Razlaga regenerativnega zaviranja pri električnih kolesih

Večina nasvetov o regenerativnem zaviranju zveni, kot da je brezplačna energija skrita v zavorni ročici. Na električnem kolesu je to preveč optimistično. Regenerativno zaviranje na električnem kolesu povrne le del vaše hitrosti, dejanski učinek pa je odvisen od vrste motorja, vaših hribov in pogostosti zaviranja.

Če je vaša pot ravna in enakomerna, regeneracija ne bo spremenila življenjske dobe baterije. Če vozite po hribih, skozi semaforje ali dolge spuste, je lahko koristna na tišji, bolj praktičen način, tako da zmehča ustavljanje in zmanjša obrabo zavor. To je poštena različica in boljši začetek kot katerakoli marketinška trditev.

Kaj regenerativno zaviranje resnično počne na električnem kolesu

Večina kolesarjev najprej sliši za regeneracijo in predvideva, da deluje kot skriti ojačevalec baterije. Ne deluje tako. Regenerativno zaviranje pretvori del kinetične energije kolesa v elektriko, to energijo pošlje nazaj v baterijo, preostanek pa se izgubi kot toplota, zračni upor in kotalni upor.

Prvi občutek ljudi

Kolesar običajno opazi dve stvari, preden opazi kakršenkoli pridobitek na bateriji. Kolo se ustavi bolj gladko, zavorne ploščice pa delajo manj. To je zato, ker motor pomaga ustvariti zavorno silo, namesto da bi vso energijo spremenil v trenje na ploščicah in rotorju.

Praktično pravilo: če se vožnja na spustih zdi bolj mirna in zavorne ploščice trajajo dlje, regeneracija opravlja koristno delo, tudi če je pridobitek na bateriji majhen.

Ulov je preprost. Kolo nima niti približno tolikšne mase kot avto, zato ima manj kinetične energije za pridobivanje, poleg tega pa so zavorni dogodki kratki. Ne morete povrniti energije, ki se ni imela časa nabirati, in ne morete dobiti nazaj vse energije, ki ste jo porabili za vzpon, pospeševanje in premagovanje zračnega upora.

Kaj je za dnevnega voznika res pomembno

Za dnevnega voznika ni regeneracija toliko o "brezplačnih kilometrih", temveč o nadzoru. Lahko naredi dolg spust manj nervozen in zmanjša, kako pogosto posežete po močnih mehanskih zavorah. To je pomembno na mokrih cestah v Veliki Britaniji, na strmih ulicah evropskih mest in na prometnih poteh s pogostim ustavljanjem in speljevanjem, kjer se hitrost nenehno spreminja.

Najbolj preprosto je razmišljati tako. Regenerativno zaviranje je nadgradnja zavornega sistema z dodatkom baterije, ne nadgradnja baterije z dodanimi zavorami. Če si to zapomnite, bo preostali del teme veliko manj zmeden.

Kako tehnologija deluje korak za korakom

Najlažji način za razumevanje regenerativnega zaviranja električnega kolesa je začeti s deli, ki jih že poznate. Motor in generator sta pogosto ista naprava. Ko kolo v pravem nastavitvi vrti motor, lahko ista enota pošlje tok nazaj namesto da ga črpa iz baterije.

Video:

Kaj se dogaja pri zavorni ročici.

Povlecite zavorno ročico, krmilnik prebere ta signal in spremeni nalogo motorja. Namesto da pomaga kolesu vrteti se naprej, doda upor pri vrtenju. Gibajoče se kolo nato poganja tok nazaj skozi sistem proti bateriji.

Ročni generator deluje po istem principu. Obrnite ročico in proizvede elektriko. Pri e-kolesu kolo med zaviranjem postane ročica, motor pa generator za ta trenutek.

Občutek je odvisen od nastavitev krmilnika. Nekatera kolesa dovolijo ročici, da se premakne skozi majhno mrtvo cono, preden se regeneracija začne, nato pa se učinek zaviranja poveča, ko močneje stisnete. Druga bolj ostro združujejo električno in mehansko zaviranje, zato je eno kolo lahko občuteno kot nadzorovano, drugo pa kot nerodno.

Strojna oprema mora biti pripravljena nanjo.

Funkcija deluje le, če je kolo zanj zgrajeno. Regeneracija potrebuje motor, ki ga je mogoče poganjati nazaj, krmilnik, ki sprejema signal za regeneracijo in pogon brez proste vožnje med kolesom in motorjem. Če kateri od teh delov manjka, tok nima kam iti v pravo smer.

Zato se ideja zdi univerzalna, vendar ni. Kolo mora biti zasnovano za regeneracijo že od začetka ali pa pretvorjeno s pravimi deli. Samo zaslon ali sprememba programske opreme ne moreta spremeniti mehanske zasnove. Za kontekst življenjske dobe baterije si oglejte nasvete za življenjsko dobo in nego baterije električnega kolesa, saj način polnjenja in shranjevanja baterije vpliva na to, kako uporabna se regeneracija zdi skozi čas.

Za dnevnega voznika je regeneracija manj povezana z brezplačnimi kilometri in bolj z nadzorom.

Pri vsakodnevni vožnji je regeneracija najbolj pomembna, ko ima motor kaj za delo. Dolgi spusti, ponavljajoče se upočasnjevanje in promet s pogostim ustavljanjem dajejo sistemu več priložnosti za pridobivanje energije in zmanjšanje obrabe zavor. Na bolj ravnih poteh je gibanja za povrnitev manj.

To je del, ki se izgubi v navdušenju. regenerativno zaviranje električnega kolesa je najprej orodje za nadzor, nato pa orodje za povrnitev energije. Lahko naredi spust bolj miren in zmanjša, kako pogosto se zanašate na zavorne ploščice, vendar je velikost koristi odvisna od vašega terena, sprememb hitrosti in vrste motorja pod okvirjem.

Koliko energije povrnete v resničnem svetu

Številke so tisto, kjer se navdušenje običajno zlomi. V nadzorovanem testiranju je ena študija regenerativnega zaviranja e-kolesa poročala o 30,9 % učinkovitosti, z zajetimi 792 Wh in neto porabo energije zmanjšano s 2.516 Wh na 1.724 Wh. To je pomemben rezultat, vendar je nastal v ugodnih testnih pogojih, ne v običajni ravni vožnji. Vir je uporaben, ker prikazuje zgornjo mejo, ne pa dnevnega povprečja. Za kontekst glede velikosti baterije in pomena teh vatnih ur v širši razpravi o vozilih je koristno ozadje o kapaciteti baterij in dosegu električnih vozil.

Laboratorijske številke in ulične številke niso enake

Inženirski članek iz leta 2015 o prometu je ugotovil regeneracijo med 6 % in 14 % glede na pogoje vožnje in naklon ulice, pri čemer je en test v mestu Ruse izmeril 5,5 % na več kot 215 km. Enak članek opisuje spust pri 25 km/h za 60 sekund na 420 m klancu, ki je povrnil približno 0,17 Ah v 9 Ah baterijo. To je koristna opomba, da naklon, hitrost in vožnja z ustavljanjem in speljevanjem veliko bolj vplivajo kot slogani. Članek je tukaj.

Drug inženirski članek je poročal o učinkovitostih povrnitve energije pri zaviranju 25,7 % pod kitajskimi pogoji vožnje, 22,9 % pod evropskimi pogoji ECE in 19,0 % pod japonskim ciklom 10.15, plus rezultat testa 28,4 % pri nadzornem toku 20 A. Ti rezultati so iz nadzorovanih testov, vendar še vedno potrjujejo isto točko. Regeneracija je lahko znatna, kadar so nastavitve in pot ugodni. Članek je tukaj.

Praktični zaključek je preprost. Vožnja po ravnem in enakomernem terenu ponuja malo priložnosti za povrnitev energije. Hribi in vožnja z ustavljanjem in speljevanjem dajejo regeneraciji več možnosti za vpliv. Potnik, ki se spušča ali počasi približuje prometnim lučem, bo imel več koristi kot nekdo, ki vozi po ravni kolesarski poti.

Navade glede baterije prav tako vplivajo na to, kako koristna se regeneracija zdi skozi čas. Če je baterija že skoraj prazna ali so navade polnjenja in shranjevanja slabe, dodatna energija, ki jo povrnete, ne bo bistveno spremenila vožnje. Koristen spremljevalni vir je ta vir o življenjski dobi baterije za električna kolesa, ki obravnava isto vprašanje z vidika baterije. Pomembna je tudi izbira motorja, zato si lahko vozniki, ki primerjajo pogonsko opremo, želijo prebrati tudi o najboljšem tipu motorja za električna orodja, saj zasnove z in brez krtačk pomagajo razumeti, zakaj se nekateri motorji lahko vrtijo nazaj brez težav, drugi pa ne.

Vrste motorjev, ki podpirajo regeneracijo, in tisti, ki je ne

Združljivost je tisto, kjer se mnogi vozniki zataknejo. Regenerativno zaviranje je odvisno od zasnove motorja, zato prvo vprašanje ni, ali kolo sploh ima regeneracijo, ampak ali lahko ta specifični motor pošlje energijo nazaj skozi krmilnik. Motorji z neposrednim pogonom na pestu so jasen da, zobniški pestni motorji običajno ne, sredinski pogoni pa skoraj vedno ne.

Zakaj so motorji z neposrednim pogonom na pestu najboljša izbira

Motor z neposrednim pogonom na pestu ne uporablja notranje sklopke, ki bi odklopila kolo od motorja. To je pomembno, ker regeneracija potrebuje to mehansko povezavo. Ko se kolo med zaviranjem vrti in poganja motor, lahko krmilnik del tega gibanja usmeri nazaj kot tok polnjenja. EBikes.ca pojasnjuje, da je regeneracija načeloma mogoča pri motorjih z neposrednim pogonom na pestu in le pri nekaterih zobniških pestnih motorjih, če ti nimajo proste vožnje. Njihov pregled regeneracije si oglejte tukaj.

Zobniški gonilniki običajno vključujejo sklopko proste vožnje. Ta zasnova pomaga pri pedaliranju ali vožnji, saj zmanjša upor, vendar tudi prekine povezavo, ki jo regeneracija potrebuje. Sredinski pogoni so nameščeni na drugem delu pogonskega sklopa, njihova veriga in sklopka pa običajno preprečujeta, da bi se motor vrtel nazaj, kot to zahteva regeneracija.

Kaj retrofit v resnici pomeni

Če kolo ni bilo zasnovano za regeneracijo, nastavitev v meniju običajno ne bo dodala te funkcije kasneje. Potrebujete pravi motor in krmilnik, ki sprejema vhod za regeneracijo. Krmilnik lahko naredi le toliko, če motorjeva zasnova ne more vračati energije nazaj.

Če prodajalec reče »verjetno bo mogoče omogočiti kasneje«, vprašajte, ali je motor neposredni pogon, ali se prosto vrti in ali ima krmilnik vhod za regeneracijo. Če odgovori niso jasni, predpostavite, da ne.

Za bralce, ki širše primerjajo družine motorjev, je ta pregled dobro dopolnilo tipom motorjev za električna kolesa. Če želite preprosto mehansko primerjavo iz drugega področja, najboljši tip motorja za električna orodja prikazuje iste osnovne kompromise med kontrolo, učinkovitostjo in neposredno povezavo motorja z obremenitvijo.

Tehnika vožnje za največji izkoristek regena

Kolesarji pogosto premočno zavirajo ali premalo uporabljajo regen, ker je občutek ročice neznan. Uporaben pristop je najprej nežno stiskati, nato pa pustiti sistemu, da postopoma doda zaviranje. Pri dolgem spustu to omogoča bolj gladko kontrolo in preprečuje ustavljanje in ponovno pospeševanje, ki izgublja zagon.

Uporabljajte regen kot omejevalnik hitrosti, ne kot nujno zavoro

Če je cesta mokra, neravna ali zasedena, kombinirajte regen z mehanskimi zavorami, namesto da bi se zanašali samo na regen. Regen pomaga pri zaviranju, a mehanske zavore še vedno dajejo končno avtoriteto, še posebej, ko morate hitro ustaviti ali dokončati ustavljanje pri zelo nizki hitrosti. Ta upad zaviranja pri nizki hitrosti je normalen, ne napaka.

Pomembna je tudi raven napolnjenosti baterije. Ena tehnična predstavitev navaja, da regen običajno ne deluje, ko je baterija popolnoma napolnjena, saj bi lahko prišlo do prepolnjenja in poškodbe baterije, ter da deluje pravilno, ko je baterija napolnjena približno med 80 % in 90 %. To zgornje območje napolnjenosti je lahko težko opaziti, a pojasnjuje, zakaj se kolo po polnem polnjenju lahko zdi drugačno. Predstavitev je tukaj.

Kako se zdi dobra tehnika

Na klancu je običajno najboljša taktika zgodnje rahlo pritiskanje na zavoro, namesto da bi čakali, da se hitrost preveč poveča. To ohranja krmilnik v uporabnem območju in daje kolesu čas, da pretvori več energije navzdol, namesto da bi jo na zadnji trenutek vse sprostil kot toploto. Ko krmilnik zmanjša moč pri skoraj polni bateriji, je to varnostna odločitev, ne napaka.

Kolesar, ki dobro upravlja regen, ne lovi najmočnejšega zaviranja. Cilja na najdaljše uporabno zaviranje.

Osnovna fizika je dovolj preprosta, da si jo zapomnimo. Motor se med zaviranjem spremeni v generator, gibanje kolesa pa postane električna energija namesto toplote. Več tehničnih virov neposredno opisuje to pretvorbo, vključno s jasno razlago v tem videu o prehodu motorja v generator.

Prave koristi in poštene omejitve

Največja napaka je, da se regen obravnava kot baterijski čudež. Ni to. Gre za zavorno funkcijo z vgrajenim delnim povrnitvijo energije, pri čemer so koristni dobitki običajno manjši, kot si ljudje želijo. Prednosti so bolj gladka kontrola pri vožnji navzdol, manjša toplota v zavornih sistemih in manjša obraba zavornih ploščic v prometu.

Kaj jo naredi vredno imeti

Na primerni poti regeneracija doda miren, nadzorovan občutek pri spustih. Prav tako pomeni manj mehanskih zavornih posegov, kar lahko zmanjša vzdrževanje ploščic in poveča zaupanje pri dolgih vzponih. Vozniki, ki veliko časa preživijo v mestnem prometu s pogostim ustavljanjem in speljevanjem, običajno opazijo to prednost prej kot povečanje dosega baterije.

Povečanje dosega obstaja, a je zmerno. Neodvisne ocene običajno navajajo pridobitev okoli 5 % do 10 % v ugodnih primerih, medtem ko nekateri realni primeri opisujejo okoli 1 % na spustu ali le rahlo polnjenje med običajno vožnjo. Ti podatki se ujemajo z inženirskimi študijami in preprosto dejstvo, da kolesa nimajo veliko kinetične energije za pridobivanje v primerjavi z večjimi vozili.

Kje regeneracija odpove

Regeneracija poveča kompleksnost in pogosto tudi težo, zlasti pri kolesih z direktnim pogonom v gonilki. Prav tako nima velikega učinka na ravnih poteh, kjer večinoma vozimo enakomerno. Ko je hitrost nizka, uporabnost regeneracije hitro upade, zato mehanske zavore še vedno ustavljajo.

Obstaja še ena praktična omejitev: ne more jo podpirati vsak električni kolo in ne vsak voznik želi tak občutek. Nekateri raje izberejo preprostost običajnega zavornega sistema in večjo baterijo. To je racionalna izbira, ne zamujena priložnost.

Za dnevnega voznika v Veliki Britaniji ali EU je odločitev običajno odvisna od terena, ne od ideologije. Če vaša pot vključuje hribe in pogoste postanke, se regeneracija izplača. Če ne, jo obravnavajte kot prijeten dodatek, ne kot nakupno prioriteto.

Osnove odpravljanja težav in vzdrževanja

Ko regeneracija nenadoma preneha delovati, je težava običajno preprosta. Najprej preverite stanje baterije, nato signal zavore, nato krmilnik in povezave. Polna baterija lahko po zasnovi onemogoči regeneracijo, nepravilno poravnano stikalo za zavoro pa lahko krmilnik prepriča, da zaviranja sploh ne zahtevate.

Kratek kontrolni seznam, ki prihrani čas

• Baterija skoraj polna: regeneracija je lahko omejena ali onemogočena za zaščito baterijskega sklopa.
• Poravnava stikala za zavoro: če senzor ročice ne sproži, krmilnik ne bo prešel v način regeneracije.
• Prekinitev zaradi temperature krmilnika: nekateri sistemi zmanjšajo podporo zaviranju, če se krmilnik preveč segreje.
• Ohlapna fazna ali signalna povezava: šibka povezava lahko povzroči prekinjeno regeneracijo.

Mehanska obraba je še vedno pomembna, tudi pri regenerativnem zaviranju. Zavorne ploščice in rotorje je treba pregledati, saj regeneracija ne nadomešča zavornega sistema, ampak si z njim deli delo. Pred zimskimi vožnjami preverite morebitno onesnaženje zaradi cestne soli in peska, saj lahko regeneracija ustvari občutek, da je kolo v redu, medtem ko se strojna oprema spodaj še vedno obrablja.

Za vprašanja o popravilu, ki presegajo zavorni sistem, je ta vodič za popravilo električnih koles pametna spremljevalna literatura.

Ne zamenjujte spremembe zaslona za popravilo strojne opreme

Posodobitev programske opreme ali nov zaslon ne bosta dodala regeneracije kolesu, ki ne more poganjati motorja nazaj. Če motor prosto teče ali krmilnik nima regenerativnega vhoda, so praktične rešitve zamenjava motorja, zamenjava krmilnika ali sprejetje trenutne nastavitve. Takrat je pogovor s prodajalcem pomembnejši od menija nastavitev.

Ali se regenerativno zaviranje splača za vašo vsakodnevno vožnjo

Začnite s svojo potjo, nato pa tehnologijo prilagodite njej. Motor, ki podpira regeneracijo, je smiseln na kolesu, ki pogosto vozi navzgor, navzdol ali se pogosto ustavlja. Na ravni poti z malo upočasnjevanji je povrnitev energije iz baterije lahko tako majhna, da je težko opazna iz dneva v dan.

Najboljši način za presojo je, da vprašate, kaj želite, da sistem počne. Če želite malo večji doseg na hriboviti poti, se lahko regeneracija izplača. Če želite manjšo obrabo zavor na dolgih spustih, lahko tudi pomaga. Če pa upate, da bo običajna pot postala veliko daljša, je treba pričakovanja zadržati realna.

Vrsta motorja je prav tako pomembna kot teren. Združljiva nastavitev z neposrednim pogonom lahko uporablja regenerativno zaviranje, medtem ko mnogi motorji z zobniki in drugi sistemi tega ne morejo. To pomeni, da se lahko dve kolesi, ki na razstavnem prostoru izgledata podobno, ob zaviranju v spustu ali pri semaforju obnašata zelo različno.

Pot sama vam daje najjasnejši namig. Voznik, ki se vzpenja na eni strani mesta in spušča na drugi, ima več priložnosti za povrnitev energije kot nekdo na ravni poti. Vožnja po mestu s pogostim ustavljanjem in speljevanjem prav tako daje regeneraciji več priložnosti za delovanje, čeprav je korist še vedno odvisna od krmilnika, baterije in nastavitve kolesa.

Preverite navodila za uporabo glede vrste motorja, vprašajte prodajalca, ali krmilnik podpira regenerativni vhod, in natančno preučite lokalno teren in vzorec vožnje. Ti trije pregledi vam povedo, ali je regeneracija za vas pomembna funkcija ali le specifikacija, ki zveni bolje, kot deluje.

Če kolo že ustreza vaši poti, je regenerativno zaviranje uporabno orodje. Če kolo ni primerno za pot, regeneracija tega ne bo popravila in ne bi smela biti razlog za izbiro nastavitev.

Če želite preprosto pomoč pri izbiri električnega kolesa, ki ustreza resničnim vožnjam, Punk Ride LLC pripravlja električna kolesa za vsakodnevne voznike, ki cenijo tako praktičnost kot slog. Obiščite Punk Ride LLC, da primerjate možnosti, postavite prava vprašanja o združljivosti in najdete kolo, ki ustreza vaši poti, namesto da bi sledili trendom.