如果说电机经过百年的发展,已经成为了电助力车的“灵魂”,那么与电机配合工作的传感器和控制器无疑是最佳助手。他们的应用使得电助力自行车摆脱了油门与脚踏的争议,真正踏上了Pedelec的发展。
毕竟电助力与电动车最大的区别就在于E-BIKE能够感知骑手的骑行状态从而给出恰当的助力,而传感器的作用就是收集人和车的运动数据。传感器是否靠谱,直接决定了一辆E-BIKE是真智能还是瞎助力。
上文有提到,电机驱动系统的配合工作即当骑行者进行踩踏时,传感器负责感应踩踏的力度和速度,将监测到的速度、踏频、力矩等信息传递给控制器,控制器通过计算发出指令来控制电机运转。
再细分下来,传感器和控制器的工作原理也穷理尽妙。
八方官网的SR PA310.32.ST
传感器根据EPAC(电力辅助循环)标准的规定,电动助力自行车必须通过踩踏发动,如果踩踏停止,单车也必须停止。
厂家需要在踏板轴上放置一个速度传感器,也可以增加一个测量骑行者放在踏板上的力(扭矩)的传感器。
虽然大多数电助力自行车使用者能够自主改变骑行的速度,但更多时候,自行车依靠传感器感受到的踩踏节奏和力量,进而控制单车的速度。
踏频传感器vs力矩传感器
目前市面上E-BIKE所使用的传感器可分为力矩传感器、踏频传感器、速度传感器。
力矩传感器是通过测量踩踏发力后金属表面产生的细微形变,感知骑行者踩脚踏的力度,从而获得高精度的扭力数值,进而理解骑行者的骑行意图。根据力矩传感器测量的位置,又可细分为后轴勾爪传感器、中轴传感器、盘爪传感器。
踏频传感器安装在曲轴组上,由感应触点和磁钢圈组成,通过测量踏频的大小判断助力需求,踏频越大,助力越强。踏频越慢,助力越弱。速度传感器同理。但这样的设定显然无法匹配真实需求,例如在爬坡或遇到逆风时,人的踏频和速度变慢,而电机却默认车友不需要太大的助力。
因此,使用踏频/速度传感器的E-BIKE通常会加入纯电动模式,然而这一定程度上也背离了电助力的初衷。一些品牌为了掩人耳目,也将其称作转速传感器或磁环传感器。
与任何需要配合工作的系统一样,电助力自行车的性能是否良好始于输入的信号是否精准。通俗来说,传感器相当于人体的感官系统,愈是清晰的感受愈能提高人的判断能力。
力矩传感器相比更加复杂和精密,通过对扭矩的测量,力矩传感器为控制器的工作提供了更加精确的输入数值。
一辆性能优质的电助力自行车通常不止单一的传感器,而是将力矩、踏频、速度传感器叠加使用,综合运算来判断当前的骑行状态。
例如LAVELO风行者E500所搭配的CM5001中置电机就配备了高精度力矩、踏频、速度传感器,可以根据踏频、踩踏力度和骑行速度精确地传输骑行者的信息,帮助传感器判断并输出助力。
LAVELO 风行者 E500