Phạm vi hoạt động khác nhau như thế nào giữa xe đạp điện có động cơ trung tâm và động cơ dẫn động giữa?

Tại sao loại động cơ thay đổi phương trình phạm vi

Một động cơ trung tâm nằm bên trong bánh trước hoặc bánh sau và dẫn động bánh xe trực tiếp, không phụ thuộc vào các bánh răng của xe đạp. Nó cung cấp một lượng mô-men xoắn khá ổn định bất kể tốc độ hay độ nghiêng, có nghĩa là nó phải làm việc nhiều hơn — và hút nhiều dòng điện hơn — khi leo đồi hoặc tăng tốc từ điểm dừng. Ngược lại, một động cơ dẫn động giữa được gắn ở tay quay của xe đạp và truyền lực qua hệ thống xích và bánh răng hiện có. Điều này cho phép động cơ luôn hoạt động trong phạm vi RPM hiệu quả nhất, tương tự như cách động cơ ô tô được hưởng lợi từ hộp số.

xe đạp trọng lượng nhẹ

Động cơ dẫn động giữa không chỉ di chuyển xe đạp - nó hoạt động với hộp số riêng của xe đạp, cách mà hộp số cho phép động cơ duy trì hoạt động hiệu quả trong phạm vi hoạt động của nó.

Hiệu suất mô-men xoắn và tiêu thụ năng lượng

Bởi vì động cơ dẫn động giữa có thể nhân mô-men xoắn thông qua các bánh răng thấp hơn khi leo dốc, nên nó không cần tiêu thụ nhiều dòng điện thô để tạo ra lực chuyển tiếp tương tự như động cơ trung tâm. Thử nghiệm hiệu suất độc lập đã cho thấy hệ thống truyền động giữa có thể tiết kiệm năng lượng hơn từ 15% đến 20% so với động cơ trung tâm dẫn động trực tiếp trên các tuyến đường đồi núi , chuyển trực tiếp thành số dặm nhiều hơn cho mỗi lần sạc. Trên địa hình bằng phẳng, khoảng cách hiệu quả thu hẹp đáng kể vì cả hai loại động cơ đều không cần phải hoạt động chống lại trọng lực.

Phân bố trọng lượng và lực cản lăn

Động cơ trung tâm tăng thêm trọng lượng không có lò xo cho bánh xe, điều này có thể làm tăng nhẹ lực cản lăn và giảm hiệu quả lái xe tổng thể, đặc biệt là trên các bề mặt gồ ghề. Động cơ truyền động giữa giúp trọng lượng tập trung gần khung dưới cùng của xe đạp, cải thiện sự cân bằng và giảm năng lượng bị mất do rung lắc hoặc rung lắc của bánh xe. Đây là một lý do khiến nhiều người xe đạp trọng lượng nhẹ trong phân khúc hiệu suất và người đi lại ngày càng được xây dựng dựa trên hệ thống dẫn động giữa — khối lượng tập trung hỗ trợ cả khả năng xử lý tốt hơn và phạm vi di chuyển dễ dự đoán hơn.

Các yếu tố khác ảnh hưởng đến phạm vi hoạt động bất kể loại động cơ

Loại động cơ đặt ra hiệu suất cơ bản, nhưng một số biến số khác có thể thay đổi phạm vi từ 20% trở lên theo một trong hai hướng, bất kể bạn chọn hệ thống động cơ nào.

Cấp độ hỗ trợ và phong cách cưỡi ngựa

Lái xe ở chế độ hỗ trợ thấp và đóng góp nhiều sức mạnh cho bàn đạp hơn có thể mở rộng phạm vi di chuyển từ 30% đến 50% so với lái xe ở chế độ hỗ trợ tối đa hoặc chỉ dùng ga. Điều này đúng cho cả hệ thống trung tâm và dẫn động giữa, vì mức hỗ trợ cao hơn luôn lấy nhiều dòng điện hơn từ pin bất kể dòng điện đó được chuyển đổi thành chuyển động thuận hiệu quả như thế nào.

Trọng lượng người lái và tải trọng hàng hóa

Cứ thêm 25 lbs (khoảng 11kg) trọng lượng của người lái hoặc hàng hóa có thể giảm phạm vi hoạt động khoảng 5% đến 10%, vì động cơ phải hoạt động nhiều hơn để duy trì cùng tốc độ và gia tốc. Hiệu ứng này rõ ràng hơn một chút trên các hệ thống động cơ trung tâm, hệ thống này không thể sử dụng hộp số giảm tốc để bù tải tăng thêm một cách hiệu quả như động cơ truyền động giữa.

Dung lượng pin và tuổi

Pin lớn hơn, được đo bằng watt-giờ (Wh), trực tiếp mở rộng phạm vi hoạt động bất kể loại động cơ. Pin 750Wh có thể cung cấp phạm vi hoạt động xa hơn khoảng 50% so với pin 500Wh trong cùng điều kiện. Tuổi của pin cũng quan trọng: hầu hết pin xe đạp điện lithium-ion vẫn giữ được khoảng 70% đến 80% công suất ban đầu sau 500 đến 800 chu kỳ sạc đầy , nghĩa là pin cũ đương nhiên sẽ cung cấp phạm vi hoạt động ngắn hơn ngay cả khi bản thân động cơ không thay đổi.

Áp suất lốp và lực cản lăn

Lốp non hơi làm tăng lực cản lăn và có thể giảm phạm vi di chuyển từ 5% đến 15%. Điều này áp dụng như nhau cho cả hai loại động cơ, vì động cơ phải bù lại lực cản bổ sung cho dù nó được gắn ở đâu trên xe đạp.

Nhiệt độ môi trường xung quanh

Pin lithium-ion mất hiệu quả trong thời tiết lạnh và người lái có thể thấy phạm vi hoạt động giảm từ 10% đến 20% khi nhiệt độ giảm xuống dưới 40°F (khoảng 4°C) so với điều kiện nhiệt độ phòng ôn hòa. Hiệu ứng này mang tính chất hóa học chứ không phải cơ học, vì vậy nó áp dụng giống hệt cho xe đạp điện có động cơ trung tâm và động cơ dẫn động giữa. Bảo quản pin trong nhà trước chuyến đi trong thời tiết lạnh, thay vì để pin tiếp xúc qua đêm, có thể giúp giảm thiểu tổn thất này.

Sức cản của gió và tốc độ cưỡi ngựa

Tốc độ cao hơn làm tăng đáng kể lực cản khí động học và mức tiêu thụ năng lượng tăng gần như bình phương tốc độ. Lái xe liên tục ở tốc độ 20 dặm/giờ thay vì 12 dặm/giờ có thể giảm phạm vi di chuyển từ 25% trở lên, đơn giản vì động cơ phải vượt qua lực cản gió lớn hơn đáng kể để duy trì tốc độ nhanh hơn. Gió ngược làm tăng thêm hiệu ứng này, bất kể xe đạp sử dụng động cơ trung tâm hay động cơ dẫn động giữa.

Cách chọn dựa trên ưu tiên của bạn

Việc lựa chọn giữa động cơ trung tâm và động cơ dẫn động giữa cuối cùng phụ thuộc vào địa hình bạn đi thường xuyên nhất và mức độ bạn đánh giá cao phạm vi hoạt động tối đa so với chi phí trả trước và sự đơn giản.

1. Nếu tuyến đường đi làm hoặc tuyến đường thông thường của bạn bằng phẳng và có thể dự đoán được, thì một chiếc xe đạp điện có động cơ trung tâm có thể cung cấp phạm vi hoạt động gần như tương đương với mức giá thấp hơn.
2. Nếu chuyến đi của bạn thường xuyên bao gồm đồi, núi hoặc địa hình hỗn hợp, động cơ dẫn động giữa thường sẽ mở rộng phạm vi hoạt động của bạn một cách đáng kể và giảm căng thẳng cho pin khi leo núi.
3. Nếu giảm thiểu trọng lượng tổng thể của xe đạp là ưu tiên hàng đầu, hãy hướng tới hệ thống dẫn động giữa, hệ thống này phổ biến hơn ở xe đạp trọng lượng nhẹ được thiết kế để đi đường dài hoặc hiệu suất.
4. Nếu mức bảo trì thấp và việc sửa chữa đơn giản là quan trọng nhất thì hệ thống động cơ trung tâm có thể phù hợp hơn với nhu cầu của bạn, đặc biệt đối với những người lái xe bình thường hoặc không thường xuyên.
5. Nếu bạn thường xuyên chở hàng hóa hoặc đi cùng hành khách, hãy cân nhắc sử dụng động cơ dẫn động đặt giữa kết hợp với dung lượng pin lớn hơn để bù đắp tác động của trọng lượng tăng thêm lên phạm vi di chuyển.

Trong thực tế, không có loại động cơ nào vượt trội hoàn toàn — lựa chọn đúng đắn phụ thuộc vào việc kết hợp sức mạnh của hệ thống với điều kiện lái xe thực tế của bạn. Những tay đua ưu tiên khả năng leo dốc, hiệu quả trên các địa hình khác nhau và tổng trọng lượng xe đạp thấp hơn có xu hướng thiên về động cơ dẫn động đặt giữa, trong khi những người muốn thiết lập đơn giản hơn, giá cả phải chăng hơn cho các tuyến đường đi lại bằng phẳng thường thấy động cơ trung tâm hoàn toàn phù hợp. Kiểm tra xe đạp trong các điều kiện tương tự như lộ trình hàng ngày của bạn vẫn là cách đáng tin cậy nhất để ước tính quãng đường bạn thực sự sẽ trải qua.

Cũng cần xem xét thói quen đạp xe của bạn có thể thay đổi như thế nào theo thời gian. Người lái xe bắt đầu đi lại trên những con đường bằng phẳng sau này có thể muốn khám phá những tuyến đường dốc hơn hoặc những chuyến đi cuối tuần dài hơn, trong trường hợp đó, phạm vi mở rộng và hiệu quả leo dốc của động cơ dẫn động giữa có thể có giá trị về lâu dài hơn so với khoản tiết kiệm chi phí ban đầu của hệ thống động cơ trung tâm. Ngược lại, người lái xe chỉ cần những chuyến đi ngắn, bằng phẳng để đi làm hoặc đi làm việc vặt có thể thấy rằng động cơ trung tâm có thể đáp ứng thoải mái nhu cầu của họ mà không bao giờ đẩy pin đến gần giới hạn của nó.

Cuối cùng, việc so sánh các số liệu phạm vi được quảng cáo cạnh nhau chỉ là điểm khởi đầu. Bởi vì phạm vi hoạt động trong thế giới thực phụ thuộc rất nhiều vào địa hình, trọng lượng của người lái, mức độ hỗ trợ và thậm chí cả thời tiết, nên tốt nhất hãy coi ước tính của nhà sản xuất là mức trần hơn là sự đảm bảo. Yêu cầu kiểm tra dữ liệu phạm vi trong các điều kiện gần giống với điều kiện của bạn — đường đi làm trên đồi, tải hàng hóa hoặc lái xe trong thời tiết lạnh — sẽ cung cấp cho bạn bức tranh chính xác hơn nhiều về những gì sẽ xảy ra so với chỉ một con số trên đường bằng phẳng.