تامین انرژی موتورها و دوچرخه های برقی

چه چیزی باعث می شود یک دوچرخه برقی مدرن یا موتورسیکلت های برقی، بسیار خوب و مثبت عمل کنند؟ این فناوری ها بر چه اساسی پایه گذاری شده اند و آینده آنها به چه صورت تغییر خواهد کرد؟ آیا نسل جدید موتورها و دوچرخه های برقی را می توان در جوامع به عنوان یک وسیله نقلیه محبوب و کاربردی معرفی کرد؟ منبع انرژی برای این دو وسیله نقلیه ساده چیست و آیا برای محیط زیست خطری ندارند؟…. این ها مسائلی هستند که در این مطلب قصد داریم به آنها بپردازیم.

مقدمه ای بر فناوری دوچرخه های برقی

دوچرخه های برقی وسایل نقلیه ای هستند که در شکل ظاهری همانند سایر دوچرخه های عادی هستند با این تفاوت که پدال دوچرخه به منبع تأمین انرژی الکتریکی متصل است. این فناوری ها شاید در ابتدا کمی پیچیده به نظر برسند اما در حقیقت همان چیزی است که باعث به حرکت در آمدن دوچرخه می شود. سال های زیادی است که دوچرخه های برقی به دنیای علم و فناوری معرفی شده اند اما نسل جدید و شناخته شده آنها در سال 1990، طراحی و ارائه شد. در اواسط دهه 2000 بود که یک فناوری کمکی، همراه با باتری لیتیم- یون، ورود به دوره ای جدید را برای سیستم های حمل و نقل هموارتر کرد.

فناوری طراحی و منبع انرژی در دوچرخه های برقی

در این قسمت تصمیم داریم به پنج مورد از بهترین پیشرفت های فناوری اشاره کنیم که با تکیه بر آنها، امکان استفاده از دوچرخه های برقی ارزان قیمت و کم مصرف از نظر انرژی را فراهم می کند:

1- یک باتری قابل شارژ با چگالی بالا و مقرون به صرفه برای تأمین انرژی

بهترین و متداول ترین منبع تأمین انرژی که برای دوچرخه های برقی معرفی شد، همان باتری های یون-لیتیم بود. این ماده شیمیایی (لیتیوم-یون) در سال 1992 توسط شرکت سونی، تجاری سازی شد و هم اکنون به عنوان منبع تأمین انرژی برای همه اتومبیل های الکتریکی، تلفن های همراه و تقریباً همه دستگاه های مدرن دیگر به کار می رود.

باتری های دوچرخه برقی معمولی فقط 6-7 پوند وزن دارند و می توانند 1000 چرخه شارژ – تخلیه را پشتیبانی کنند. این باتری ها توسط سیستم های الکترونیکی محافظت می شوند که از افزایش درجه حرارت بیش از حد در باتری ها جلوگیری می کنند (= شارژ و تخلیه باتری باعث تولید گرما می شود) و همچنین آسیب ناشی از تخلیه بیش از حد باتری را حذف می کنند.

شکل شماره 1: درون محفظه موتور بوش در دوچرخه برقی، یک آرایش پیچیده از چرخ دنده ها، مدارها و یک موتور آهنربای دائمی قرار داده شده است. علیرغم ماهیت پیچیده این نوع طراحی، هنوز فاکتور Q یا عرض بین میل لنگ ها فقط 10 میلی متر بیشتر از یک دوچرخه استاندارد است.

-طراحی موتورهای برقی سبک، قدرتمند و با دوام

موتور به کار رفته در دوچرخه های برقی از نوع موتورهای DC بدون آهنربای دائمی هستند؛ اندازه آنها کوچک است و به آهنرباهای ساخته شده از فلزات خاکی کمیاب مانند نئودیمیم (10 برابر قدرتمندتر از Alnico) شباهت دارد. این نوع فناوری باعث شده استارت های موتور در دوچرخه های برقی، بسیار کوچک تر باشد.

3-سنسورهای دقیق

سنسورهای دقیق، غیر تماسی و مقرون به صرفه برای دوچرخه های برقی تعبیه شده است. زمانی که نیروی گشتاوری را روی شفت پدال وارد می کنید، سنسورها مسئول اندازه گیری این نیروی وارد شده هستند. این گشتاور موجب می شود شفت در یک جهت خاص، دارای خاصیت مغناطیسی شود. گشتاور اعمال شده توسط پدال، با کمی پیچش در شفت، خاصیت مغناطیسی را به یک فاکتور قابل اندازه گیری تغییر می دهد. این اثر را خاصیت مغناطیسی در دوچرخه برقی می نامند.

4-سیستم الکترونیک قدرت مبتنی بر سوئیچ سریع بین ترانزیستورهای عایق دو قطبی.

یکی دیگر از فناوری هایی که در دوچرخه های برقی دیده می شوند، سیستم الکترونیکی قوی مبتنی بر ترانزیستورها است. سنسورها به طور مداوم موقعیت زاویه ای روتور (چرخنده) در موتور را کنترل می کنند. جابجایی ترانزیستورهای عایق دو قطبی، یک فاز فشرده از جریان باتری را به اکثر سیم پیچ های استاتور موتور اعمال می کند. این حالت، یک میدان مغناطیسی چرخشی ایجاد می کند که کمی پیش تر از آهنرباهای دائمی چرخان روتور، اثرات آنها باقی خواهد ماند؛ در نتیجه، این آهنرباهای چرخان را با سرعت موتور- از صفر تا 4500 دور در دقیقه – به شدت به چرخش در می آورد. سپس گشتاور موتور، چند برابر شده و سرعت آن در دو یا چند مرحله، کاهش می یابد. این نوع عملکرد به شما کمک می کند تا با دوچرخه های برقی، بهتر رانندگی کنید.

5-قابلیت جفت شدن با سایر دستگاه ها

قابلیت اتصال دیجیتال از دوچرخه برقی با سایر سیستم ها به شما امکان می دهد از طریق یک تلفن هوشمند یا دستگاه دیگر، با سیستم موتور دوچرخه خود ارتباط داشته باشید. اگرچه این فناوری لزوماً در عملکرد دوچرخه های برقی، یک عامل کلیدی نیست، اما این نوع رابط، امکان کنترل عالی عملکرد، کنترل سرعت و موارد دیگر را فراهم می کند. تمام این نوع طراحی ها موجب می شوند شما از کار کردن با دوچرخه برقی بسیار لذت ببرید.

نگاهی بر فناوری موتورسیکلت های برقی

آینده برای فناوری موتور سیکلت های برقی بسیار بهتر و روشن تر به نظر می رسد! اما باید بررسی کنیم و ببینیم چرا اینطور است؟

بیشتر شدن نگرانی های زیست محیطی منجر به یک رقابت شدید در بین تولید کنندگان وسایل نقلیه موتوری شده است. این تولید کنندگان سعی می کنند برای تولید و توسعه وسایل نقلیه الکتریکی از بهترین فناوری ها استفاده کنند. حتی در این میان از طرح های ابتکاری و خلاقانه علمی هم استقبال می کنند. این همان چیزی است که با در نظر گرفتن نیاز مشتریان به دوچرخه های برقی و موتورسیکلت های برقی انجام می شود.

فناوری سبز در چند سال اخیر برای طراحی موتورسیکلت های برقی به کار می رود. این نوع طراحی با توجه به سنجش میزان انتشار کربن در سطح جهانی معرفی شده؛ چیزی که بیشتر دولت ها را به خود جذب کرده است. برخی از عوامل مانند نوسان قیمت بنزین، نگرانی های آلودگی های زیست محیطی و کاهش ذخایر نفت، فاکتورهایی هستند که به رشد تقاضا برای تولید و خرید موتورسیکلت های برقی کمک می کنند.

تولید و تأمین انرژی برقی از راه های بدون آلودگی نظیر نسل جدید باتری ها، چیزی است که شرکت های تولید کننده موتورسیکلت های برقی را بر آن داشته تا استراتژی های خود را برای طراحی موتور و دوچرخه های برقی برجسته تر، مشخص کنند. ویژگی های موتور سیکلت های برتر مانند افزایش سرعت، قدرت بیشتر، حداکثر گشتاور، جذابیت، زیبایی و بالاترین برد (دامنه)، سفر را برای مشتریان ساده تر ساخته است. این وسایل نقلیه در آینده قرار است مشتریان بسیاری را به خود جذب کند.

منابع تأمین انرژی برای موتورسیکلت های برقی (+ دوچرخه های برقی)

فعالان این صنعت معتقدند ظهور باتری های یون- لیتیم (Li-ion) تعریف جدیدی از صنعت موتور سیکلت و دوچرخه های برقی را ارائه داده است. کشش قابل توجهی به سمت باتری های لیتیم- یون وجود دارد. این باتری ها با کاهش نیاز به نگهداری، بهینه سازی دامنه حرکت و ارتقای منبع تأمین انرژی، عملکرد کلی این وسایل نقلیه را تقویت می کنند.

اجرای دستورالعمل های  مربوط به کنترل میزان آلایندگی و ایمنی بیشتر، میزان تقاضا برای موتورسیکلت های برقی را افزایش داده است. با توجه به اینکه دوچرخه های برقی و موتورسیکلت ها در آینده به سیستم حمل و نقل معرفی می شوند، پیش بینی می شود درآمد صنعت موتور سیکلت برقی تا میزان قابل توجهی افزایش داشته باشد. حتی این وسایل می توانند در مسابقات هم به کار روند.

با سامانه ساینوا آشنا شوید.