电助力

Pinion MGU电助力电机首测:将变速系统集成一体

Pinion以制造自行车中置变速系统在业界闻名。如今,这家德国公司将其拿手的中置变速功能“塞入”电助力电机中,为电助力自行车的电机系统发展提供了“新解”,很可能改变未来电助力自行车的变速方式。

这款名为MGU(Motor.Gearbox.Unit)的中置电机整合系统,是Pinion E-Drive系统的一部分,它将电机与中置变速系统整合于一体,充分考虑了电助力自行车的应用场景和功能,内部组件也非常坚固。这意味着你可以“摆脱”掉容易受到撞击的后拨。

当然,Pinion并不是首个将电机系统和变速系统整合的公司。两年前,法国知名汽车零部件品牌法雷奥,就已展出全球首款集成变速系统和专用控制软件的电助力自行车电机,但这款电机目前还没听到量产的消息。

相反,Pinion E-Drive系统目前已接近量产,一大批知名的自行车品牌已围绕该系统,研发推出其2024款电助力自行车产品。

Pinion公司的创立初衷,就是试图将所有东西“整合一体”。在非常紧凑的箱体中“塞入”一个全功率电机,并能够实现电子变速功能,想想都不是容易的事情。

目前,Pinion公司已全面推进MGU的软件和硬件研发工作,这款中置电机系统有链条传动和皮带传动两种驱动方式。与盖茨碳纤维皮带系统相搭配时,整套系统将更加紧凑和轻量化。

MGU大部分部件在德国制造和组装的,少数不太重要的部件来自欧盟国家以外。但关键的曲柄部件仍在中国台湾生产。

MGU中置电机整合系统细节

MGU中置电机整合系统以德国用于工业领域的无刷电机为研发基础,并使用磁性更强的磁铁进行了优化,并根据电助力自行车的特点进行重新设计。这款中置电机整合系统能够提供约85Nm的相对驱动扭矩。

在骑行过程中,MGU内部大量的传感器能不断读取踩踏功率、电机速度、变速齿轮和曲柄的位置,以及车手的骑行节奏、速度等一系列数据,并根据其进行调整,让车手保持最自然的骑行状态,这些传感器甚至能注意到最细微的变化。

而微型控制器的特殊架构,能够进一步提高电机系统的运作效率,同时减少运作过程中产生的热量。

目前,有两个版本的MGU可供选择。“E1.9”型号有9个变速齿轮,“E1.12”型号有12个变速齿轮。两者均为48V,采用镁合金压铸外壳,曲柄Q值为174毫米。与同类不可变速的中置电机相比,MGU的体积大不了多少,能够在120转/分钟时发挥最大的助力效能。

据悉,“E1.9”型号重量为4000克,齿轮变速范围为568%,齿轮跳跃范围约为24%。第一档齿轮的速比为1.82,最快的齿轮速比为0.32。

“E1.12”型号重量据称为4100克,齿轮变速范围为600%,齿轮跳跃范围约为17.7%。第一档齿轮的速比为1.82,最快的齿轮速比为0.30。

MGU能够支持250Nm的最大扭矩输入,最大机械输出功率为600W。欧洲地区版本的骑行速度最大为25公里/小时。此外,Pinion还为MGU推出了S-Pedelec高性能版本,也同样分为“E1.9”型号和“E1.12”型号,高性能版本的最大骑行速度可达45公里/小时,最大机械输出功率为800W。

而北美消费者想要购买MGU,就必须等到2025年,到那时Pinion才能推出适合当地市场规则和法规的版本。

目前,Pinion的Smart.Shift手变技术已经在城市自行车上使用,能够电控城市自行车的轮毂电机与变速的整合系统。而在最近,外媒车手也在Gamux的软尾山地车上,看到这款电控手变的另一个版本。

这款Pinion推出的TE1 E-Trigger电控手变,在人体工程学设计和变速手感上投入大量的研发精力。与传统变速系统不同,MGU并不需要转动踏板才能完成变速,TE1 E-Trigger电控手变与MGU搭配,能让电助力自行车在几分之一秒内完成变速,变速体验如“切黄油”般顺滑精准。

由于所有变速部件与电机系统整合一体,意味着MGU能精准判断此时正处于哪个变速档位,并根据车手的骑行节奏调整助力输出,以提供平稳顺滑的骑行感觉。整套系统被镁合金压铸外壳完全密封,随着时间的推移,外部的泥沙尘土显然不会对MGU内部造成任何影响。MGU的最大承重高达180公斤,Pinion为其提供两年保修期。

车手可通过控制器随时调整电机的输出功率,还能调整电机的运转速度。车手还可通过控制器的设定半自动变速功能,让计算机帮助你判断变速时机。

使用控制器中的“Pre.Select”功能,能够在车手以预定节奏下坡骑行时,自动切换至匹配的变速齿轮;“Start.Select”功能则能在车手完全停车时,将变速齿轮自动跳回至预选齿轮。

如果电池耗尽,车手仍能在MGU关闭的情况下变速1000次。通过设置,Pinion的E-Drive系统不仅能在骑行中、负载骑行、静止的情况下变速,还能支持一次多挡位的快速换挡。

驱动模式选择

目前,Pinion全套E-Drive系统支持Eco(节能)、Flow(平顺)、Flex(灵活)和Fly(高性能)四种驱动模式。Eco(节能)模式为达到最大的骑行距离而设计,与之对应的Fly(高性能)模式则能提供最高的功率输出。Flow(平顺)和Flex(灵活)模式是自适应骑行模式,具备较强的动态性,能够根据车手的不同情况和功率输出、骑行地形自动调整输出功率。

而无论车手处于哪个档位,都能通过车把的控制器一键输出最大功率。此外,四种驱动模式都可以通过应用程序进行私人定制,以匹配不同车手的喜好。控制器菜单中还有一个步行辅助功能,可以实现最高6公里/小时的步行辅助。

而采购MGU的自行车品牌商,也可自由选择两至三种驱动模式,以符合不同自行车产品的功能定位。MGU在舒适取向和性能取向的自行车产品上,都能发挥最佳的性能。

舒适取向的电助力自行车产品,旨在为骑行者提供平衡、自然的骑行感觉,在爬坡过程中,也尽可能为训练不足的骑手提供敏捷的助力功能。

这种设置最适合通勤或旅行目的。而外媒车手则希望eMTB(电助力山地车)品牌商都能采用高性能驱动模式,以获得更强大和动态的功率输出。

App应用程序

与所有电助力自行车品牌商和电机品牌商一样,Pinion与FIT共同研发了FIT电助力自行车控制应用程序。通过该应用程序,车手能够实时设置E-Drive系统的骑行模式和功能。

通在独特的FIT钥匙卡,车手可以使用个人ID连接Pinion E-Drive系统的自行车。此外,使用应用程序扫描钥匙卡上的二维码,也可以解锁其他功能。

通过应用程序,车手可以个性化设置每个驱动模式,电助力辅助功率、最大扭矩、扭矩特性等数值都可以调整。

如何保养?

“可靠性”是传统部件需要考虑的重要因素,由于采用坚固的齿轮传动,MGU基本很难损坏,Pinion声称MGU可免维护骑行10000公里。

MGU的整个系统都包裹在一个密封的外壳中,将任何的灰尘、泥浆和水挡在外面。因此,维护它变得很容易,当它使用无需润滑的皮带驱动系统时维护更简单。车手只需在骑行10000公里后,花费10分钟给它换个机油就可以。

不过需注意的是,车手还需关注FIT应用程序和诊断工具的推送,不定期前往授权经销商进行固件更新。

重量比较

相较于传统的后拨和飞轮,MGU大部分的重量都位于中轴处,其重量分布更加均衡。以带有后轮齿片、链条和链条张紧器的12速“E1.12” MGU为例,它的总重量要比普通电助力电机搭配SRAMX0 AXS T-Type的传动系统重几百克。

如果与普通电机搭配Shimano XT(10-51T飞轮)的传动系统相比,则会再重上100克。

然而,由于没有飞轮和后拨等部件,MGU能在后轮部位节省约800克的重量,皮带传动版本则节省约730克。对于软尾车架而言,后轮部分重量的减少是重大的优势。

通过增加一些小垫片,MGU可以与Shimano后轮组搭配使用。而Pinion 也与DT Swiss共同研发了专用的单速后轮组。随着时间的推移,或许将有越来越多的轮组品牌适配MGU。

有哪些车使用MGU?

早前,Pinion多与城市休闲自行车品牌合作。如今Pinion的合作伙伴已拓展至电助力山地车领域。Rotwild、Simplon和Bulls等品牌,都在其2024款电助力山地车产品上装载Pinion E-Drive系统。

Simplon推出的2024款Rapcon Pmax Pinion 150和Rapcon Pmax Pinion 170,均搭载皮带驱动版本的“E1.12” MGU。

这两款山地车使用全碳纤维车架,有四种车架尺寸和两种颜色可供选择。顾名思义,Rapcon Pmax Pinion 150拥有150毫米的前后避震行程;而Pmax Pinion 170则拥有一支170毫米的前叉,以及一支165毫米避震行程的后胆。

凭借两款车型灵活安装的电池系统,在使用电池扩展器的情况下,车手可获得高达1430Wh的夸张电池容量。两款车型的售价为8999欧元(约合人民币70381元)起。

Bulls则推出了6款软尾山地车型,其中两款为eMTB。顶级型号为Vuca Evo AM2,售价8,499欧元(约合人民币66471元),其使用碳纤维车架搭配皮带驱动版本的“E1.12” MGU,拥有150毫米的前后避震行程。

Vuca Evo AM1的级别则较低,售价为7499欧元(约合人民币58650元)。两款车型都会在明年初提供720Wh或960Wh的电池版本,但需要加钱(约1564元人民币)。

Rotwild推出的R.X1000电助力山地车有两个车款版本。Pro版本的售价为9999欧元(约合人民币78202元),Ultra的售价为11999欧元(约合人民币93844元)。两款车型都拥有150毫米的前后避震行程,有四种车架尺寸可选,预计今年年底将全面市售。

MGU实测骑行感受

德国高端自行车品牌Rotwild是Pinion E-Drive系统的首批采购商,“E1.12”MGU是其高端车型R.X1000 Ultra的核心部件,这款车上也使用了大量的高端零部件。

外媒车手在早期测试了其使用720Wh电池的车型版本。如今在这款即将上市的版本上,则使用拥有巨大容量的FIT Ultracore 960Wh电池。

在实际的越野骑行中,MGU的离地间隙控制得非常好,甚至比大多数全尺寸电机要好得多。这辆评测车上使用的是30T的盘片,而盘片仍比电机外壳的最底部低一些。

整车实测重量为23.12公斤,与其他规格相似电助力山地车产品相比,它并不是最轻的。720Wh电池重量为3631克,根据FIT官网的信息,960Wh电池重量达到4600克。

车架下管的黑色部分不是电池防尘盖,而就是电池的一部分。车手可以通过钥匙,将电池从车架取出。

评测开始时,车手选择Eco(节能)模式进行骑行,但明显感觉力量不足。相比之下,Flow(平顺)、Flex(灵活)能提供更多的助力支持,而这两种模式也较其他的竞争对手花费更多电量。

而当车手调整至Fly(高性能)模式时,能明显感受到驱动能力的增强。在此模式下,MGU的感受比Shimano EP8电机更有力。

而与拥有市面上最强电机之一的Rocky Mountain Altitude Powerplay山地车相比,Rotwild的骑行感觉则更加自然放松。在Rocky Mountain Altitude Powerplay上,你需要在Ludicrous模式下调至最大功率输出,才能跟上调至Fly(高性能)模式的Rotwild。

从电机输出的力量感而言,闪电的Turbo Levo电助力山地车电机与Pinion MGU最为接近。而博世的竞技电机也是MGU强有力的竞争对手,不过仍需要进一步的比较和测试。

当开启MGU的Fly(高性能)模式时,任何陡峭和技术性的路段都“不是事”。开启Fly(高性能)模式时,MGU有充足的动力助你“一臂之力”,甚至在爬陡坡时都能全速前进。

而一旦你熟悉了Fly(高性能)模式,再跳到其他三种模式时就会感觉不够给力。在爬坡时,Fly(高性能)模式与Flex(灵活)模式的动力相差近一半,这会大大降低车手的爬坡的效率,所以在电量充足的情况下,建议车手将Fly(高性能)模式设为默认。

Pinion表示,他们是故意在模式之间设置如此大的差异,以便让车手有更直观的感受。

在骑行开始前,车手可以在FIT E-Bike Control应用程序对电机系统进行微调。外媒车手为Eco(节能)、Flow(平顺)、Flex(灵活)模式调整了更大的功率输出,以让这些模式在崎岖的山路上更加可用。

而电机输出功率的调整过渡非常自然,当开启Fly(高性能)模式时,电机系统将在低速时失去一点点灵敏性,车手在使用低速1至4档骑行时,需要更加注意骑行节奏的控制,以免电机做出过激的判断。

此外,在陡峭松散的路段起步爬坡时,MGU无法通过微调功率输出控制打滑。并不是说E-Drive系统做得不好,只是说和市面上的一些顶级电机系统尚有差距。

MGU的步行辅助非常容易激活。只需在推车时按一次按钮,便可获得电机的助力。在菜单中,可以将步行辅助设置为6公里/小时。而无论车手处于哪种模式,都必须按住按钮才能获得电机全功率的输出。一旦松开按钮,全功率输出便会停止。

电机的噪音随着齿轮的变化而变化,由于MGU特殊的内部结构,随着变速齿轮的运转变换,电机的运行速度也会产生差异,并发出不同的声音。

低速1至4档位的齿轮运转是非常嘈杂的,5至8档的齿轮噪音开始稳定下来,在Fly(高性能)模式运行时,这些档位齿轮的噪音要比其他大多数电机高不少。而当进入9档的齿轮时,整套系统的运转开始变得非常安静,即便是全功率输出,也几乎处于静音状态。

600%的齿轮变速范围非常大,不过外媒车手认为,最低的1档齿轮还是太慢了,只有爬非常陡峭的山坡时才有用,而那种情况下可能也是在推车。所以建议Rotwild R.X1000使用的MGU能够再增设一个更快的变速齿轮。720Wh电池可以攀爬超过2000米的海拔高度,甚至攀爬3000米,因此如果使用容量更大的960Wh电池,这辆Rotwild R.X1000将是一辆不折不扣的“探险神车”。

在骑行中,MGU并不是毫无逻辑地随意变速,与大多数传统变速系统相比,它的变速体验令人印象深刻。在大部分骑行中,MGU可以在毫无察觉的情况下进行快速换档,只有齿轮和电机的声音提醒你,已经跳到了另一个档位。

MGU的变速噪音可能会比SRAM AXS电变系统大一点,但远达不到烦人的程度。或许是因为MGU位于车手的正下方,而不是后轮处,所以噪音会更加清晰。

在用力踩踏过程中切换多个档位时,MGU会发出明显的咔嗒声,你可能会担心损坏,但Pinion的技术明显与摩托车变速箱不同。

Pinion告诉外媒车手,即便出现这种声音,也完全不必担心耐用性的问题,不会有任何齿轮和内外部结构因此损坏。当然,也可以通过一些变速“小技巧”避免这些杂音。

比如,你可以控制踩踏的时机,让齿轮之间以最柔和的方式进行过渡,那么即便是在大力踩踏的情况下,变速也会安静且平稳。

但当车手没有做出踩踏动作时,电机还会发出咔嗒声吗?在外媒车手最初的骑行时,并没有发出任何除噪声以外的异响。但他并不想提前下定论,因为有时候电机系统需要经历几百公里的长测,才能显现出问题。此外,DT Swiss 240轮组与链条的碰撞声可能也会是噪音的来源。

此外,MGU还支持你在不转动踏板的情况下换挡。无论是在陡峭的爬坡中重新起步,还是突遇状况紧急刹车,又或是在畅快下坡后突然来个大上坡,这项功能都能帮助你“化险为夷”。

而“Pre.Select”功能选项也非常有趣,它能在你下坡时监测骑行速度,并自动切换至相应匹配的变速齿轮。在长时间的测试骑行下,外媒车手认为60转/分钟是大多数情况下最好的选择。在这样的转速下,骑行状态是平稳且舒适的。

通常情况下,“Pre.Select” 功能选项非常好用,但在某些复杂的下坡环境,自动调节的齿比会让人感觉太低了,估计是系统没有足够的时间适应地形的变化。

还有一个缺陷就是,当急下坡接急上坡时,一般的传统变速需要提前切至更低的档位,为接下来的急上坡做准备。但MGU在急下坡结束时还没反应过来,甚至当车手已经进入急上坡后,还切换至更高的档位,这样的逻辑是不太合理的。

Pinion的工作人员也显然意识到这个问题,并表示将在之后的研发中进行改进。

而另一项功能是“Start.Select”,能够实现在车手完全停车后,自动将档位跳回此前预选的齿轮。在陡峭的山路骑行时,车手可以将回跳预选齿轮设置为3。不过在平坦或下坡路段骑行时,预选齿轮3则太低了,无法在停车后快速起步。

外媒车手建议,可以在自行车内安装一些角度监测传感器,让计算机根据车手所处的环境,自动设置起步预选齿轮。这会让这项功能的易用性大大增强。

虽然并不是所有车手都能从这两项功能中受益,但随着科技的发展,未来的电助力山地车势必有更多的调节模式可供选择。

而就总体骑行体验而言,MGU的助力脚感非常精准利落,并有着恰到好处的阻力和易用性。在长时间使用传统变速系统的情况下,刚开始使用MGU可能会不习惯,需要一段时间的“学习成本”,一旦你开始熟悉它的助力逻辑,MGU就会变得非常好用。

而为什么这款Rotwild R.X1000选用传统链条传动,而不是皮带传动呢?这和Rotwild一致的产品定位相关。由于Rotwild旗下所有的自行车产品都是链条传动,所以R.X1000自然不例外。

由于通用的Pinion CT2链条张紧器安装在五通部位,非常容易磕碰。所以在市售版本中,Rotwild将这款链条张紧器放置于后轮处,类似后拨的位置。由于设计限制,R.X1000无法从链条传动更换为皮带传动。

目前,Rotwild R.X1000上的MGU采用电控驱动,通过安装在780毫米长度把横上的B220电机控制显示器进行操控,由于电控系统的电线全部被整合入把横中,因此整个车把干净整洁。

与博世的老款Purision显示器一样,所有安装在车把的电机控制显示器都非常容易在碰撞中损坏,希望在未来能够推出安装于车架上管处的显示器。

电机系统的所有设置都可以在这块小小的屏幕完成。但外媒车手非常讨厌不显示百分比的电池状态,因为无法告诉车手此时还剩20%的电,还是只有5%的电。只有当双击两次按键时,电池状态才会显示百分比。而一但进行子菜单中,电池状态百分比的显示又会消失。

外媒车手建议,可以采用如Windows系统“磁贴”的设计理念,让车手自由选择三至四种最主要的功能,放置于一开始的主菜单中(包括电池状态百分比显示),这样人机互动的效果会更加优秀。此外,实时显示车手的功率也是不错的功能。

很多人会怀疑,中置电机系统的使用是否会影响避震性能?在实际测试中,Rotwild R.X1000的后避震非常灵敏,能够在高速骑行时紧贴路面,150毫米行程的Fox前叉也非常好用。

而在所有的营销文案中都没有出现的是,后轮单速设置有助于设计师更灵活地设计后避震系统,而不必被宽大的传统飞轮所约束。如Zerode、Nicolai、Gamux或Cavalerie等公司已做出这样的尝试,或许未来将大范围应用于电助力山地车上。

正如Pinion的工作人员所说,他们已经完成了所有的研发测试。但众所周知,实验环境与真正的骑行完全是两码事,你无法想象这帮骑山地车的人会如何“虐待”你的产品。所以,时间是检验一款产品是否优秀的最好标准。

如果真如Pinion所说,这套系统能够历经长时间的骑行而免维护,那可谓是众多山地车爱好者们的“福音”了,未来将省去清洗飞轮等繁琐步骤。

总而言之,Pinion为广大车友们带来这款非常创新且诚意的产品,虽然仍有一些不足之处,但至少所有的功能都坚固好用,也为电助力自行车的发展开启了全新的方向。随着Pinion优化部件的不断推出,E-Drive系统将会越来越成熟。就看看它之后会对电助力自行车市场产生什么影响吧!

责任编辑:Ting

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  • 热门评论
  • 小朙… 2023-06-28 01:13

    好重啊

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    • ptcz 2023-07-04 17:57

      再看功率这个重量其实不重,变速系统一般800g起码,600w电机还没见过3kg以下的。只是不知道配多大电池合适了。大功率助力瓶颈在电池。容量的电池带不久,太大功率腿发力也不够。容量大了,重量又太大。

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  • 洪奉君 2023-06-29 10:45

    有这电机和变速箱想不开为啥要用腿蹬,建议把曲柄输入直接改成往电机充电得了

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  • 青春爱骑车 2023-06-26 17:35

    这玩意不用修,坏了换新

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  • kingfar 2023-06-26 10:19

    越来越像摩托了

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  • 王磊 Leo Salvaje 2023-06-26 08:46

    这就是个小变速箱啊

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  • 全部
  • 微微智能 2025-01-03 15:15

    我们有这种带无级变速/电机混动的设计方案,重量5㎏以下。

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  • 刘子光 2023-06-25 22:30

    我就问抗造不抗造吧  

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  • 麻辣车手李二狗 2023-06-25 22:02

    这算是一个成熟的技术吗?

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