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聚焦电助力自行车:轮毂电机真的“弱鸡”吗?

谁不喜欢轻轻松松“拉爆”别人的感觉呢?如今,越来越多的新款电助力自行车在市场上站稳脚跟,它们在功能用途、性能和价格方面存在巨大差异,其中一个明显的区别就是中置电机和轮毂电机。今天,我们与电机方面的专家坐下来探讨一下,这两种电机的区别。

从高性能的eMTB到“小资”的城市自行车;再从普通的公路车到砾石公路车,电助力系统已经适配众多车型,目前市面上共有中置电机和轮毂电机两种的驱动方式,这两种电机不仅安装的位置不同,其作用效果也有差异。

特别是轮毂电机,很多人都并不了解它,它的研发也较为滞后,往往被视为中置电机“小老弟”般的存在,尽管它也有着不错的优点和性能表现。

此次,外媒邀请到德国马勒公司的电机专家共同探讨,以打破人们对于这两种电机系统的刻板成见。马勒公司被认为是汽车行业的“科技专家”,但他们在电助力自行车市场也涉足多年,其产品包括中置电机和轮毂电机,并与诸多自行车界头部品牌开展合作。

例如,马勒与Specialized一起研发了SL 1.1中置电机,帮助S-Works Turbo Creo SL在2019年赢得电助力公路车评测的冠军。

而在轮毂电机方面,马勒也处于行业的最前沿,目前它为SCOTT, Mondraker和BMC等大品牌提供紧凑型X20电机驱动系统。

很多人认为,将中置电机和轮毂电机进行比较,无异于试图将苹果与橙子进行比较,无非就是根据预算或者喜好进行选择罢了。但对于想要购买电助力自行车的车友而言,了解多一些专业知识当然更好,专家的解答会让你茅塞顿开。

并非所有轮毂电机都是一样的

不仅是轮毂电机和中置电机很难进行比较,不同轮毂电机之间也有差异,即便是同款轮毂电机也会下分不同的子类别。正如中置电机有轻助力和全助力动力单元一样,轮毂电机也有不同的驱动方式,其设计概念与中置电机更加不同。

除差异较为明显的前后轮毂电机外,主要差别在于齿轮轮毂电机和直驱轮毂电机。

齿轮轮毂电机和直驱轮毂电机的不同

一般来说,直驱轮毂电机的体积会更大更重,它并不是通过内部变速箱或飞轮来驱动的,而是直接将传导的力作用于车轮。这种轮毂电机主要用于小众的货运电助力自行车车型,所以本文就不过多讨论它,还是将目光放在齿轮轮毂电机。

齿轮轮毂电机实际上是轻量取向的电助力公路车、砾石公路车和城市自行车的标准解决方案。齿轮轮毂电机通常更小更轻,并具有内变速箱。

在电机高速转动中央齿轮时,能够通过行星齿轮转化为较慢的旋转速度,以匹配至后轮旋转的合理速度。这种方式能帮助电机以更高效、更快的速度运行。理论上,轮毂电机在设计上具备优势,但在真正骑行起来时,无数外在因素会影响轮毂电机的工作方式及其性能效率,并在产生诸多关于轮毂电机的误解和“流言”,我们来一一攻破。

误解一:轮毂电机在技术上不如中置电机

在一些“刻板印象”中,中置电机一直是高科技的代名词。很早以前,当你走入自行车商店时,首先看到的就是价格较低、搭配低廉轮毂电机的电助力自行车,这些电助力自行车并没有太多“高大上”的新科技。

但就技术而言,现代新款的轮毂电机并不一定比中置电机差。如果搭配常在中置电机系统中使用的高科技系统和辅助设备,轮毂电机同样能提供完美的骑行体验。

随着轮毂电机技术的不断追赶,不少产品已拥有与中置电机相似的传感器,如扭矩和踏频传感器、速度和加速度传感器、倾斜传感器等,能够记录数据上传至软件,数据详细程度与中置电机不相上下。

此外,即便像可单独调节的电机特性和连接功能、模块化电池设计等前沿科技,也能够在当下配置轮毂电机的电助力自行车上找到。

可以负责任地说,此前中置电机与轮毂电机之间的巨大鸿沟正在缩小,这是一个时代的结束。轮毂电机在技术上不如中置电机的误区,是时候从脑海中抹去了。

误区二:轮毂电机适合低价格的电助力自行车

这种观点太过于片面了。无论是轮毂电机还是中置电机,都有对应低中高端市场的产品。但当下的主流观点是,轮毂电机通常用于廉价的电助力自行车,高端电助力自行车无一例外都会使用中置电机。

现在的市场风向正在发生改变,电助力自行车市场呈现出与此前完全不一样的图景。目前,电助力自行车的售价仍然非常高昂,在这样的高价格下,制造商们有足够的成本购买任何一种电机系统安装在自家的自行车上。

诚然,电助力自行车市场上充斥着大量低成本轮毂电机,使得购买电助力自行车的门槛有所下降。但对于高端细分市场的制造商而言,电机系统价格对于整车售价的影响,并不像你想象的那么有决定性。

制造商在一款高端电助力自行车上选择轮毂电机,那是因为他们看中轮毂电机高度的集成优势,同时也能保证优秀的性能,绝不仅是为了节省一些成本。

误区三:使用轮毂电机的电助力自行车重量分布不均衡

轮毂电机和中置电机具有不同的重量分布,这一事实不容置疑。就电助力自行车而言,中置电机安装于车轮之间,而且重心较低,其影响通常是有益的。而当安装轮毂电机时,大部分的重量会后移至后轮处,当然,只有一些对重量分布非常敏感的车手,才会注意到差别。

马勒的X20电机是市场上最轻的轮毂电机之一,重量仅为1.4公斤,在我们的测试中,我们可以监测到后轮在坡道的拖动感略强。如Mondraker Dusty XR的砾石电助力公路车,车辆后部增加的额外重量,会导致后轮在崎岖下坡时变得颠簸。

然而,如果你不是一名下坡爱好者,并不需要一辆超级敏捷的自行车,一辆带轮毂电机的优秀电助力公路车会让你玩得很开心。

总体而言,轮毂电机的特殊重量分布,对于整车的骑行感受只有轻微的影响。重要的是,重量分布需要与车架的几何形状和谐互动,这才是最考验制造商的。

目前,使用轮毂电机系统的电助力自行车制造商,在车架设计、几何、整体重量等方面有着高度的设计自由度。在实际的骑行测试中,我们只需花费很短的时间,便能适应轮毂电机系统的重量分布。

尽管如此,轮毂电机并没有统一的骑行感觉,这主要看电助力自行车制造商对于产品的定义。从动态和活泼、再到悠闲和缓慢,安装不同轮毂电机的电助力自行车,也会有不同的骑行感觉,甚至还会出现像FMoser Road Force这样的二合一电助力自行车的存在。

这款多功能电助力公路车配有两个后轮,一个带轮毂电机,一个不带轮毂电机。FMoser甚至凭借这一引领潮流的概念设计,获得设计创新奖。

误区四:轮毂电机更弱?中置电机更强劲?

由于重量和造型的区别,轮毂电机常被人们认为动力“弱鸡”,而粗壮的中置电机则是动力强劲的代名词。目前,直观的扭矩和重量数据,已经成为众多电机生产商们宣传的要点,但是它们本身对于电机系统的性能影响都不是决定性的。

由于轮毂电机是直接将力作用于车轮上,而没有途径传动系统产生的损耗,所以即便是纸面数据较差,也不意味着轮毂电机的实际输出“弱鸡”。马勒的专家认为,一款优秀的电机系统并不仅仅看纸面上的数据,还需结合实际骑行情况调教合适的扭力区间,而不是一味追求最大的动力输出。

你需要根据骑行用途选择电机系统

诚然,你完全可以采取简单的方法,根据重量、扭矩和价格等标准来选择电助力自行车,但这并不代表真正的实用。明确你的骑行需求要重要得多。

马勒已向众多电助力公路车、砾石公路车和城市自行车制造商供货齿轮轮毂电机。这样的搭配是非常适合的,因为齿轮轮毂电机适合中高速骑行的工况,而且也非常接近普通自行车的外观和骑行感觉,但是低速骑行领域则是它不擅长的。原因是什么呢,你如何确定这些差异呢?

骑行节奏

无论你的骑行节奏如何变化,轮毂电机都会将动力直接传递给后轮。因此,制造商们会注重调教其高效率工作范围和动力输出曲线,以适配骑行者的速度。

在这种情况下,你可以使用大盘摇车上坡,也可以轻松踩踏慢慢征服陡峭的爬坡,电机系统会随时察觉你的速度变化,并调整相匹配的扭矩范围。

通常情况下,轮毂电机在中高速下的骑行效率是最高的。然而,在低速骑行时会让人感觉动力较弱。事实上,许多车手会发现这会让踩踏更自然。大多数车手认为,从静止加速至15公里/小时,会比从15公里/小时加速至30公里/小时更困难。

在骑着安装轮毂电机的电助力自行车时,你能够以更自然的节奏骑行,就像普通自行车一样。

相比之下,中置电机只能根据骑行情况间接调整扭矩曲线,因为动力在传递到后轮之前,需通过传动系统这一“关卡”。相反,中置电机在高节奏骑行时的表现相当有限,它的转速通常会维持在70-90转/分钟之间。

这意味着,车手需要小心翼翼地将节奏保持在高效的转速区间内。而即便是在很低的速度下,中置电机也能迸发强大的动力,这通常会让一些新手不适应。博世会专门在显示屏上弹出换挡建议,帮助新手们进行适应。当下,全功率中置电机已发展到拥有非常高的峰值扭矩,因此即使在高效工况的范围之外,它们的性能也非常强大。

外观和骑行感觉

早年,电助力自行车奇丑无比的外观让不少颜值党难以接受,但随着电机系统小型化和集成化的发展,自行车简约主义者和唯美主义者也开始慢慢接纳电助力自行车。

马勒研发的TQ HPR 50或Specialized SL 1.1电机等中置电机,让电机系统也能与整车“和谐共生”,而且也具备非常自然和谐的电机特性。而巧妙隐藏于飞轮和碟片处的轮毂电机,能将电机的隐藏优势发挥得更好。

安装轮毂电机的电助力自行车,通常不需要对几何结构进行“大刀阔斧”地修改,不需要在中轴部位安装额外加固的电机支架,也不需要更宽的Q值。但由于重量分布的差异,与普通自行车相比,其操控性有所不同。

由于中置电机已经挤占了车架五通部位大部分的空间,其电池只能塞入狭小的下管处,造成一些车型的下管非常突兀。

相比之下,轮毂电机一般通过安装在车架下管至五通处的电池供电,这种电池特别纤薄。使用轮毂电机时,下管部位不受电池预留设计的影响,整车造型也会更加美观。

随着现代技术的发展,安装轮毂电机的电助力自行车,其车架中轴处也可安装扭矩传感器和一些数据监测设备,以提升骑行的体验感。

此外,踩踏阻力和噪音也是电助力自行车的缺点。目前,电机制造商们正想法设法降低踩踏阻力。但尽管如此,一些对于踩踏效率非常敏感的车手,仍然能感觉踩踏电助力自行车时的功率损耗。

想要得到完全“零阻力”的踩踏感觉,取决于电机制造商的调教经验和质量控制,即便是在这方面有优势的轮毂电机也是如此。

据说轮毂电机的运行更安静,部分原因是它安装于后轮部位,所以声音不那么明显;而中置电机在工作时,不仅距离车手更近,车架的腔体也加强了噪声的传导。但以上都不是关键因素,取决因素同样也是电机制造商的研发水平。

维护保养和磨损

在维护保养和磨损方面,轮毂电机和中置电机也存在着差异。

虽然齿轮轮毂电机和中置电机都有容易磨损的内变速箱,但设计者们当然也会考虑到这点,所以这些内变速箱的设计寿命都是非常长的,不用担心频繁维修保养的问题。

但相较于普通自行车,如果你不具备电气专业知识的话,是无法自己维护电助力自行车的。电助力自行车上的诸多部件都是与电机和电池系统紧密相联的,这增加了普通维护的技术含量,更何况是深度保养。

对于中置电机而言,电机驱动的加入会让链条、牙盘和飞轮这些部件过早磨损,而轮毂电机也需要强大的轮组、后叉部位的加强件来支撑电机工作。此外,由于轮毂电机需要额外布线,使得拆卸后轮变得非常困难,你只会在后轮爆胎时注意到这点,并现场化身“电工”。

不过马勒设计了“聪明”的解决方法,例如X20电机上的ACM(自动电机连接)系统,能够支持车手像普通车一样拆卸和安装后轮。

很多车友都不喜欢维修和保养自己的爱车,只想骑上它享受乐趣。但在骑行过程中,总会不可避免地遇上爆胎、断链等问题,一些好的维修辅助设计,能帮助你减少许多工作量。

总之,优秀的轮毂电机和中置电机都非常耐用和坚固,并不需要太多的维护工作,除非遇上一些常规故障,而这些问题在普通自行车上同样也会出现。

轮毂电机的未来发展

由于轮毂电机独特的工作方式,这项技术在某些领域的应用特别灵活,比如实现前后轮“双驱动”、 后轮转向、提升砾石公路车在沙质路面的抓地力等。双轮电驱动的VanMoof V城市自行车正在研发中,但也需要看看它在上市后反响如何。相比之下,当中置电机遇到技术瓶颈时,会表现出更大的复杂性。

没有最好的电机,只有最合适的用途

如今,市面上的电助力自行车电机系统已相对成熟,拥有“琳琅满目”的技术、传感器和功能。但还是需要注意,一款电助力自行车是否好骑,并不仅仅归结于电机系统。

没有最好的电机产品或最好的电机系统。一款电机系统安装在能发挥它最大优势的电助力自行车上时,那它就是最好的电机。

与车圈中很多“流言”不同,中置电机和轮毂电机并没有特定安装的自行车类别,也没有孰优孰劣之分。由于车型用途设计、操作模式和车手使用习惯的不同,即便是同一款电机系统也无法做到“一视同仁”。但是,当一款电机系统拥有制造商高水平的研发和制造技艺,并搭配于恰当的自行车上时,它的使用感受绝对不负你的期望。

责任编辑:Avalon

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  • EvanCheng 2023-11-11 14:20

    ”马勒研发的TQ HPR 50”TQ HPR 50是TQ集团研发的,马勒是Mahle,两个是不同的公司。 TQ HPR 50的信息可以查阅官网。马勒目前的产品线有X20和X35两个系列,具体可以查阅官网信息。

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    • EvanCheng 2023-11-11 14:35

      原文Mid-mounted motors such as the TQ HPR 50 or the Specialized SL 1.1 motor developed with MAHLE have also become very subtle这里or前后是两家不同的产品。

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  • 全部
  • ADHDmania 2023-11-14 03:02

    轮毂电机可以更加完美的隐藏这是辆电助力自行车的事实

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  • kingfar 2023-11-13 09:27

    大家都骑电助力时候,谁拉爆谁呢?

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  • KarlSong 2023-11-13 01:51

    没记错的话轮毂比中轴更容易改出大功率。

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  • 麻辣车手李二狗 2023-11-12 22:16

    中置电机太贵了   

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  • 青春爱骑车 2023-11-11 11:45

    就像满街的小电驴,不到三百块钱买个非常不错的轮毂电机,成本优势太明显了

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