電動自行車：動力系統 ( I )

心得 · 2022-8-25 12:01

本文介紹電動自行車中會使用的幾種馬達動力系統。

最近才知道童車有用手工具機魔改的動力系統，但並非常規的方式，因此先就習知的馬達動力系統進行介紹。下圖有列出目前常見的四種，分別為
1. 前輪轂馬達 (Wheel Motor)
2. 後輪轂馬達
3. 中置馬達 (Mid Motor)
4. 管內馬達 (Tube Motor)

電動自行車動力系統

前輪轂馬達：
是逐漸淘汰的安裝方式，主要是騎乘感不佳；動力源在前方，等同於前驅車，因此會產生轉向不足、前輪磨損過大、打滑等問題。轉向不足除了馬達的重量因素外，當動力源在前輪，會導致騎乘者在轉彎時，動力傳遞的狀態變化，使轉彎的穩定性變差，造成轉向表現不佳。當前輪做為動力源，又要負責轉向，煞車時也要承受比較大的作用力，因此前輪的磨耗會加大。打滑現象也是因為前輪相較於後輪，比較容易有急加速時的上翹及轉彎的偏擺狀況，這會使馬達動力無法透過輪胎摩擦傳遞，造成打滑。由於前輪轂馬達對於重量的感受性會很直接，大多採用齒輪式輪轂馬達，以減輕重量，避免騎乘感受太差。而前輪轂馬達當初發展的主要優勢，就是安裝方便，只要換個前輪就可以，省除了後輪還要組裝變速器的麻煩。

後輪轂馬達：
為目前的主流配置，其特性就等同於後驅車，無論是轉彎或是急加速情況，後輪都能緊貼地面，使得動力輸出的穩定性高，騎乘者容易操控。因此後輪轂馬達對於重量的要求就遠低於前輪轂馬達，可以採用直驅式輪轂馬達，選擇性較多。

後輪轂馬達

中置馬達：
為近年的發展主力，主要特色是將馬達動力系統安裝於自行車中的五通位置，與曲柄直接銜接，使騎乘者可藉由踏板直接與馬達作動。若輪轂馬達是針對移動載具提供轉矩力量，那中置馬達的目標則是直接與騎乘者互動；換句話說，輪轂馬達考慮的是交通工具，中置馬達考慮的是人。因此仍將電動自行車做為休閒運動時，中置馬達會帶來更為直接的互動性。

中置馬達

管內馬達：
仍在發展當中的產品，其目標是希望從外觀上看不出馬達動力系統的存在，屬於中置馬達的再升級版。中置馬達為一整合型的動力系統，內部包括了馬達、齒輪箱、感測器、電控系統，導致體積較為龐大，安裝在五通位置時，常常顯得十分突兀。為了改良電動自行車的外觀造型，促發了管內馬達的概念，希望將動力系統全部藏在自行車的管內，使電動自行車的整體美感更佳。目前主要的趨勢是下管整合式，將電池、馬達動力系統、電控等等，都塞入下管當中。

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