Technika elektrokol

0

Na největším cyklo-veletrhu EuroBike v roce 2014 překonal počet firem vystavujících elektrokola (177) firmy nabízející klasická kola (130). Vývoj v oboru elektrokol je tak překotný postihnout všechny systém a technologie by vydalo na několik časopisů. Zůstaneme tedy u toho, co je podstatné pro náš trh a naši legislativu.

Aby elektrokolo určené pro běžný silniční provoz bylo stále jízdním kolem, může mít elektromotor o jmenovitém výkonu do 250W. Ten jezdci pomáhá kolo zrychlovat až do okamžité rychlosti 25 km/h. Po jejím dosažení se elektrická asistence vypne. Elektronika motor zapíná v okamžiku, kdy na kole začnete šlapat. Pokud šlapat přestanete, elektromotor se vypne. Evropská legislativa připouští také samostatnou motorovou jízdu „bez šlapání“, ale pouze do rychlosti 6 km/h, což je skvělé pro rozjezd elektrokola i bez nutnosti přehození na lehčí převod.  Kola pro jízdu mimo komunikace mohou mít elektromotor silnější než 250W, s takovými koly však nesmíte na silnici. Existují ale i výjimky – tedy terénní elektrokola, která mají jak režim pro město, tak režim nazývaný „off-road“, který dá elektrokolu v terénu nečekanou dynamiku.

Dodavatelé převáženě motorizačních sad a importéři čínských elektrokol na český trh však opakovaně argumentují na svých internetových prezentacích jinak, i když příslušné normy platí v ČR již od roku 2009.  Pojďme si tedy říci že elektrokolo opravdu NEJEZDÍ bez šlapání s akcelerační páčkou a že motor elektrokola NEMŮŽE mít výkon 1000W jak říká česká vyhláška zabývající se motokoly.

Možná se v následujících letech dočkáme dalších kategorií dopravních prostředků, jako jsou třeba rychlá elektrokola v Německu (Schnell Pedelec), která umožňují asistenci až do 45 km/h, nebo bude navržena specifická kategorie lehkých elektro-skútrů s možností akcelerátoru a s pedály.

Kam s motorem a jak na rekuperaci?

Elektrokolo je poháněno elektromotorem. Jeho umístění je nyní předmětem většiny debat odborníků i uživatelů.  Je středový pohon tím správným řešením? Pokud ano, pro jaký typ e-kol? A nemá motor v zadním náboji vyšší dynamiku? A proč doručovací služby a cargo kola jezdí dobře s pohonem vepředu?

Současné „status quo“ předurčuje motory s větší dynamikou pro sportovní vyžití – tedy středové a zadní pohony s výkony  >50 N.m. a zadní nábojové lehčí motory pro městskou dopravu.  Počet výrobců středových pohonů se za posledních několik let znásobil a vývoj jde stále kupředu.    Chystají se motory se zabudovanou přehazovačkou, motory s proměnným výkonem a světovou premiéru si odbyl i rekuperační motor se zabudovanými bateriemi, který nepotřebuje externí nabíjení (bohužel praktické výsledky tohoto Perpetua Mobile nejsou příliš uspokojivé).

Rekuperace, neboli „… a dobíjí se baterie šlapáním?“ je pro zájemce o elektrokolo stále atraktivní téma. Pojďme si zde říci, proč je neúčinná. Rekuperace kinetické energie neboli regenerativní brzdění známá a používaná technologie u všech elektromobilů už pronikla i do segmentu elektrokol. Ale, srovnáme-li odpor vzduchu a váhu jezdce na kole a automobilu, zjistíme, že co se energie týče, cyklista je na tom při jízdě z kopce asi 5x hůře než těžký, bateriemi napěchovaný, aerodynamicky tvarovaný, automobil. Především z tohoto důvodu bude za zcela ideálních podmínek energie vrácená do baterie rekuperací jenom 15% energie vydané. A to za cenu investice drahého zařízení – kapacitátoru. Některá stará elektrokola s olověnou baterií se chlubí také „rekuperací“, což je dáno možností nabíjet tuto baterii velmi nízkými proudy. Účinnost je zde ale na hranici měřitelnosti, cca 3%. Pokud tedy chcete na elektrokole dojet ještě dále, než je udávaný dojezd na baterii, vozte s sebou nabíječku a zapomeňte na sliby o rekuperaci!

Snímače pohybu.

Protože elektrokolo „pomáhá“ jenom když jezdec šlape, jsou sensory šlapání velmi důležitým prvkem celého systému. Obecně se rozlišují systémy kadenční (tedy sledující rychlost pohybu klik) a systémy torzní, které snímají tlak na kliky.  Přesnost sensorů je udávána počtem impulsů, které převádí do řídící jednotky. Více impulsů na jedno otočení klik přináší lepší ovládání dynamiky kola. Starší typy kol s 6ti magnetovým kotoučkem trpí nešvarem prodlevy a pak velmi rychlého rozjetí, moderní kola se naopak rozjíždí plynule, nebo ihned po doteku na pedály, dle nastavení uživatele.

Pro městskou a výletní jízdu jsou kadenční sensory zcela dostačující, naopak pro technickou jízdu v komplikovaném terénu, jsou zcela zásadní sensory torzní, které jsou ale obecně instalovány na dražší elektrokola.

Mozek elektrokola

Zmínili jsme řídící jednotku, tedy miniaturní počítač ukrytý v každém elektrokole a ovládající všechny jeho komponenty – zapínání, display, brzdy, sensory a především motor.   Moderní řídící jednotky jsou v případě středových pohonů jejich součástí, někdy jsou ukryty v obalu baterie (typicky u baterií na nosiči) někdy jsou součástí rámu (ideální pro dobré chlazení za jízdy).

Řídící jednotka pracuje s daným software, který je možné vylepšovat, podobně jako je tomu u moderních automobilů. Změno parametrů na ovládacím displeji elektrokola dojde k úpravě výkonu motoru nebo ke změně sensitivity senzorů. Letos se objevili první řídící jednotky, které komunikují přes rozhraní Bluetooth, například český výrobce Agogs představil svoji řadu terénních elektrokol, které lze ovládat aplikací přímo z mobilního telefonu.

Proč se zajímat o elektrokola

I když si t možná teď nemyslíte, pokud jezdíte na kole pro sport a zábavu, koupíte si elektrokolo možná trochu později, až vaše výkonost klesne. Velmi pravděpodobně, ale začnete elektrokolo používat daleko dříve – pro dopravu. K tomu ale potřebujete překonat dopravní šok. Tímto označením se definují všechny nástrahy města na kole – strach z dopravy, z překážek, z neznalosti trasy i z počasí.  Minimálně v prvních dvou elektrické kolo přinese úlevu – rozjíždíte se rychle, udržujete kontinuální rychlost s automobily na městských komunikacích a nevadí vám převýšení ani jízda se zátěží.  Možná to zní dnes jako sci-fi, ale možná si tento článek schováte a přečtete za 10 let. V té době bude 50% osobní dopravy ve městech absolvováno na elektrokolech (a jim podobných elektrických dopravních prostředcích). Nevěříte? Jeďte se podívat do Madridu, kde město provozuje bike-sharing s 1800 elektrokoly, nebo navštivte Tel-Aviv kde se je elektrokolo stalo za 3 roky hlavní dopravou pro více než 30% obyvatel.

Sdílet