Jak vybrat elektrokolo?

Co je elektrokolo a jaká pro něj platí pravidla jsme popsali v článku " Elektrokolo je když..." , předpokládejme, že víte, zda hledáte elektrokolo městské crossové, či horské a znáte vhodnou velikost rámu.

Nyní probereme část elektrickou, tedy vysvětlíme rozdíly mezi základními konstrukcemi elektrokol.

Elektrokolo s motorem zapleteným v kole (v ráfku)

když budeme chtít vyrobit elektrokolo, tak, aby splňovalo platné předpisy a zároveň nestálo mnoho peněz, zvolíme motor zapletený v jednom z ráfků. Takový motor je asi 4x levnější, než motor ve středovém složení. Zapletený motor může být bez převodovky - velký, cca 5 kg dimenzovaný pro výkony do 750W nebo malý s převodovkou (převodovka neumožňuje změnu převodů, jen mění otáčky) a volnoběžkou dimenzovaný cca do 350 W o hmotnosti cca 3 kg.

Každý elektromotor má stanoveny ideální otáčky, při kterých má maximální účinnost a minimální ztráty. U elektrokol se zapleteným motorem je obvykle motor navržen tak, aby jeho ideální účinnost byla při 80% rychlosti povolené pro elektrokola, tedy asi při 20 km/h. Pokud se budeme pohybovat touto rychlostí, pak motor pracuje v optimálním režimu a nedochází ke zbytečným ztrátám. Problém nastává v okamžiku, kdy na kole se zapleteným motorem zdoláváme příkré stoupání, naše rychlost se pohybuje mezi 5-10 km/h, motor v nízkých otáčkách se nachází mimo oblast vysoké účinnosti, velmi se zahřívá, "netáhne" a energie uložená v baterii rychle mizí.

na obr. motor určený k zapletení do ráfku s přípravou na montáž kotouče pro diskovou brzdu

Motory zapletené mají menší sílu (kolem 50Nm) oproti motorům středovým (cca 70Nm) což se projevuje zejména při rozjezdu do kopce.

Motor zapletený v kole je celkově jednodušší, případná oprava je jednoduchá a levná, problémy bývají s přívodním kabelem, který je vyveden do boku dutou hřídelí. Komplikovanější je demontáž a montáž kola například při výměně duše.

pohled do nitra zapleteného motoru s planetovou převodovkou a volnoběžkou

Jistou výhodou je, že zapletený motor umožňuje tzv. rekuperaci, tedy vracení části energie zpět do baterie při klesání, nebo brždění. Tuto technologii však mnoho firem nenabízí, protože výsledná úspora je v případě elektrokola velmi malá, v řádu jednotek procent. Otázkou rekuperace se zabýváme v jiném článku na naší stránce.

Při konstrukci elektrokol se zapleteným motorem se obvykle používá snímač otáček klik (předpis požaduje, aby funkce motoru byla podmíněna šlapáním) Tento snímač stojí něco přes 100 korun a zjišťuje, zda cyklista otáčí klikami, či nikoliv a podle toho řídící jednotka zapíná, nebo vypíná motor. Špatnou zprávou je, že řídící jednotka nemá informaci o tom, zda cyklista vyvíjí na pedály nějakou sílu, či jen tak "kvedlá" nohama, aby se motor zapnul. Tím obvykle dochází k plýtvání energií baterie a snižování dojezdu takového elektrokola. Naproti tomu u elektrokol se středovým motorem bývá zvykem instalovat tzv. torzní snímač, který měří sílu, kterou cyklista šlape a podle intenzity šlapání dávkuje řídící jednotka výkon motoru.

Kombinace zapleteného motoru, snímače otáček klik a řídící jednotky, která jen zapíná a vypíná motor, předurčuje výrazně nižší dojezd na jedno nabití oproti kolům se středovým motorem, torzním snímačem a řídící jednotkou, která proporcionálně řídí výkon motoru.

Nízkou účinnost elektrokola se zapleteným motorem lze kompenzovat nákupem baterie s vyšší kapacitou.

Shrnutí - elektrokolo se zapleteným motorem

• je levnější, než s motorem středovým
• zapletený motor nevyžaduje zásah do rámu kola
• na kole může zůstat trojpřevodník
• má dobrou účinnost při rychlosti 20 km/h
• má velmi špatnou účinnost při nízkých rychlostech
• má zhruba poloviční dojezd ve srovnání s motorem středovým vybaveným torzním snímačem
• má menší sílu, obvykle kolem 50Nm
• komplikovanější výměna duše
• umožňuje rekuperaci

Je lepší motor zapletený v předním, nebo zadním kole?

Co člověk to názor, obecně panuje přesvědčení, že nejlepší je zapletený motor v zadním kole. Můj názor je ten, že pokud na kole jedeme, tak v normálních podmínkách je úplně jedno, zda máme motor vepředu, nebo vzadu. Jiná situace je, když s kolem manipulujeme.

Z pohledu mechanika je lepší motor vpředu, protože se jednodušeji demontují kola z rámu například při výměně duše, na demontáž vícekolečka, nebo kazety u motoru zadního obvykle nestačí stejné nástroje, jako u běžných kol, jsou potřeba speciální a u motorů zapletených v zadním kole se stává, že po čase začne selhávat konektor na kabelu umístěný na zadní řetězové vzpěře rámu, kam na něj dopadá voda a bláto od předního kola. Když kolo nejede, bývají zoxidované a ohořelé kontakty právě v tomto místě. Rozhodující může být umístění baterie, když je na nosiči a zároveň motor v zadním kole, je kolo nevyvážené a manipulace s ním velmi nepříjemná.

Naopak když je baterie na nosiči a motor vepředu, je kolo vyvážené. Je lepší AUTO s pohonem vepředu, vzadu, nebo 4X4 tedy s pohonem obou náprav? A co když si představíme, že cyklista pohání zadní kolo a elektromotor pohání přední? není to ideální? Možná.

Každopádně motor v předním kole má tu nevýhodu, že při extrémním stoupání na kluzkém povrchu, nebo šotolině může prokluzovat, pak se říká, že nadměrně zatěžuje kluzná pouzdra odpružené vidlice, která na něj není předurčená, jiné nevýhody nemá.

Elektrokolo s motorem umístěným ve středu rámu

je asi ta nejlepší volba a proto výrobci, jenž jsou leadery v oblasti elektrokol (YAMAHA, BOSCH, SHIMANO, BROSE), jiné řešení nepoužívají.

Jak bylo popsáno v odstavci se zapleteným motorem, i motor středový má nějaké ideální otáčky, Ty jsou obvykle stanoveny v souladu s frekvencí šlapání (správně kadencí) v rozmezí 80 - 110 otáček za minutu. Předpokladem pro maximální účinnost elektropohonu je, že cyklista umí správně řadit. Nezřídka se setkávám s tím, že cyklista / necyklista má zařazen ten nejtěžší převod, šlape pomaličku "co noha nohu mine" a protože elektrokolo jede, je spokojen. Nikoliv motor, který se nachází mimo oblast optimální účinnosti a pak se zkracuje dojezd. Takže pokud cyklista umí správně řadit a do kopce zařadí lehký převod, je jedno, zda jede rychlostí 5 nebo 25 km/h, motor má stále stejné otáčky a je dosaženo vysoké účinnosti.

Pohled do nitra elektromotoru BOSCH

Výrobci středových motorů mají zpravidla v nabídce motorů několik a ty se liší velikostí kroutícího momentu a dalším nastavením. Například BOSCH má u motoru Active line (pro turistická elektrokola) nastavenu maximální účinnost při kadenci 100 otáček za minutu ( 90 otáček v režimu ECO) a naopak u motoru Performance line (pro sportovní kola) nastavenu maximální účinnost při 120 otáčkách šlapacího středu za minutu. Vychází s předpokladu, že výkonnostně založení cyklisté jsou zvyklí šlapat vyšší kadencí, než cyklisté rekreační.

Trojice středových motorů Bosch, ten prostřední se vyrábí i ve variantě pro tzv. rychlá elektrokola, tedy s maximálkou 45 km/h

Umístění motoru ve středu rámu v místě šlapacího středu je ideální z hlediska těžiště. Baterie bývá obvykle také v rámu na spodní rámové trubce, takže těžiště elektrokola je uprostřed a zároveň nízko a tak ovladatelnost kola netrpí.

Značkové středové motory jsou vybaveny torzním snímačem, (cena torzního snímače je řádově tisíce korun) řídící jednotka dostává každou milisekundu informaci o síle, kterou cyklista působí na pedály a podle toho je přesně dávkován výkon elektromotoru.

Řídící jednotka zpracovává nejen údaje o energii, kterou vynakládá cyklista, ale zároveň sleduje rychlost kola a kadenci. Na základě nepřetržitého měření dokáže rozpoznat, kdy se cyklista rozjíždí a krátkodobě zvýší výkon motoru, nebo naopak rozpozná, kdy cyklista zahájí "přehazování" , krátkodobě zase výkon sníží, aby netrpěl řetěz a vícekolečko (BOSCH).

Díky inteligentnímu řízení mají elektrokola se středovými motory až dvojnásobný dojezd ve srovnání s elektrokoly se zapleteným motorem a řídící jednotkou, která jen zapíná a vypíná motor.

Středové motory mají obvykle větší sílu, než elektromotory zapletené, typicky 70 - 80Nm oproti cca 50 Nm. To se projeví při rozjezdu do kopce, při akceleraci na semaforu, nebo při sportovním způsobu jízdy. Existují středové motory s menším kroutícím momentem a nižší spotřebou a tedy i delším dojezdem pro turistiku (např. Bosch Active line, Yamaha PW) a naopak středové motory s vyšším kroutícím momentem vyladěné pro extrémní sportovní využití (např BOSCH Performance CX a Yamaha PWX)

Středový motor neumožňuje rekuperaci, neboť mezi ním a zadním kolem je volnoběžka.

Některé středové motory umožňují namontovat dvoupřevodník, některé pouze jednopřevodník (BOSCH)

Shrnutí - elektrokolo se středovým motorem

• je dražší, než elektrokolo s motorem zapleteným
• umístění motoru je ideální z hlediska těžiště kola
• obvykle je potřeba pro středový motor v rámu vyrobit speciální lože (existuje ale i motor pro dodatečnou montáž)
• středový motor neumožňuje rekuperaci
• středové elektromotory mají větší sílu než elektromoty zapletené (70-80Nm oproti cca 50Nm)
• některé středové motory neumožňují montáž dvoupřevodníku, trojpřevodník je vyloučen zcela.
• senzory v motoru umožňují inteligentní řízení výkonu při rozjezdu, nebo při změně převodů
• torzní snímač umožňuje plynulé dávkování výkonu podle síly vynakládané cyklistou na pedály
• pokud cyklista udržuje vhodnou kadenci šlapání, motor pracuje stále v ideálních otáčkách
• dvě předchozí vlastnosti umožňují až dvojnásobný dojezd na jedno nabití
• nejznámější výrobci pohonů pro elektrokola vyrábějí pouze středový motor

Aby to nebylo tak jednoduché

V článku výše byly popsány dvě základní konstrukce:

• Levné elektrokolo se zapleteným motorem, snímačem otáček šlapání a "hloupou" řídící jednotkou, která jen zapíná a vypíná motor.
• Dokonalé elektrokolo se středovým motorem, torzním snímačem a inteligentní řídící jednotkou, která na zakladě údajů z několika senzorů proporcionálně řídí výkon elektromotoru.

Existují ale také kříženci, například elektrokolo se středovým motorem, ale bez torzního snímače, nebo naopak elektrokolo s moterem zapleteným a torzním snímačem. Tyto konstrukce vyplňují mezeru mezi nejlevnějším a nejdokonalejším elektrokolem. 

A jaké elektrokolo tedy vybrat?

S ohledem na konstrukci je elektrokolo se zapleteným motorem vhodné pro uživatele, kteří se pohybují ve městech, v rovinatém terénu, kteří se spokojí s menším dojezdem (cca 50 km) a nevyžadují od elektrokola jízdu ve sportovním režimu. S elektrokolem se zapleteným motorem se kloubí nižší cena řádově od 30 000,- kč (přestavba běžného kola na elektrokolo od 20 000,- kč) Tím, že na elektrokole se zapleteným motorem lze šlapání jen předstírat, je možné jezdit téměř bez vynaložení energie.

Elektrokolo se středovým motorem zvolí uživatelé, kteří si potrpí na kvalitu, vyžadují dlouhý dojezd, řádově kolem 100 km na jedno nabití a chtějí si užít jízdu v kopcovitém terénu. Je možné, že na elektrokole se středovým motorem se spotí více než na elektrokole s motorem zapleteným, protože řídící jednotku s torzním snímačem nejde oklamat. Když nevyvinete sílu na pedály, takové kolo prostě nejede.

Podle našich zkušeností dávají přednost elektrokolu se středovým motorem dlouholetí cyklisté - vytrvalci, kteří jsou zvyklí vydávat energii a právě výdej energie s následným vyplavováním endorfinů je tím hlavním důvodem pro nemalou investici řádově od 50 000,- kč výše. (přestavba běžného kola na elektrokolo se středovým motorem je možná cca od 30 000,- kč

Výše uvedený článek neřeší výběr typu elektrokola z hlediska užití ve městě, na cestách, či v terénu a výběr z hlediska vhodné velikosti rámů.

A jak začít? Vypůjčit a vyzkoušet.

Zastavte se za námi v prodejně a přijďte si vyzkoušet elektrokolo s motorem zapleteným, pak středovým a uvidíte, že po vyzkoušení nám budete klást zcela jiné otázky, než které máte teď.

Pro všechny případy - je tady spojení na nás:

tomas@velofiala.cz  , tel 777 61 51 88 

Tomáš Fiala

Mohlo by vás zajímat:

Vyplatí se přestavět starý bicykl na elektrokolo, nebo je lepší investovat do nového e-biku?

Jaký je dojezd na jedno nabití a jak dlouho vydrží baterie?

Prohlédnout elektrokola v e-shopu