Elektriska skotermotorer: En komplett guide

Idag ska vi utforska allt du behöver veta om elsparkcyklar.

Motorernas roll i elektriska skotrar

Motorn är hjärtat i en elsparkcykel och utgör drivkraften som avgör scooterns hastighet, accelerationsprestanda, backklättringsförmåga och lastkapacitet. Den har också en betydande inverkan på stabilitet och väghållning.

Hur motorer fungerar

Motorkomponenterna inkluderar stator, rotor, regulator och kommutator. Den grundläggande funktionsprincipen är elektromagnetisk induktion: under samordning av regulatorn eller kommutatorn arbetar dessa komponenter tillsammans för att omvandla elektrisk energi från batteriet till mekanisk energi, och roterar kontinuerligt för att driva hjulen och driva elscootern framåt.

Motortyper

Genom driftsmetod

Du kanske har hört talas om borstlösa likströmsmotorer och borstade likströmsmotorer. Här är en kort översikt:

Borstade likströmsmotorer använder mekanisk kontakt mellan kolborstar och kommutatorn för att kontinuerligt ändra strömriktningen i rotorspolarna, vilket genererar kontinuerligt vridmoment för att driva hjulen. Fördelarna är relativt enkel struktur och låg kostnad; nackdelarna är kort livslängd, högt ljudnivå och låg energiomvandlingseffektivitet. Dessa motorer ses nu sällan och används i princip inte i högpresterande elsparkcyklar, utan förekommer endast i billigare skotrar med priser från tiotals till drygt hundra dollar.

Borstlösa likströmsmotorer (BLDC) Använd en elektronisk hastighetsregulator (ESC) för att ersätta kolborstarna och kommutatorn som finns i borstade likströmsmotorer. Styrenheten växlar intelligent magnetfältets riktning som genereras av statorspolarna baserat på rotorns aktuella position, vilket säkerställer att permanentmagneterna på rotorn alltid får kontinuerlig kraft och uppnår rotation. För- och nackdelarna är raka motsatsen till borstade likströmsmotorer: de har lång livslängd, hög energiomvandlingseffektivitet, lågt brus och hög styrprecision, men relativt högre kostnad. Därför används borstlösa likströmsmotorer vanligtvis i elsparkcyklar av bättre kvalitet.

Efter installationsplats och drivmetod

Motorer kan också klassificeras som navmotorer och mittdrivmotorer.

Navmotorer integrerar motorn direkt inuti hjulnavet, vilket direkt driver hjulrotationen. De har kompakt struktur, hög integration, hög transmissionseffektivitet och enkelt underhåll. De allra flesta elsparkcyklar använder navmotorer.

Mittdrivna motorer är installerade i fordonets centrala position (t.ex. under däcket eller mitt på ramen) och överför kraft till hjulen via transmissionssystem som kedjor eller remmar. Dessa ses nästan aldrig i elektriska skotrar.

Motorparametrar

Uteffekt

Effekten är den viktigaste indikatorn för att mäta en elsparkcykels prestanda. Effekten delas in i två typer: nominell effekt och toppeffekt.

Nominell effekt: Den maximala effekt som motorn säkert kan leverera kontinuerligt under ihållande, stabila driftsförhållanden. Detta är det effektvärde vid vilket motorn kan arbeta under normala arbetsförhållanden utan att överskrida angivna temperaturgränser, samtidigt som alla prestandaindikatorer (som effektivitet och livslängd) bibehålls. Det representerar den effektnivå vid vilken en elscooter kan köras med konstant hastighet på plana vägar under normal belastning. Därför är det en viktig indikator för att mäta en scooters dagliga körförmåga. Om en scooter till exempel har en nominell effekt på 1000 W, betyder det att den stabilt kan leverera 1000 W uteffekt.

Toppeffekt: Den maximala effekt som motorn tål och avger under korta perioder.Detta effektvärde är vanligtvis mycket högre än nominell effekt, men motorn kan bara arbeta med denna effekt under mycket korta perioder (vanligtvis några sekunder till tiotals sekunder), annars kommer den att överhettas eller skadas. Det representerar elscooterns omedelbara bursteffekt, vilket är viktigt för scenarier som att starta acceleration, klättra i backar och omkörningar. Till exempel kan en elscooter ha en nominell effekt på 1000 W men toppeffekten kan nå 1500 W eller till och med 2000 W. Det betyder att den arbetar med 1000 W under normal körning, men vid acceleration eller klättring i backar kan den omedelbart ge ut upp till 2000 W effekt, vilket ger starkare acceleration och förmåga att klättra i backar.

Nominell spänning

Märkspänning avser den spänning vid vilken motorn är konstruerad för att fungera normalt. Den måste matcha batterispänningen. Vanliga spänningar för elsparkcykelmotorer inkluderar 24V, 36V, 48V och ännu högre. Högre spänning innebär att motorn kan ge ut mer effekt vid samma ström, vilket vanligtvis indikerar högre hastighetspotential.

Vridmoment

Vridmoment avser den kontinuerliga rotationskraft som motorn avger för att vrida hjulen. Det kan delas in i nominellt vridmoment och maximalt vridmoment. Högre vridmoment innebär att motorn har starkare förmåga att övervinna motstånd (såsom fordonets tröghet, lutningsmotstånd, vindmotstånd) och kan generera större acceleration eller kraft i backe.

RPM (varv per minut)

Detta hänvisar till antalet rotationer som motorn gör per minut. Det kan delas in i nominellt varvtal och maximalt varvtal. Högre varvtal innebär snabbare hastighet för elsparkcykeln.

Nominellt varvtal: Det varvtal motorn kan uppnå vid drift under konstruktionsförhållanden, det vill säga vid nominell spänning och nominell belastning (vanligtvis vid optimal verkningsgrad eller stabilt driftsläge). Det är en viktig indikator för att mäta normal motorprestanda.

Maximalt varvtal: Det teoretiska maximala varvtalet som motorn kan uppnå under obelastade eller lätta belastningsförhållanden, vanligtvis med maximal inspänning. Det återspeglar motorns slutliga prestanda.

Motorns mekaniska effekt uttrycks slutligen i termer av vridmoment och varvtal. Beräkningsformeln är: Effekt (W) = Vridmoment (Nm) × varvtal (rpm) × 2π/60

Effektivitet

Detta hänvisar till motorns effektivitet i att omvandla elektrisk energi till mekanisk energi. Högre effektivitet innebär att motorn utför mer användbart arbete med samma mängd elektricitet, vilket resulterar i längre räckvidd och mindre värmeutveckling. Borstlösa likströmsmotorer (BLDC) har vanligtvis högre effektivitet än borstade likströmsmotorer.

Konfigurationer för elektriska skotrar

Enkelmotor

Enmotoriga elsparkcyklar är utrustade med endast en motor för kraft. Den är installerad på antingen fram- eller bakhjulet (bakhjulsdrift är vanligare på grund av bättre tyngdpunkt och grepp).

Dubbelmotor

Elscooter med dubbla motorer har en motor på vardera fram- och bakhjulet, vilket ger kraftfullare prestanda men med lite extra vikt. Naturligtvis är kostnaden också högre.

Med samma totala effekt, jämfört med en enda motor, ger dubbelmotor snabbare acceleration och starkare backklättringsförmåga. Med samma batterikapacitet och rimliga användningsmönster kan elektriska skotrar med dubbla motorer vanligtvis ge längre räckvidd och körtid.

Kunskapsutökning: Varför ger dubbla motorer snabbare acceleration, bättre backklättringsförmåga och längre körtid än enkla motorer?

Hur man väljer elscootermotorer baserat på dina behov

Om ditt hastighetsbehov för en elsparkcykel bara är runt 24 km/h, räcker det med en 500W-motor. En 500W-motor är tillräckligt lätt, har låg strömförbrukning och uppfyller effektbehovet för körning i låg hastighet.

När du inte strävar efter hastighet utan använder en 1000W-motor, kan du upptäcka att en sparkcykel med en 1000W-motor förbrukar mer ström än en med en 500W-motor vid samma körhastighet. Detta beror på att den kontinuerliga motoreffekten som krävs vid körning i låg hastighet är relativt liten, kanske bara 200W. För att bibehålla denna hastighet kan både 500W- och 1000W-motorer kontinuerligt ge ut 200W, men den faktiska batterieffekten som förbrukas för att ge ut dessa 200W är olika. Varje motor har ett optimalt effektivitetsområde där energiomvandlingseffektiviteten är högst och förlusterna är minimala. För en 1000W-motor kan 800W-1000W vara det optimala effektivitetsområdet; för en 500W-motor kan 400W-500W vara det optimala effektivitetsområdet. När uteffekten är 200W är den närmare 500W-motorns optimala effektivitetsområde, så 500W-motorn blir mer energieffektiv.

Underhåll av elektrisk skotermotor

När du använder en elsparkcykel, undvik att köra med maximal hastighet, maximal effekt eller klättra i branta backar under längre perioder, särskilt i varmt väder. Detta kommer att orsaka överhettning av motorn och påskynda åldring.

Undvik också överbelastning genom att hålla vikten inom tillverkarens rekommenderade nominella belastningsområde, eftersom överbelastning belastar motorn ytterligare.

Kom ihåg den sista punkten: icke-professionella personer bör inte demontera motorn, eftersom demontering kan minska vattentätheten eller skada interna precisionskomponenter.