以自行车为根开发电力助动自行车 电力助动自行车是一种有两个车轮，以蓄电池为辅助能源，可以人力骑行和电助动骑行，但不能纯电动骑行的特种自行车。理想的电力助动自行车以自行车为母体，加装电力助动系统（EPAS:Electric Power Assistant System）而成。这种车先天继承了自行车轻便，脚踏骑行能力强的优点，加上电力助动，如虎添翼，骑行更加轻快、舒适。欧盟诸国和日本没有电动自行车，只有电力助动自行车。预计不久的将来，电力助动自行车也将成为中国轻型电动车辆的主流。
不改弦易辙，很难再有发展 一些电动自行车商家之所以走入摩托化的歧路，原因是多方面的。有技术方面的原因，有管理方面的原因，甚至有文化传统方面的原因。我国开发电动自行车比较早，当时只有体大身重的铅酸电池，易损低效的有刷电机和手动控制电机转速的技术，想让车子有优异的脚踏骑行能力不太可能，只能以电动为主，脚踏骑行为辅。人力、电力两不相干，不能紧密配合。1999年国标委公布了一个有关电动自行车的标准。在此标准中，电动自行车被定义为具有两个车轮，以蓄电池为辅助能源，具有脚踏骑行，电动和电助动功能的特种自行车。按此定义，电动自行车可以电动骑行。可以电动骑行，谁还人力骑行？完全用电驱动，不用人力蹬车，它还是自行车吗？虽然此标准给出了一系列技术指标，企图让它不要偏离自行车的行列，例如对最高车速、车重、脚踏骑行能力等进行了限定，但定义已定，再多的指标也无法让其回归为自行车了。 国家标准可不是小学生作文，多两个字，少两个字都没多大关系。多了“电动”两个字虽说没弄得天翻地覆，但却让电动自行车行业的很多商家走入摩托化的歧途，而且一走就是十年之久。一股潮流一旦形成，没有壮士断臂的决心和毅力很难拦住。偏偏前些年又监管缺失，于是摩托化愈演愈烈，车子越来越重，车速越来越高，甚至脚蹬子都去掉了。最可怕的是，公然不以制作超标的电动自行车为耻，反而为荣，认为自己在创新，在领导新潮流。 实际上电动摩托比燃油摩托要好，它节能、省钱、不污染空气、速度低，所以安全性能相对好一些。唯一令人遗憾的是它不再是自行车了，跨入了机动车的行列。我对开发生产电动摩托没意见，也没偏见。只是讨厌一些人冒充专家，明明是电动摩托，非说是自行车。挂羊头卖狗肉，颠倒黑白，指鹿为马，从中渔利。 2011年，国家四部委联合发文，要求限期淘汰在用超标电动自行车；在此之前，九部委联合发文，要求整顿铅酸电池行业。这两个文件无疑给电动自行车行业提出了严峻的挑战。电动自行车往何处去？怎样发展？这成了每个电动自行车制作商都要考虑的问题。我认为出路有三条： 这是一个最彻底的解决方案。
电力助动自行车之所以性能优良，前途光明 主要原因是它的根是自行车，它用的是自动控制系统
一个真正的电力助动自行车应该具有下述性能： 1、向前蹬车有电助力，不蹬车无电助力，向后蹬车电助力立即停止。 2、电助力基本上应与人蹬车的力矩成正比。 3、车速到一定值，电助力开始减少。车速达到最高车速后，电助力消失。 4、启动要柔和，骑行时助力要平稳。
电动自行车要用一支手常态地调控助力，而且很难人力骑行；电力助动自 行车则不然，它是在脚蹬车的同时对电助力进行自动控制，而且车把上要装一个开关，随时转换人力骑行和电助力骑行。相比之下骑电力助力自行车要比骑电动自行车安全得多。 再来说车重。电力助动自行车的车重不能大于25公斤，因为车子太重就无法人力骑行了。过去电动自行车使用铅酸电池，车重都在50公斤左右，反正是电动骑行，不用人蹬，车重一点没有多大影响。 有些人总拿欧盟和日本标准说事，说人家的最高车速是每小时25公里，而我国的最高车速却只是每小时20公里。孰不知欧盟和日本标准是电力助动自行车标准，而我国是电动自行车标准。电动自行车是用调速手柄调速的，用手轻轻一拧，车速就可以上去。而电力助动自行车是用蹬车来控制车速的，要想速度快，则要使劲蹬车，达到最高车速不容易。轻而易举就可办到的事，则要多些限制，要费很大力气才能办的事，则可限制少些，宽容些。我国电动自行车的标准规定助动车的最高车速不测量，言外之意就是不限定。
无疑电力助动自行车的性能优于电动自行车。若把电力助动自行车也认为是一种电动自行车的话，这种电动自行车完全可以达到国标的要求，甚至是“超额” 目前我国开发生产电力助动自行车有两种途径。一种是改进电动自行车，让其达到电力助动自行车的要求。这种车与日本早期的助动车有点像，通常把锂电池电池盒放在车座下面，电机放在后轮上，车架要单独制作。 另一种是用自行车改装电力助动自行车。这种车通常将电机放在前轮上，多用后衣架式电池或水壶式电池。传感器放在五通左侧或五通中。 后个途径比较简单，而且更容易保证生产出来的电力助动自行车的性能，尤其是脚踏骑行性能。用这种方法生产助动车，一定要注意加装电助动系统不能损伤原自行车的车体，不能破坏原车的脚踏骑行机构。用这种办法生产电力助动自行车，实际上可以把生产过程分为两步。第一步分别生产自行车和电力助装系统。第二步是将电力助动系统加装到自行车上。开发生产自行车属机械加工，而开发生产电力助动系统属电器加工。两个行当分别生产更有利于保证质量。 要开发生产电力助动自行车，首先明确要以自行车为根，而不能以其他什么车为根。这一点技术上不难，难在有些人的传统概念。他们总认为自行车简单，电动自行车复杂。其实不然，自行车倒是越来越精密，而电动自行车的档次却不见提高，总脱不了粗糙廉价的框框。 开发生产电力助动自行车的关键是开发自动电助力系统。电动自行车是一个手动控制电机旋转的系统，而电力助动自行车要用自动的电助力系统，这个系统要能感知到人蹬车的力矩和车速，以及电池电压和电流，自动地给出电助力让电机旋转。这就需要有一个传感器来传感这些信息，输入给电脑，经电脑处理后给出合适的电助力。 电力助动自行车已不再仅仅是一种机械产品，而是个典型的机电一体化产品。电力助动自行车已经成为一种家用电器，而且是个智能的家用电器。 中国电力助动自行车发展迅速，即将跨入世界顶尖行列四年前，记得有位电动自行车行业的企业家曾经说过，现在市场上根本就没有完全符合国家标准的电动自行车。他说这话不到一年，即2009年，欧盟与日本都推出电力助动自行车新的标准。如果认为电力助动自行车也是一种电动自行车的话，它可以完全符合我国的电动自行车标准。虽然欧盟和日本的标准中没有诸如车重、脚踏骑行能力等技术指标，但它的不能纯电动骑行的规定就保证了它能全部达到这些指标。2010年，我国的电力助动自行车已按新标准向欧盟和日本出口。估计到2012年，出口量将会大幅度增加。中国的电力助动自行车发展如此迅速，大概不但让这位企业家始料不及，也让这个行业的许多人感到意外。 中国的电力助动自行车之所以发展得如此迅速，首先得力于中国锂电池的发展。在国家相关政策指导下，我国这几年锂离子电池发展得很快，现在大多数省都有锂电池厂，有的省还不止一家。锂离子电池本身的质量以及保护板的质量都得到了很大的提升。锂电池体积小重量轻，没有二次污染的问题，很适合用在电力助动自行车上。对此有位专家说得很有道理，锂电池在电动车辆上的应用，一定是先从“两轮”开始，然后才能用到“四轮”上。 中国电力助动自行车的发展，第二个得力于小型高速电机的出现。原来电动自行车上用的多是慢速电机，不用减速，直接放在轮毂中就可以了。这种电机功率虽然很大，但力矩却不大。为了爬坡，电机的功率做得很大，体积和重量也越来越大。但也有一些厂家长期致力于小型高速电机的开发。这种高速电机内有减速和离合机构。体积重量都很小。因为用在助力车上，所以功率也不是很大，多在150W到250W之间。近来开始流行的前置式的电机，体积更小，重量更轻。 最后一个有助于我国电力助动自行车发展的是新型的自动助力控制系统的出现。助力车的自动助力控制系统由传感器、控制器和显示仪表组成。中国传感器的水平近年来得到很大发展，过去几个厂家搞的都是弹簧式的力矩传感器，它要放在右边，代替齿盘。2010年北京逸骑电动车辆公司新推出的时间型力矩传感器不是通过一种媒体的变形来测力，而是测在力的作用下产生的加速度。用运动学的结果来测量其动力学的根源，所以可以进行无接触式测量，即保证了测量的精度，又保证了测量长久的一致性。众所周知 力矩=力臂*力 力=质量*加速度 对于一个特定的自行车来讲，力臂和质量都是不变的常量，即 力矩=常数*加速度 所以测到了加速度就等于测到了力矩。可以测到加速度，当然也可以测量到速度。这样用一个传感器就可以完成力矩和车速两项测量。将测到的信号送入电脑，经过一系列算法的处理，就可以给出合适的电助力，实现全自动的助力控制。 过去人们一直都认为日本的力矩助力型的电力助动自行车搞得不错，但相比之下，中国开发的电力助动自行车更有特点。 1.日本车的助力小，中国车的助力大。按日本相关标准规定，它的最大人力助力比值不许超过1:2.此项规定使得车子助力太小，上大于4度的坡都很费力。而中国的人力助力比没有限定，最大可达1:4，所以中国的电力助力自行车助力大，可以轻松爬上14度的陡坡。骑行起来很舒服。也许有人辩解说，日本车是为了让人多用力，可以锻炼身体。但我们是不是也可以理解为其传感器的传感范围和精度不够，人力助力的比值只能达到1:2. 2.日本车是分档助力+力矩助力，中国车可以实现全程力矩助力。拧调速手柄是常态手动调速，必须去除。拨动分档开关是瞬态的半手动调速，也应该减少，否则会影响骑车安全。全程力矩助力，让对助力的控制全部随人蹬车完成是全自动控制。这项技术帮助人实现了骑电力助动自行车与骑自行车完全一样的梦想。 3.日本没有起动过程，可以认为是硬起动，蹬车立刻有电。中国车专门设计了起动过程，属于软起动，蹬车半圈后有电，一至两圈后电助力才逐步进入正常助力。也许日本车助力小，硬起动给人的突发感觉不明显，对电池和电机的损伤不明显；中国车助力大，为了安全，起动一定要柔和，即要进行软起动。 欧盟的电力助动自行车也在起步阶段。欧盟相关标准制定得比较合理，加之其工业基础好，所以其车子的有些性能也不错。总之相比之下，虽然中国国内电力助动自行车用得不多，但水平并不差。电池、电机和助力控制系统都具有特色，并有多项自主知识产权。不久的将来，中国的电力助动自行车一定会跨入世界顶尖行列。 |
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