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电动助力自行车

电动助力自行车(Pedal Electric Cycle),是一种以电机、电池作为辅助动力,搭载智能传感器系统,根据骑行者脚踏力的大小,给予动力辅助,实现人力骑行、电机助力一体化的交通工具。

1952年,日本铃木公司公司开始生产电动助力自行车用的发动机Powerfuli(二冲程,36CC)。二十世纪七十年代以来,各国开展了对电动助力自行车的研制。1971年,日本三支叶公司、松下电器公司、三洋电器公司相继试制出样车。1993年,世界上第一辆电动助力自行车上市。2002年,欧盟指令(Directive 2002/24/EC)给出了电动助力自行车最早的欧洲定义——Pedelec25,意即需要脚踏骑行的带电自行车。2018年,为期四天的2018亚洲自行车展在南京国际会展中心拉开帷幕,电动助力自行车在车展亮相。截至2022年,电动助力自行车的市场主要在欧美。2025年3月25日,由中国自行车协会、全国自行车标准化技术委员会主办,安乃达(603350)驱动技术(上海市)股份有限公司作为支持单位的“电助力自行车技术标准研讨会”在上海成功举办。

电动助力自行车由电机、驱动传感器、车架、驱动系统等部分组成,有不排放有害气体、运行安静、操作简单等特点。电动助力自行车的发展重视产品研发、质量、多渠道布局、品牌化,很多公司会重视上下游的发展与协同,很多品牌都重视线下渠道销售,以及售后维修体系的建立。

历史沿革

1952年,日本铃木公司公司开始生产电动助力自行车用的发动机Powerfuli(二冲程,36CC)。二十世纪七十年代以来,各国开展了对电动助力自行车的研制。英国日本、美国、法国意大利荷兰印度等国厂商先后研制成功各种不同类型的蓄电池太阳能动力源的助动车辆,特别是电动助力自行车开始在国际市场兴起。

1971年,日本三支叶公司、松下电器公司、三洋电器公司相继试制出样车。1993年,世界上第一辆电动助力自行车上市。1994年,日本已销售了50多万辆电动助力自行车。

2002年,欧盟指令(Directive 2002/24/EC)给出了电动助力自行车最早的欧洲定义——Pedelec25,意即需要脚踏骑行的带电自行车。2018年,为期四天的2018亚洲自行车展在南京国际会展中心拉开帷幕,电动助力自行车在车展亮相。

截至2022年,电动助力自行车的市场仍然主要在欧美。根据美国市场调查公司NPD数据,美国2021年销售了约90万辆电动助力自行车,预计到2025年销量将突破480万辆,年增速超过50%。

2025年3月25日,由中国自行车协会、全国自行车标准化技术委员会主办,安乃达(603350)驱动技术(上海市)股份有限公司作为支持单位的“电助力自行车技术标准研讨会”在上海成功举办。

基本原理

电动助力自行车通过传感器来监测和判断骑行者的需求,并给出一定的动力辅助,让骑行变得更轻松。其核心在于电机马达和内部的控制系统。另外,电动助力自行车的驱动装置包含马达、力矩传感器(torque sensor)和控制装置。其中控制装置的运行方式是通过速度传感器和力矩传感器判断骑行条件,将合适的电流输送给马达以不断地改变助力。而力矩传感器(是自行车电动助力系统理解骑行者意图的核心。

结构组成

电机

电动助力自行车的电机有轮毂电机和中置电机两种主要类型。轮毂电机通常安装在前轮或后轮,适合城市通勤和休闲骑行;中置电机则提供更高的骑行效率和更好的爬坡能力,适合多样化的骑行需求。

驱动传感器

传感器在电动动助力自行车中相当于是车辆的CPU,是其运行的“核心”,它需要感知骑行者的踩踏力度与节奏,并将这些信息精准地传递给控制器。然后控制器根据接收到的信息控制电机工作,达到助力的效果。万元以上高端电动助力自行车车型大多配置的是“力矩传感器”,它是一项可以帮助电动助力自行车系统去理解骑行者意图的核心技术,相比于速度传感器,力矩传感器能够实时测量出双脚踩踏力矩的大小,并将力矩信号转化成电磁信号传递给控制器,控制器再根据传感器采集的实时数据精准控制电机的运转。

车架

电动助力自行车的车架与普通自行车类似,电动助力自行车的车架设计不仅影响到车辆的美观性,也关系到骑行的舒适性和安全性。

驱动/传动系统

电动助力自行车常见的传动系统有链条传动和皮带传动。皮带传动系统通常比链条传动系统更加耐用,维护成本更低。

附加配件

除了基本的电机、传感器和车架设计外,电动助力自行车还有附加功能和配件。如灯光系统:前后车灯不仅提升了骑行的安全性,也在夜晚骑行时提供了清晰的视野;显示屏:显示屏能实时显示电池电量、骑行速度和行驶距离等信息,帮助骑行者掌握骑行状态。

主要特点

电动助力自行车有环保、高效和便捷等特点。电动助力自行车有不同类别,高端电动助力自行车的传感器、芯片以及控制系统的算法更为精密,助力体验更顺畅,低端产品助力介入比较粗暴,骑行会有顿挫感。

电动助力自行车不排放有害气体,运行安静。另一特点是操作简单、容易。电动助力自行车不燃用汽油、不污染环境,使用起来安全可靠,不会产生意外火灾,车体轻,速度不高,且易控制,运行平稳,无噪声。此类车一般都有两套驱动系统。一套是人力脚踏驱动系统,一套是电池电机驱动系统。

应用领域

电动助力自行车主要应用于出行领域,是一种出行工具,由于其不排放有害气体,也具有环保特征,适用于环保领域。

标准规范

欧盟对于助力自行车的定义是:第一,电机最大功率不得超过250W;第二,到达25km/h时前逐渐减少电机助力,达到25km/h时切断电机助力,完全依靠人力骑行。在欧盟法规看来,具备脚踏骑行功能的助力自行车是与自行车同等对待的,不需要进行车辆型式认证(Type approval)。2013年,欧盟条例(Regulation EU NO 168/2013)发布。与2002年发布的欧盟指令相比,该条例对各成员国具有更直接的约束力,其内容无需通过国内法转化而直接适用于各成员国,对欧盟境内所有法律主体发生直接效力。欧盟条例2013第168号中还有严格认证的。条例附表1中电驱动的电动自行车属于L1e车辆(Light two-wheel powered vehicle ),需要进行型式认证。在欧洲开电驱动的电动自行车,通常需要上牌照和戴头盔,有时还不能走自行车道和人行道。欧洲助力自行车的产品标准EN 15194于2009年发布,该标准是为欧盟指令(Directive 2002/24/EC)提供服务。中国工信部在2016年通过发布《自行车命名和型号编制办法(QB/T 1714-2015)》,明确自行车包括一般用途自行车、特殊用途自行车和助力自行车。创新城市的市场监管部门,既要严格认证电驱动电动自行车,也要积极落实启用助力自行车新工具。

电动助力自行车并非电动自行车(电动摩托车),在日本有道路交通法规对其做出界定。日本法律规定,所谓的电动助力自行车指的是为了辅助人力而使用发动机的自行车。因此不可以装载超出人力辅助范围的发动机。

根据欧洲的限速和车型法规,电动助力自行车分为低速型和高速型,在中国国内,根据新国标要求,仅限低速车型销售。《上海市非机动车安全管理条例》规定:电动自行车、残疾人机动(电动)舒适康、人力三轮车经本市公安机关交通管理部门上牌登记后可以上道路行驶。电动助力自行车属电动自行车的范畴,应取得本市公安机关交通管理部门核发的非机动车号牌后方可上路通行。

发展趋势

由于锂离子电池技术的进步、其价格和电容的改善,电动助力自行车市场在全球范围内掀起了一股热潮,尤其是高端车型。在欧洲,有大量多山国家,路面的各种坡道极为常见,使用普通的自行车会带来较大的身体负担,而助力电动自行车的出现则很好的解决了“身体负担”的使用障碍,电动助力自行车已经成为欧洲自行车市场向前发展的主要动力。其生产商也逐渐重视产品研发设计和智能制造。

据Markets and markets数据显示,电动助力自行车市场总量将以近10%的复合年增长率增长。全球电动助力自行车消费需求活跃,进一步助推中国电动助力自行车出海热潮,赛道日渐趋于拥挤。除了九号公司、爱玛、雅迪电动车凤凰股份等两轮出行企业,腾讯控股阿里巴巴集团等科技大厂以及红杉资本、高瓴创投、华映资本等一线投资机构都纷纷下注电动助力自行车。电动助力自行车未来重视产品研发、质量、多渠道布局、品牌化、专注细分场景和人群的品牌公司机会更多。很多公司会重视上下游的发展与协同,很多品牌都在重视线下渠道销售,以及售后维修体系的建立。

电动助力自行车的一大优势在于,已经有越来越多的企业入局电动助力自行车市场,其价格已经进一步向更为亲民的方向发展,对电动助力自行车的宣传也拓展了大众对其的熟悉度,极大地促进了市场的开拓和潜在受众的扩张。

代表型号

Santa Monica电动助力自行车

Santa Monica搭载了八方电机,为爱玛电动助力自行车产品首次开发的大功率轻巧750w城市车电机Route 66,其独特之处在于其扭矩可达到73nm,散热性能、运行效率以及启动速度得到提升。

Tier-Dott共享电动助力自行车

Tier-Dott共享电动助力自行车是由中国九号公司(Segway-Ninebot)生产,1924年巴黎奥运会期间,九号公司为巴黎奥运会投放了15000 辆Segway e-bike 电动助力自行车。

BIJEN的城市系列电动助力自行车

BIJEN的城市系列电动助力自行车搭载的是MIVICE麦思M070高效轮毂电机,电机主体外径为79.5mm,重量只有1.7kg,齿轮材料选用“黄金塑料”,噪音级别低于50dB。还配备了嵌入式前后车灯,不仅提升了夜间骑行的安全性。

Amflow PL电动助力自行车

Amflow PL电动助力自行车是全球首款搭载Avinox电动助力系统的全地形电动助力山地车,Avinox电动助力系统由大疆创新大疆创新科技有限公司研发,加入了DJI智能助力算法,采用了先进的氮化镓3倍快充技术。

碳纤维电动助力自行车

桐乡崇福镇的嘉兴哲轮科技有限公司生产的碳纤维电动助力自行车,由于采用碳纤维制作,比市场上同款车型更轻便,电机只有1.2公斤,比常规的轻了1.8公斤。

氢能助力自行车

氢能助力自行车外观与普通自行车区别不大,但在座椅下方加装了氢能发电系统的装置。氢能助力自行车与普通自行车最大的区别在于可以通过氢气的化学反应,转化成电能,为自行车提供动力助力。该车最高时速20公里左右,一个满瓶的20克储氢器能够助力车辆骑行40到60公里。

参考资料

亚洲自行车展:电助力自行车打破传统认知 倍速出行正本清源.中国日报网 .2025-03-28

久祺股份2023年年度董事会经营评述.同花顺.2025-03-28

小红书骑行潮流后,VC开始投的E-Bike是什么?.小红书骑行潮流后,VC开始投的E-Bike是什么?.2025-03-28

欧盟:助力自行车不需要进行车辆型式认证.百家号.2025-03-28

安乃达支持电助力自行车技术标准研讨会成功举办.同花顺财经.2025-03-28

从BIJEN看趋势:国内消费者选择E-Bike的五大核心考量.百家号.2025-03-28

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