším a znížiť, ako často závisíte od brzdových doštičiek, ale veľkosť prínosu závisí od vášho terénu, zmien rýchlosti a typu motora pod rámom.

Koľko energie získate späť v reálnom svete

Čísla sú miesto, kde sa zvyčajne rozpadá prehnané očakávanie. V riadených testoch jedna štúdia rekuperačného brzdenia elektrobicykla uviedla 30,9 % účinnosť, s 792 Wh zachytených a čistou spotrebou energie zníženou z 2 516 Wh na 1 724 Wh. Je to významný výsledok, ale pochádza z priaznivých testovacích podmienok, nie z bežnej rovnej dochádzky. Zdroj je užitočný, pretože ukazuje strop, nie denný priemer. Pre kontext o veľkosti batérie a čo tieto watthodiny znamenajú v širšej diskusii o vozidlách je užitočné pozadie o kapacite a dojazde batérií EV.

Laboratórne údaje a údaje z ulíc nie sú to isté

Dopravno-inžiniersky článok z roku 2015 zistil rekuperáciu medzi 6 % a 14 % v závislosti od jazdných podmienok a svahu ulice, pričom jeden test v meste Ruse nameral 5,5 % na viac ako 215 km. Ten istý článok popisoval zjazd rýchlosťou 25 km/h počas 60 sekúnd na 420 m svahu, ktorý zrekuperoval približne 0,17 Ah do 9 Ah batérie. Je to užitočná pripomienka, že svah, rýchlosť a jazda stop-and-go majú oveľa väčší význam než slogany. Článok je tu.

Ďalší inžiniersky článok uviedol účinnosť spätného získavania energie z brzdenia 25,7 % v čínskych jazdných podmienkach, 22,9 % v európskych podmienkach ECE a 19,0 % v japonskom cykle 10.15, plus testovací výsledok 28,4 % pri riadiacom prúde 20 A. Tieto výsledky pochádzajú z riadených testov, ale stále potvrdzujú ten istý záver. Rekuperácia môže byť významná, keď sú nastavenia a trasa priaznivé. Článok je tu.

Praktický záver je jednoduchý. Jazda po rovine a konštantná rýchlosť vám dá málo na získanie späť. Kopcovité trasy a jazda s častým zastavovaním dávajú rekuperácii viac príležitostí na využitie. Dochádzajúci, ktorý často zjazdí alebo spomaľuje pri semaforoch, pocíti väčší úžitok než ten, kto jazdí po rovinatom cyklotrase.

Návyky pri používaní batérie tiež ovplyvňujú, ako užitočná sa rekuperácia časom zdá. Ak je batéria takmer vybitá alebo ak sú zlé návyky pri nabíjaní a skladovaní, dodatočná energia, ktorú získate späť, jazdu veľmi nezmení. Užitočným doplnkom je tento zdroj o batériách e-bicyklov, ktorý sa zaoberá rovnakou otázkou z pohľadu batérie. Výber motora tiež záleží, takže jazdci porovnávajúci pohonné jednotky môžu chcieť prečítať aj najlepší typ motora pre elektrické náradie, pretože bezkefkové a kefkové motory pomáhajú vysvetliť, prečo niektoré motory umožňujú spätný pohyb hladko, zatiaľ čo iné nie.

Typy motorov, ktoré podporujú rekuperáciu a tie, ktoré nie

Kompatibilita je miesto, kde sa mnohí jazdci zamotajú. Regeneratívne brzdenie závisí od usporiadania motora, takže prvá otázka nie je, či bicykel má rekuperáciu všeobecne, ale či konkrétny motor dokáže posielať energiu späť cez regulátor. Motory s priamym pohonom v náboji sú jasné áno, prevádzkové náboje zvyčajne nie, a stredové pohony takmer vždy patria do kategórie nie.

Prečo sú motory s priamym pohonom v náboji najvhodnejšie

Motor s priamym pohonom v náboji nepoužíva vnútornú spojku, ktorá odpojuje koleso od motora. To je dôležité, pretože rekuperácia potrebuje toto mechanické spojenie. Keď sa koleso počas brzdenia otáča motorom, regulátor môže časť tohto pohybu premeniť na nabíjací prúd. EBikes.ca vysvetľuje, že rekuperácia je v princípe dostupná na motoroch s priamym pohonom v náboji a iba na niektorých prevádzkových nábojoch, ak nemajú voľnobeh. Pozrite si ich prehľad rekuperácie tu.

Prevádzkové náboje zvyčajne obsahujú voľnobežnú spojku. Tento dizajn pomáha pri šliapaní alebo jazde, pretože znižuje odpor, ale zároveň prerušuje spojenie, ktoré rekuperácia potrebuje. Stredové pohony sú umiestnené v inej časti pohonu a ich reťaz a spojka zvyčajne zabraňujú spätnému pohybu, ktorý rekuperácia vyžaduje.

Čo skutočne znamená retrofit

Ak bicykel nebol navrhnutý pre rekuperáciu, nastavenie v menu ju zvyčajne neskôr nepridá. Potrebujete správny motor a regulátor, ktorý prijíma vstup pre rekuperáciu. Regulátor môže urobiť len toľko, pokiaľ usporiadanie motora nedokáže posielať energiu späť.

Ak predajca povie „pravdepodobne to bude možné povoliť neskôr,“ opýtajte sa, či je motor priamy pohon, či má voľnobeh a či má regulátor vstup pre rekuperáciu. Ak nie sú tieto odpovede jasné, predpokladajte, že nie.

Pre čitateľov, ktorí porovnávajú rôzne typy motorov, je tento prehľad vhodný v kombinácii s typmi motorov pre elektrické bicykle. A ak chcete jednoduché mechanické porovnanie z inej oblasti, najlepší typ motora pre elektrické náradie ukazuje rovnaké základné kompromisy medzi kontrolou, efektivitou a tým, ako priamo je motor spojený so záťažou.

Jazdecká technika na maximálne využitie regenu

Jazdci často príliš brzdia alebo regen málo využívajú, pretože pocit páčky je neznámy. Užitočným zvykom je najprv jemne stlačiť, potom nechať systém postupne pridávať brzdný účinok. Pri dlhom zjazde to poskytuje plynulejšiu kontrolu a zabraňuje trhaniu, ktoré plytvá zotrvačnosťou.

Používajte regen ako regulátor rýchlosti, nie ako núdzové zastavenie

Ak je cesta mokrá, nerovná alebo preplnená, kombinujte regen s mechanickými brzdami namiesto spoliehania sa len na regen. Regen pomáha pri spomaľovaní, ale mechanické brzdy vám stále dávajú konečnú kontrolu, najmä keď potrebujete rýchlo zastaviť alebo dokončiť zastavenie pri veľmi nízkej rýchlosti. Toto slabnutie pri nízkej rýchlosti je normálne, nie chyba.

Úroveň nabitia batérie tiež záleží. Jedna technická ukážka uvádza, že regen zvyčajne nefunguje, keď je batéria plne nabitá, pretože by sa mohla prebíjať a poškodiť batériu, a že funguje správne, keď je batéria nabitá približne na 80 % až 90 %. Tento horný rozsah nabitia sa ľahko prehliadne, ale vysvetľuje, prečo môže bicykel po úplnom dobití pôsobiť inak. Ukážka je tu.

Ako vyzerá dobrá technika

Na kopci je najlepšie zvyčajne jemne stláčať brzdu už vopred, namiesto čakania, kým rýchlosť príliš vzrastie. To udržiava regulátor v užitočnom rozsahu a dáva bicyklu čas premeniť viac energie zjazdu namiesto toho, aby sa všetka energia na poslednú chvíľu premenila na teplo. Keď regulátor obmedzí výkon pri takmer plnej batérii, je to bezpečnostné opatrenie, nie zlyhanie.

Jazdec, ktorý dobre ovláda regen, nesnaží sa o najsilnejšie spomalenie. Cieľom je najdlhšie užitočné spomalenie.

Základná fyzika je dostatočne jednoduchá na zapamätanie. Motor sa počas brzdenia mení na generátor a pohyb bicykla sa premieňa na elektrickú energiu namiesto tepla. Viaceré technické zdroje priamo popisujú túto konverziu, vrátane jasného vysvetlenia v tomto videu o prechode motora na generátor.

Skutočné výhody a úprimné obmedzenia

Najväčšou chybou je považovať regen za zázrak batérie. Nie je to tak. Je to brzdová funkcia s čiastočným spätným získavaním energie a užitočné zisky sú zvyčajne menšie, než ľudia očakávajú. Výhody sú plynulejšia kontrola pri zjazde, menej tepla v brzdovom systéme a menšie opotrebovanie brzdových doštičiek v premávke.

Čo robí rekuperáciu hodnotnou

Na správnej trase pridáva rekuperácia pokojný, kontrolovaný pocit pri zjazdoch. Tiež znamená menej zásahov mechanických bŕzd, čo môže znížiť údržbu doštičiek a zvýšiť dôveru pri dlhých zjazdoch. Jazdci, ktorí trávia veľa času v mestskom premávke so zastavovaním a rozbiehaním, si tento prínos všimnú skôr ako zvýšenie dojazdu.

Zvýšenie dojazdu existuje, ale je mierne. Nezávislé testy zvyčajne uvádzajú zisk okolo 5 % až 10 % v priaznivých prípadoch, zatiaľ čo niektoré reálne skúsenosti hovoria o približne 1 % na zjazdovom úseku alebo len miernom dobití počas bežnej jazdy. Tieto čísla zodpovedajú vyššie uvedeným technickým štúdiám a jednoduchému faktu, že bicykle nemajú veľa kinetickej energie na získanie v porovnaní s väčšími vozidlami.

Kde má nedostatky

Rekuperácia pridáva zložitosť a často aj hmotnosť, najmä na bicykloch s priamym pohonom v náboji. Tiež má malý efekt na rovinatých trasách, kde sa väčšinou jazdí konštantnou rýchlosťou. Keď je rýchlosť nízka, užitočnosť rekuperácie rýchlo klesá, preto mechanické brzdy stále zastavujú.

Existuje aj ďalšie praktické obmedzenie: nie každý e-bicykel ju podporuje a nie každý jazdec chce ten pocit. Niektorí ľudia uprednostňujú čistú jednoduchosť bežného brzdového systému a väčšiu batériu. To je racionálna voľba, nie premárnená príležitosť.

Pre dochádzajúceho v UK alebo EÚ rozhoduje zvyčajne terén, nie ideológia. Ak má vaša trasa kopce a časté zastavenia, rekuperácia sa oplatí. Ak nie, mali by ste ju považovať za príjemný doplnok, nie za prioritu pri kúpe.

Základy riešenia problémov a údržby

Keď rekuperácia náhle prestane byť cítiť, problém je zvyčajne jednoduchý. Najprv skontrolujte stav batérie, potom brzdový signál a nakoniec riadiacu jednotku a konektory. Plná batéria môže podľa dizajnu deaktivovať rekuperáciu a nesprávne zarovnaný brzdový spínač môže riadiacej jednotke naznačiť, že nežiadajte brzdenie vôbec.

Krátky kontrolný zoznam, ktorý šetrí čas

• Batéria takmer plná: rekuperácia môže byť obmedzená alebo vypnutá na ochranu batérie.
• Zarovnanie brzdového spínača: ak snímač páky neaktivuje, riadiaca jednotka nevstúpi do režimu rekuperácie.
• Teplotné vypnutie riadiacej jednotky: niektoré systémy znižujú brzdnú podporu, ak sa riadiaca jednotka príliš zahrieva.
• Uvoľnený fázový alebo signálny konektor: slabé spojenie môže spôsobiť prerušovanú rekuperáciu.

Mechanické opotrebenie stále záleží, aj pri rekuperácii. Brzdové doštičky a kotúče treba kontrolovať, pretože rekuperácia nenahrádza brzdový systém, ale zdieľa s ním prácu. Pred zimnými jazdami skontrolujte kontamináciu od cestnej soli a štrku, pretože rekuperácia môže spôsobiť, že bicykel pôsobí v poriadku, zatiaľ čo hardvér pod ním sa stále opotrebováva.

Pre otázky opráv, ktoré presahujú brzdový systém, je tento sprievodca opravou e-bikov rozumným doplnkom na čítanie.

Nemeneňte displej za hardvérovú opravu.

Softvérová aktualizácia alebo nový displej nepridajú regeneráciu bicyklu, ktorý nemôže byť poháňaný späť. Ak motor voľnobeží alebo ovládač nemá vstup pre regeneráciu, praktické riešenia sú výmena motora, výmena ovládača alebo akceptovanie nastavenia tak, ako je. Vtedy je rozhovor s predajcom dôležitejší než nastavenia v menu.

Stojí regeneratívne brzdenie za to pri vašej každodennej jazde?

Začnite svojou trasou a potom prispôsobte technológiu. Motor podporujúci regeneráciu môže dávať zmysel na bicykli, ktorý často stúpa, klesá alebo často zastavuje. Na rovine s málo spomaleniami môže byť získavanie energie z batérie také malé, že si to deň čo deň ani nevšimnete.

Najlepší spôsob, ako to posúdiť, je opýtať sa, čo od systému chcete. Ak chcete trochu väčší dojazd na kopcovitej trase, regenerácia sa môže vyplatiť. Ak chcete menšie opotrebenie bŕzd pri dlhých zjazdoch, môže tiež pomôcť. Ak však dúfate, že z bežnej dochádzky spraví oveľa dlhšiu, očakávania by mali zostať realistické.

Typ motora je rovnako dôležitý ako terén. Kompatibilné priame pohony môžu využívať regeneratívne brzdenie, zatiaľ čo mnohé prevodové náboje a iné systémy nie. To znamená, že dva bicykle, ktoré vyzerajú podobne na predajni, sa môžu správať veľmi odlišne, keď začnete brzdiť do zjazdu alebo na semafore.

Trasa sama o sebe vám dá najjasnejší náznak. Jazdec, ktorý stúpa na jednej strane mesta a zjazdí na druhej, má viac príležitostí na získanie energie späť než ten, kto ide po rovnej, stabilnej ceste. Jazda v meste s častým zastavovaním a rozbiehaním tiež dáva regenerácii viac príležitostí na prácu, hoci prínos stále závisí od ovládača, batérie a nastavenia bicykla.

Skontrolujte návod na použitie pre typ motora, opýtajte sa predajcu, či ovládač podporuje vstup pre regeneráciu, a pozorne si prezrite miestny terén a vzor dochádzky. Tieto tri kontroly vám povedia, či je regenerácia pre vás významnou funkciou alebo len údajom v špecifikácii, ktorý znie lepšie, než ako funguje v praxi.

Ak bicykel už vyhovuje vašej trase, regeneratívne brzdenie je pekný nástroj. Ak bicykel nie je vhodný pre trasu, regenerácia to nevyrieši a nemala by byť dôvodom na výber daného nastavenia.

Ak chcete jednoduchú pomoc pri výbere e-biku, ktorý vyhovuje reálnemu jazdeniu, Punk Ride LLC vyberá elektrické bicykle pre dochádzajúcich, ktorí si cenia praktickosť rovnako ako štýl. Navštívte Punk Ride LLC, porovnajte možnosti, položte správne otázky ohľadom kompatibility a nájdite bicykel, ktorý zodpovedá vašej trase namiesto toho, aby ste sa riadili módou.