Rafmagnshlaupahjól eru orðin ótrúlega þægilegur ferðamáti fyrir marga, sérstaklega í þéttbýli. Við getum rennt áreynslulaust í gegnum göturnar, notið vellíðan og frelsis, sérstaklega þegar farið er yfir stuttar vegalengdir. Hins vegar, einn þáttur sem oft fer óséður er rafhlaðan. Hvað gerist þegar rafhlaðan klárast?
Venjulega endurhlaðum viðRafhlaða rafhjólatil að endurheimta kraft sinn, sem er hvernig það virkar. En hefurðu einhvern tíma velt því fyrir þér, ef við værum ekki með rafhlöðu, hvernig gætum við annars knúið rafmagnsvespu? Þó að þetta kann að virðast ómögulegt, er það ekki eins flókið og það kann að virðast. Rafmagnshlaupahjól eru ekki eingöngu háð rafhlöðum. Sumir mögulegir kostir og lausnir gætu veitt rafmagnsvespu án þess að nota rafhlöðu.
Í þessari grein mun ég kanna nokkrar af þessum öðrum aflgjafa og sjá hvernig við getum knúið rafmagnsvespu þegar rafhlaðan er ekki tiltæk.
Grunníhlutir og vinnureglur rafmagns vespu
Áður en kafað er í hvernig við getum knúið rafmagnsvespu án rafhlöðu er mikilvægt að skilja hvernig vespan virkar í fyrsta lagi. Rafmagnsvespa, eins og nafnið gefur til kynna, samanstendur af þremur lykilþáttum: rafhlöðunni, mótornum og rafeindastýrikerfinu. Þessir þrír hlutar vinna saman til að tryggja að vespun virki vel.
Rafhlaða
Rafhlaðan er "hjarta" rafmagns vespu, sem veitir nauðsynlega orku fyrir mótorinn. Flestar rafmagnsvespur nota litíumjónarafhlöður, sem eru vinsælar vegna smæðar, léttar, mikla hleðsluskilvirkni og getu til að veita vespuna nægan kraft til að starfa yfir langan tíma. Rafhlaðan vinnur í takt við rafeindastýrikerfið til að stjórna flæði rafmagns til mótorsins.
Mótor
Mótorinn er aflgjafinn sem knýr rafvespuna áfram. Algengar mótorgerðir sem notaðar eru í rafmagnsvespur eru burstalausir DC mótorar (BLDC) og bursti mótorar. Burstalausir mótorar eru mikið notaðir vegna þess að þeir eru skilvirkari, valda minna sliti og framleiða minni hávaða. Kraftur mótorsins ákvarðar hraða og klifurgetu vespunnar.
Rafrænt stjórnkerfi
Rafeindastýrikerfið virkar sem "heili" rafvespunnar. Hlutverk þess er að stjórna hraða og styrk straumsins sem flæðir frá rafhlöðunni til mótorsins. Með því að stilla strauminn hjálpar stýrikerfið vespunni að hraða, hægja á og viðhalda stöðugri ferð.
Í stuttu máli skilar rafhlaðan raforku í gegnum stýrikerfið til mótorsins sem keyrir síðan vespuna áfram. Þegar rafhlaðan er tæmd missir vespuna afl og þarf að endurhlaða hana til að halda áfram notkun.
Aðrar aflgjafar án rafhlöðu
Þar sem rafhlaðan er svo mikilvæg fyrir virkni rafmagns vespu, hvernig getum við veitt vespunni afl án þess? Reyndar eru nokkrir aðrir orkugjafar sem gætu komið til greina. Þó að þessar aðferðir séu ekki eins algengar og rafhlöður, þá bjóða þær upp á hugsanlegar lausnir í ákveðnum aðstæðum.
1) Notkun ytri aflgjafa
Þetta gæti hljómað óvenjulegt, en í raun og veru er hægt að knýja rafmagnsvespur með utanaðkomandi aflgjafa. Þessi aðferð er svipuð því hvernig við útvegum rafmagn til rafmagnsverkfæra. Þú gætir tengt vespuna við jafnstraum (DC) aflgjafa eða jafnvel við rafmagn til að knýja mótorinn.
Helsta vandamálið við þessa aðferð er hins vegar flytjanleiki. Rafmagnssnúra takmarkar verulega hreyfanleika vespu. Að auki er spennusamsvörun önnur tæknileg áskorun. Án réttra millistykki eða straumstjórnunarkerfis gæti of há eða of lág spenna skaðað stjórnkerfi vespu. Þannig að á meðan ytri aflgjafi gæti boðið tímabundið afl fyrir vespu, getur það ekki þjónað sem langtímalausn.
2) Notkun pedalaðstoðaðs krafts
Annar valkostur við að nota rafhlöðu er að nota pedalastyrk. Þessi aðferð byggir ekki algjörlega á rafmótornum heldur sameinar handvirkt pedali með rafaðstoð. Í meginatriðum getur ökumaðurinn trampað á vespuna til að veita kraft. Þó að þessi aðferð sé ekki eins þægileg og algjörlega rafhlöðuknúin vespu, getur hún verið gagnleg þegar rafhlaðan klárast.
Þar að auki hafa nokkrar blendingar rafmagnsvespur verið þróaðar, þar sem vespan notar enn pedalafl eftir að rafhlaðan klárast, sem hjálpar ökumanninum að komast á áfangastað. Þessi blendingsaðferð veitir fjölhæfari lausn en treystir á líkamlega áreynslu ökumannsins.
3) Notkun eldsneytisfrumna eða annarra orkugjafa
Fyrir þá sem vilja forðast algjörlega notkun rafhlöðu geta vetniseldsneytisfrumur verið áhugaverður valkostur. Þrátt fyrir að þessi tækni sé enn á frumstigi þróunar hefur henni þegar verið beitt á rafbíla og önnur rafknúin farartæki. Vetnisefnarafi framleiðir rafmagn með hvarfi vetnis og súrefnis og það rafmagn er hægt að nota til að knýja mótorinn.
Hins vegar er vetniseldsneytisfrumutækni enn á tilraunastigi og enn ekki útbreidd. Það er dýrt og vetniseldsneytisstöðvar eru ekki almennt fáanlegar. Að auki hafa eldsneytisfrumur tilhneigingu til að vera fyrirferðarmeiri og þyngri en litíumjónarafhlöður, sem gæti haft áhrif á heildarhönnun og meðhöndlun vespu. Þess vegna, þótt þessi tækni gefi loforð, er hún ekki enn raunhæfur kostur fyrir almennar rafmagnsvespur.
Kostir og gallar annarra aflgjafa
Nú þegar við höfum kannað nokkra aðra aflgjafa fyrir rafmagnsvespur, er kominn tími til að sundurliða kosti og galla hverrar aðferðar. Þó að þessir kostir geti veitt orku þegar hefðbundin rafhlaða er ekki tiltæk, þá fylgja þeir eigin áskorunum og takmörkunum.
1) Ytri aflgjafi
Kostir:
Strax aflgjafi: Ef þú ert nálægt rafmagnsinnstungu geturðu fljótt tengt vespuna þína við ytri aflgjafa, sem gæti gert þér kleift að halda áfram að nota vespuna stuttar vegalengdir.
Engin þörf á rafhlöðuviðhaldi: Þetta útilokar þörfina fyrir hefðbundna rafhlöðuhleðslu og viðhald, sem er algengt áhyggjuefni fyrir marga vespueigendur.
Ókostir:
Takmörkuð hreyfanleiki: Stærsti gallinn er skortur á færanleika. Hlaupahjólið þitt væri bundið við aflgjafa, sem gerir það óhagkvæmt fyrir flesta notendur sem þurfa að hreyfa sig frjálslega.
Hugsanlegt tjón á stjórnkerfinu: Eins og fyrr segir, ef spenna frá ytri aflgjafa er ósamræmi, gæti það skaðað mótor eða stjórnkerfi vespu.
Öryggisáhætta: Stöðugt að tengja vespu við utanaðkomandi aflgjafa, sérstaklega í umhverfi utandyra, gæti valdið öryggisáhættu, svo sem rafstuði eða hættu á að hrasa.
2) Pedal-Assisted Power
Kostir:
Ekki treysta á utanaðkomandi rafmagn: Þetta er sannarlega sjálfstæður aflgjafi, þar sem hann treystir á mannlegt átak, sem gerir það tilvalið þegar rafhlaðan er alveg tæmd eða ekki tiltæk.
Bætir hæfni: Pedaling bætir við þætti hreyfingar, sem gæti verið aðlaðandi fyrir knapa sem vilja sameina líkamlega hreyfingu og ferðalög.
Aukið drægni: Samsetning rafmagns og mannafls getur hugsanlega aukið drægni vespuns, sem gerir þér kleift að ferðast lengri vegalengdir jafnvel án fulls rafhlöðuorku.
Ókostir:
Líkamleg áreynsla krafist: Þó að þessi aðferð sé sjálfbær, krefst hún þess að ökumaðurinn beiti orku, sem getur verið þreytandi, sérstaklega fyrir þá sem eru ekki líkamlega undirbúnir.
Takmarkaður kraftur: Pedalafl getur ekki komið í stað þæginda og hraða sem fullhlaðin rafhlaða getur boðið upp á, sem gerir hana óhagkvæmari fyrir lengri ferðir eða fyrir notendur sem þurfa að ferðast hraðar.
Ekki tilvalið fyrir alla notendur: Hlaupahjól með pedali henta kannski ekki fólki með hreyfihömlun eða þeim sem kjósa algjörlega rafknúna, áreynslulausa ferð.
3) Eldsneytisfrumur eða aðrir orkugjafar
Kostir:
Mikil orkunýtni: Vetniseldsneytisfrumur og önnur önnur orkutækni geta boðið upp á skilvirkari orkulausn en hefðbundnar rafhlöður, sem hugsanlega veita lengri drægni með minni þyngd.
Umhverfisávinningur: Vetniseldsneytisfrumur, til dæmis, framleiða vatn sem aukaafurð, sem gerir þær umhverfisvænni samanborið við hefðbundnar rafhlöðuknúnar vespur, sem reiða sig á litíumnámu og endurvinnsluferli.
Möguleiki á lengri ferðavegalengdir: Þegar innviðir fyrir eldsneyti á vetnisknúnum vespur verða útbreiddari gæti þetta leitt til verulega lengri ferðavegalengda samanborið við hefðbundna rafhlöðuknúna valkosti.
Ókostir:
Mikill kostnaður og takmarkað framboð: Eldsneytisafrumatækni er dýr og innviðir fyrir eldsneyti á vetni eða öðrum öðrum orkugjöfum eru ekki enn þróaðir í stórum stíl.
Þyngd og magn: Eldsneytisselar og tengdur búnaður eru almennt þyngri og fyrirferðarmeiri en rafhlöður, sem gæti haft áhrif á meðhöndlun og færanleika vespu.
Tækniþroska: Þó að vetniseldsneytisfrumur lofi góðu, eru þær enn á tilraunastigi eða á frumstigi. Tæknin hefur ekki enn verið stækkuð að því marki að hún sé hagnýt fyrir daglega notkun neytenda.
Tæknilegar áskoranir við að breyta rafmagnsvespu
Nú þegar við höfum bent á mögulega aflkosti er næsta áskorun tæknileg hagkvæmni þess að breyta rafmagnsvespu til að styðja við þessar lausnir. Þetta er ekki einfalt „plug-and-play“ ferli og taka þarf á nokkrum tæknilegum hindrunum.
1) Spennu- og straumsamsvörun
Hvort sem notaður er utanaðkomandi aflgjafi eða efnarafala, skiptir sköpum að passa við spennu- og straumkröfur mótor og stjórnkerfis vespu. Rafmagnshlaupahjól nota venjulega 24V, 36V eða 48V kerfi og sérhver aflgjafi sem gefur ranga spennu gæti valdið óbætanlegum skemmdum á mótornum eða stýrirásinni.
Sérstakir millistykki eða spennujafnarar yrðu nauðsynlegir til að tryggja eindrægni og í sumum tilfellum gætu sérsniðnar breytingar á innri rafeindabúnaði vespu verið nauðsynlegar.
2) Pláss- og þyngdartakmarkanir
Rafmagnshlaupahjól eru hönnuð með sérstakar þyngdar- og stærðartakmarkanir í huga. Að bæta við viðbótarhlutum, svo sem ytri aflgjafa eða efnarafali, gæti aukið þyngd vespu, sem gerir það minna flytjanlegt og erfiðara í meðförum.
Til dæmis eru efnarafalar og ytri rafhlöðupakkar oft stærri og þyngri en hefðbundnar litíumjónarafhlöður, sem gætu haft veruleg áhrif á meðvirkni vespu og heildarhönnun.
3) Sameining orkustjórnunarkerfis
Rafmagnsstjórnunarkerfi rafhlaupa er hannað til að stjórna því hvernig rafhlaðan skilar orku til mótorsins. Að taka upp annan aflgjafa myndi krefjast verulegra breytinga á þessu kerfi.
Ef við myndum nota ytri aflgjafa, til dæmis, þyrftum við háþróaðan aflstýringu til að tryggja að mótorinn fái stöðugt og stjórnað aflgjafa. Sömuleiðis, ef samþætt er efnarafal, þyrfti aflstýring vespunnar að vera samhæfð við úttak vetnis efnarafala.
4) Öryggi og ending
Að bæta við nýjum aflgjafa gæti haft áhrif á heildaröryggi og endingu vespu. Hvort sem um er að ræða utanaðkomandi rafmagnstengingu eða efnarafala, gætu allar breytingar hugsanlega haft áhrif á burðarvirki vespu, sérstaklega ef hún er ekki rétt hönnuð.
Rafhlöðuknúnar vespur gangast undir strangar öryggisprófanir, en óhefðbundin raforkukerfi hafa kannski ekki sama eftirlitsstig. Til að tryggja að vespun sé örugg í akstri myndi þurfa vandlega hönnun, strangar prófanir og hugsanlega vottun frá viðeigandi yfirvöldum.
Niðurstaða
Að lokum, þó að það séu raunhæfir kostir við að knýja rafmagnsvespu án hefðbundinnar rafhlöðu, þá kemur hver með sitt eigið sett af áskorunum og takmörkunum. Ytri aflgjafar geta veitt strax afl en skortir hreyfanleika; kraftur með pedali er frábær varabúnaður en krefst líkamlegrar áreynslu og býður ekki upp á sömu afköst og rafmagn; og vetnisefnaralar hafa möguleika til framtíðar en eru samt ekki hagnýtar til almennrar notkunar.
Tæknilega séð, að breyta rafmagnsvespu til að vinna með einhverjum af þessum aflgjafa myndi fela í sér að yfirstíga verulegar hindranir eins og spennusamsvörun, plásstakmarkanir og samþættingu orkustjórnunar. Að auki þyrfti að taka á öryggis- og endingaráhyggjum, sem gerir umbreytingarferlið nokkuð flókið.
Á endanum, þó að það sé hægt að kanna aðrar orkulausnir, er hagnýtasta, skilvirkasta og víða tiltækasta aðferðin til að knýja rafmagnsvespu í gegnum hefðbundna rafhlöðu. Hins vegar, eftir því sem tækninni fleygir fram, gætum við einn daginn séð aðra aflgjafa verða almenna og bjóða upp á sjálfbærari og fjölhæfari valkosti fyrir rafmagnsvespur í framtíðinni.
Um GEB
Við hjá GEB skiljum að hjarta sérhverrar rafmagnsvespu er rafhlaðan. Síðan 2009 höfum við verið tileinkuð því að búa til hágæða, öruggar og áreiðanlegar litíum rafhlöður, setja iðnaðarstaðalinn með áherslu okkar á litíum járn fosfat tækni. Einstök plastskeljartækni okkar tryggir ekki aðeins frábært öryggi vegna náttúrulegrar einangrunar og efnaþols, heldur eykur hún einnig lághitahleðsluafköst.
Með yfir 180 hæfum sérfræðingum og árlegri sölu sem fer yfir 30 milljónir Bandaríkjadala, hefur GEB orðið traustur leiðtogi á rafhlöðumarkaði fyrir rafhlaupahjól. Rafhlöðurnar okkar hafa aldrei valdið öryggisatviki, sem er vitnisburður um gæði og áreiðanleika sem við stöndum að baki.
Þegar þú velur GEB ertu að velja meira en bara rafhlöðu - þú ert að velja samstarfsaðila sem leggur áherslu á öryggi, frammistöðu og nýsköpun. Treystu vörumerkinu sem knýr framtíð rafknúinna flutninga. Veldu GEB í dag og upplifðu muninn!(
