Pedelec (от « педальный электрический велосипед » ) или EPAC ( велосипед с электронным усилителем ) — это тип маломощного электрического велосипеда , в котором водителю при вращении педалей помогает небольшой электродвигатель . Однако, в отличие от некоторых других типов электронных велосипедов, во многих странах дорожные власти классифицируют электровелосипеды как обычные велосипеды, а не как тип электрического мопеда. В Pedelecs есть электронный контроллер, который отключает питание двигателя, когда водитель не крутит педали или когда достигается определенная скорость – обычно 25 км/ч (16 миль в час) или 32 км/ч (20 миль в час). Велосипеды полезны для людей, которые ездят по холмистой местности или при сильном встречном ветре . В то время как велопедик может быть любым типом велосипеда , городской велосипед велопедик очень распространен. Обычный велосипед можно переоборудовать в электровелосипед, добавив необходимые детали, например, мотор, аккумулятор и т. д.
Во многих юрисдикциях электровелосипеды классифицируются как велосипеды, а не как мопеды или мотоциклы. Более мощные электронные велосипеды , такие как S-Pedelecs и электронные велосипеды с питанием по требованию (те, чьи двигатели могут оказывать помощь независимо от того, крутит ли водитель педали), часто классифицируются как мопеды или даже мотоциклы, и таким образом на водителя распространяются правила использования таких транспортных средств, например, наличие прав и регистрации транспортного средства, ношение шлема и т. д.
В 1989 году Майкл Каттер, основатель компании Dolphin E-bikes, спроектировал и выпустил первый прототип электровелосипеда. [1] Первые модели такого типа, готовые к выпуску на рынок, были доступны в 1992 году швейцарской компанией Velocity под названием Dolphin.
В 1994 году Yamaha выпустила большее количество моделей под названием Power Assist.
В 1995 году первый Флайер в том же году основал швейцарскую стартап-компанию BKTech AG небольшими сериями посредством электронного бизнеса (как неотъемлемой части стартапа) на рынке. [2]
По состоянию на 2012 год [update]на дорогах Германии было около 600 000 велосипедов. [3] Рост был впечатляющим: годом ранее в Германии было продано 310 000–340 000 электровелосипедов, что, в свою очередь, было на 55% больше, чем в 2010 году. [4] Фактически, в Германии продажи выросли более чем на 30% каждый год. год с 2008 года. [5] [ сроки? ] Для сравнения: по данным ZIV, Немецкой ассоциации велосипедной индустрии, в 2011 году в Германии насчитывалось около 70 миллионов обычных велосипедов . [5]
Около 95% всех электронных велосипедов в Германии на самом деле являются электровелосипедами. [ нужна цитата ]
ADAC , немецкий автомобильный клуб, протестировал большое количество электровелосипедов в 2013 году, где около 56% электровелосипедов не выдержали испытания с оценкой 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 находится более 100 миллионов электронных велосипедов. Годовое производство на китайских заводах увеличилось с 58 000 в 1998 году до 33 миллионов в 2011 году. В Китае не известна классификация электровелосипедов, отдельная от электровелосипедов.
Чтобы быть действительно полезным, важно, чтобы электровелосипед по закону классифицировался как велосипед в каждой стране или юрисдикции, а не классифицировался как мопед или мотоцикл. В противном случае, если электровелосипед классифицируется как мопед или мотоцикл, его нельзя будет пропускать на велосипедных полосах или велосипедных дорожках ; электровелосипед, возможно, придется зарегистрировать ; водителю, возможно, придется носить мотоциклетный шлем ; и/или страховку транспортного средства , возможно, придется оплатить.
В Европейском Союзе электровелосипеду не нужна регистрация, страховка или номерной знак, если он соблюдает следующие правила:
Если какое-либо из этих правил не соблюдается, транспортное средство классифицируется как электронный велосипед или S-Pedelec , для которого требуется номерной знак и страховка, или как мотоцикл , для которого также требуются водительские права. [7]
В соответствии с австрийским законодательством не существует разницы между любыми типами электрических велосипедов, например, велосипедами с исключительно электрическим приводом без педалей (см. ниже, пункт d) или гибридными велосипедами (см. ниже, пункт b), равными, если они оснащены электроусилителем. только при вращении педалей ( pedelec [8] , но не: S-Pedelec [9] ) или без необходимости крутить педали (в Австрии это обычно называется электровелосипедом [8] ).
Быть такими электромобилями, которые не классифицируются как автомобили , а как Fahrrad (= велосипед) в соответствии с § 2, абзацем 1, номер 22 лит. b и d Закона о дорожном движении 1960 года (StVO 1960) [10] в сочетании с § 1 абзаца 2a Закона о транспортных средствах 1967 года (KFG 1967) [11] можно выделить два типа электрических велосипедов:
Вышеупомянутый § 1 параграф 2а КФГ 1967 г. определяет следующее:
Что касается обычных велосипедов (только с мускульным приводом), а также для электровелосипедов, положения Регламента о велосипедах по управлению ими такие же, как и для велосипедов с мускульным двигателем StVO и т. д. Обязательное использование велосипедной дорожки для велосипедов. Для их (коммерческого) размещения на рынке применяются положения об ответственности за качество продукции.
Если вышеуказанные критерии превышены, электрический велосипед (равноценный так называемому S-Pedelec или любому другому электронному велосипеду) считается автомобилем в соответствии с правилами KFG 1967 года, а не «Фахрадом» в соответствии со StVO 1960 года и разрешается ездить только на мопеде с соответствующими последствиями. Должно быть оформлено страхование ответственности, иметь 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 не более 45 км/ч. Для этого покупатель должен обязательно получить от дилера COC (сертификат соответствия) в дополнение к договору купли-продажи. Только при наличии этих документов быстрый электровелосипед можно зарегистрировать. [8] [9]
Другие из вышеописанных электрических велосипедов не подлежат типированию в Австрии.
Настоящие электровелосипеды не обязаны иметь никаких других требований, кроме велосипеда.
Тем не менее, любой электровелосипед, в котором усиление активируется простым поворотом колес, а не движением педали (большое количество дешевых версий или, как известно, помощь в передней ступице), должен иметь номерной знак скутера / небольшого мотоцикла (так называемые снорфиеты или бромфиец), действующие водительские права и страховку.
В случае остановки силового ассистента на скорости до 25 км/ч мотоциклистам не требуется носить мотоциклетные шлемы, однако этот предел скорости не должен превышаться даже при простом вращении педалей. [ нужна цитата ] Закон не устанавливает ограничений скорости для транспортных средств с приводом от человека, в том числе для электровелосипедов без посторонней помощи, движущихся со скоростью > 25 км/ч. Электрические велосипеды, например Specialized Turbo, без ограничения скорости 25 км/ч для помощи с электроприводом, считаются небольшими мотоциклами, и помимо номерного знака (желтого с черными буквами), водительских прав и страховки необходимо всегда носить «мотоциклетный шлем». с начала 2017 года и далее.
На велосипедных дорожках можно увидеть большой парк электрических велосипедов и электровелосипедов без необходимой регулировки мощности, связанной с усилием на педалировании, без какой-либо надлежащей регистрации. Кроме того, многие пользователи нашли очень простые способы настройки своих велосипедов, чтобы обойти датчик вращения педалей, что делает их велосипеды без дальнейшей надлежащей регистрации транспортного средства незаконными.
Педелеки и все виды механических вспомогательных устройств считаются «автомобилями» и классифицируются как мотоциклы, что делает невозможным юридическую регистрацию. Департамент транспорта Гонконга в настоящее время проводит проверку, первый отчет ожидается в середине 2020 года. [12] [13]
Разрешено пользоваться электровелосипедами, при ношении шлема мощность двигателя ограничивается 200 Вт и двигатель отключается на 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 лицензий/документов. [15]
Велосипеды с электроприводом рассматриваются как велосипеды с приводом от человека, в то время как велосипеды, способные приводиться в движение только за счет электрической энергии, предъявляют дополнительные регистрационные и нормативные требования, как и мопеды. Требования включают выработку электроэнергии двигателем, который нелегко модифицировать, а также вспомогательный механизм, который работает безопасно и плавно. В декабре 2008 года коэффициент передач был обновлен следующим образом: [16]
В октябре 2017 года только для особого случая, когда трехколесный велосипед тянет тележку с устройством, которое нужно нарисовать, соотношение было обновлено следующим образом:
(См. Мопед )
По состоянию на 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 быть оснащен двигателем продолжительной номинальной мощностью 250 Вт, который необходимо активировать только при вращении педалей (если скорость превышает 6 км/ч) и отключать на скорости более 25 км/ч. Штат Виктория первым внес поправки в свои местные правила дорожного движения с учетом этого нового стандарта с 18 сентября 2012 года. [17]
Педелеки отличаются от обычного велосипеда дополнительным электродвигателем , аккумулятором, электронной системой управления двигателем, а также датчиком , определяющим движение шатунов. Большинство моделей также оснащены индикатором заряда аккумулятора и регулировкой мощности двигателя, постоянной или разделенной на уровни поддержки.
Помимо двигателя, основным компонентом электровелосипеда является аккумулятор. Обычно это NiMH - Ni- или литий-ионный аккумулятор . Емкость аккумулятора составляет до 24 Ач при 24 или 36 В или до 15 Ач при 48 В. Запасенная энергия может составлять примерно до 800 Втч n (Втч), но чаще всего около 400 Втч (2013 г.). В идеальных условиях после тысячи зарядок NiCd-аккумуляторы имеют 85% своей первоначальной емкости и поэтому считаются изношенными. С NiMH батареями возможно от 400 до 800 циклов. Время зарядки в зависимости от типа аккумулятора составляет от 2 до 9 часов. Срок службы аккумулятора зависит и от других факторов. По мере разряда свинцово-кислотные аккумуляторы обеспечивают меньшую мощность , поэтому полная мощность двигателя больше не достигается. Очень легкие и более дорогие литий-ионные аккумуляторы сейчас используются большинством производителей и имеют запас хода до 100 километров при умеренном педалировании и аккумуляторе средней емкости (например, 15 Ач). Литиевые аккумуляторы не переносят мороза , и их нельзя заряжать при морозной температуре. Для безопасности решающее значение имеют химический состав и качество электроники. Особенно сильно литий-ионные аккумуляторы реагируют на короткое замыкание и перенапряжение. Эти проблемы с ноутбуками привели к их отзыву. Литий-железо-фосфатные батареи (LFP) являются заметным исключением. Они имеют гораздо более безопасные тепловые характеристики, а также нетоксичны.
При оценке аккумуляторов Pedelec полезно учитывать не только емкость, но и такие критерии, как долговечность, эффект памяти, время зарядки, вес, безопасность и защита окружающей среды.
Производители, которые оснащают свои электровелосипеды NiCd аккумуляторами, обычно поставляют их с адаптером переменного тока, который полностью разряжает аккумулятор перед самим процессом зарядки, чтобы уменьшить эффект памяти . NiMH аккумуляторы имеют гораздо меньший эффект памяти. У литий-ионных аккумуляторов отсутствует эффект памяти.
Литий -железо-фосфатная батарея имеет гораздо более длительный срок службы, чем литий-ионная батарея. Его использование существенно снижает эксплуатационные расходы, связанные с износом аккумуляторной батареи. В 2013 году они еще не входят в стандартную комплектацию большинства моделей электровелосипедов, но некоторые электровелосипеды (например, Beyond Oil) начали устанавливать батареи LFP в стандартную комплектацию.
Для переключения или управления двигателем существует несколько возможностей:
Кроме того, скорость автомобиля измеряется на колесе, в частности, например, для запуска двигателя со скорости 25 км/ч.
Измерение может быть дополнительно обработано механически или электронно и используется для управления включением и выключением двигателя или для непрерывного регулирования функции управления.
Подаваемая мощность основана на данных датчиков (датчик силы, частота вращения коленчатого вала, скорость хода) и рассчитывается на основе выбранного уровня поддержки со стороны контроллера двигателя. Так называемые уровни поддержки, то есть то, насколько поддерживает двигатель помимо производительности водителя, лежат в горизонтальном приводе 5-400 процентов.
Когда двигатели регулярно интенсивно используются, особенно при движении в гору, они могут значительно нагреваться; некоторые из них имеют датчик температуры в обмотке двигателя, и при достижении определенной температуры электроника может снизить мощность двигателя. В идеале электроника отключает батарею при заранее определенном разрядном напряжении, чтобы предотвратить полную разрядку и обеспечить достаточное питание для работы системы освещения. Это можно сделать с помощью электроники в аккумуляторе .
При работе с датчиком силы двигатель автоматически получает определенный процент обслуживания, предоставляемого водителю. Во многих моделях эта пропорция может устанавливаться в несколько этапов. Есть также модели, в которых уровень поддержки может быть установлен только у дилера покупателю.
В версии с датчиком(ами) скорости двигателя автоматически используется функция установки процента самоприложенного усилия. Поскольку сила, необходимая на скорости, резко возрастает, в некоторых моделях ее можно рассчитать без датчика силы.
Слайд или тяга могут помочь с максимальной поддержкой двигателя без педалирования до скорости 6 км/ч. Средство переключения имеет то преимущество, что вы можете позволить велосипеду катиться вместе с опорой двигателя, не крутя педали, или вы не толкаете себя (например, при транспортировке тяжелого груза или когда вы поднимаетесь на колесо в одиночку на холме). Для некоторых моделей разрешенных 6 км/ч можно достичь только на высшей передаче, остальные передачи колеса катятся соответственно медленнее. В любом случае это позволяет быстрее (и более контролируемо физически) трогаться с места и переключаться на «зеленый» 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 с бесколлекторными и щеточными дисковыми двигателями , подходящими для прямого привода, а также щеточные двигатели с шестернями.
Исключением является использование необслуживаемых асинхронных двигателей переменного тока pedelec.
Двигатель-ступица с прямым ротором может иметь рекуперативный тормоз , поэтому его можно использовать в качестве тормоза, преобразующего часть кинетической энергии в заряд аккумулятора. Помимо зарядки аккумулятора при торможении, это приводит к меньшему износу традиционного тормоза и снижению шума при торможении.
Электронные велосипеды 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 так далее. [18]
См. общие исходные точки электропривода. Если говорить конкретно о Pedelec, то это тип управления приводом посредством педалирования (см. выше), который может быть интегрирован в привод.
Положение двигателя оказывает существенное влияние на управляемость велосипеда. Следующие комбинации положения привода и двигателя оказались успешными:
Обычно запас хода с поддержкой двигателя составляет от 7 км при постоянном подъеме до 70 км. При добавлении средней мощности это примерно от 20 до 50 км. На некоторых моделях в багажных сумках по умолчанию размещаются две последовательно переключаемые батареи, здесь указан запас хода при средней мощности в 100 км.
Обычный аккумулятор (36 В / 7 Ач) (масса веломобиля от 1,9 до 5,1 кг [19] ) имеет энергосодержание около 250 Втч (1 кг бензина имеет около 11 500 Втч). Преобразование электрической энергии в механическую работу происходит с некоторой потерей энергии за счет выделения тепла. Обычно понесенные потери составляют около 25 процентов, в зависимости от эффективности двигателя и контроллера двигателя. Таким образом, можно рассчитать, что электровелосипед с водителем массой 70 кг (общая масса ≈100 кг) проедет около 5,6 км по уклону 10% со скоростью 25 км/ч только на аккумуляторе (при условии, что лобовая площадь = 0,4 квадратного метра, сопротивление коэффициент = 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 требуется на электровелосипеде) возможен пропорционально больший диапазон.
Проблемы безопасности вызывают беспокойство на относительно равнинных территориях, но более выражены на холмах. Холмистые районы создают изменяющиеся условия; это создает возможность возникновения более критических ситуаций и, следовательно, может произойти больше несчастных случаев. Автомобили, возможно, должны будут обгонять педалей на более высоких скоростях, 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 скорость движения велосипедиста. Кроме того, пожилые люди на велосипеде могут ездить намного быстрее, чем это было возможно раньше. Рискованные ситуации также могут возникнуть на выездах и перекрестках. Чтобы проиллюстрировать последствия таких критических ситуаций, немецкое агентство по исследованию несчастных случаев страховщиков (UDV) провело исследовательский проект, включающий дорожные испытания, тесты производительности и краш-тесты для электровелосипедов. [22] [23] [24]
С другой стороны, многие пользователи электровелосипедов (и электронных велосипедов) сообщают, что они могут ездить более безопасно, если им помогает вспомогательный электропривод; В отличие от традиционных велосипедистов, которые, как правило, не любят тормозить, поскольку это требует усилий для повторного ускорения, велосипедист может затормозить, а затем ускориться до нормальной скорости с гораздо меньшими усилиями. Статистика несчастных случаев в Баварии за первую половину 2012 года насчитывает 6 186 аварий с участием велосипедов, из которых 76 приходится на электронные велосипеды, и отмечается, что риск несчастных случаев на электронных велосипедах не выше, чем на других велосипедах. [25]
Использование S-Pedelecs сопряжено с дополнительным риском. 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.]
