Geared Hub Motor và Direct Drive: Cái nào tốt hơn cho xe đạp điện của bạn?

Giới thiệu

Chào mừng bạn đến với thế giới xe đạp điện, nơi cảm giác hồi hộp khi đạp xe kết hợp với sức mạnh của công nghệ. Khi xe đạp điện trở thành một phương tiện đi lại và giải trí ngày càng phổ biến, một trong những quyết định quan trọng nhất mà người mua tiềm năng phải đối mặt là chọn đúng loại xe máy. Động cơ là trái tim của chiếc xe đạp điện của bạn, quyết định hiệu suất, cảm giác và sự phù hợp của nó với nhiều kiểu đạp xe khác nhau.

Mặc dù có một số loại động cơ xe đạp điện trên thị trường, nhưng hai loại phổ biến nhất và được tranh luận rộng rãi là động cơ trung tâm hướng và động cơ truyền động trực tiếp. Mỗi chiếc đều có thiết kế riêng biệt và tập hợp các đặc điểm khiến nó trở nên lý tưởng cho những người lái và ứng dụng khác nhau.

Bài viết này sẽ là hướng dẫn toàn diện để bạn hiểu những khác biệt cơ bản giữa động cơ trục bánh răng và động cơ truyền động trực tiếp. Chúng tôi sẽ khám phá những ưu và nhược điểm riêng của chúng, so sánh chúng dựa trên các số liệu chính như mô-men xoắn, trọng lượng và độ bền, đồng thời giúp bạn xác định loại nào phù hợp nhất với phong cách và nhu cầu lái xe cụ thể của bạn. Cuối cùng, bạn sẽ có kiến ​​thức để đưa ra quyết định sáng suốt và tạo sức mạnh cho chuyến đi hoàn hảo của mình.

Động cơ Hub có bánh răng là gì?

Động cơ trung tâm có hộp số là một động cơ điện được tích hợp trực tiếp vào trục bánh xe đạp, điển hình là bánh sau. Tính năng chính của nó là hệ thống bánh răng hành tinh bên trong, giúp nó khác biệt với động cơ truyền động trực tiếp.

Nó hoạt động như thế nào:

Bản thân động cơ nhỏ hơn và quay với tốc độ RPM rất cao (vòng quay mỗi phút). Vòng quay này sau đó được truyền tới trục bánh xe thông qua một bộ bánh răng giảm tốc. Hệ thống bánh răng này làm giảm đáng kể tốc độ quay của bánh xe đồng thời tăng mô-men xoắn. Hãy nghĩ về nó giống như hộp số của ô tô chuyển sang số thấp hơn để có thêm sức mạnh. Thiết kế này cho phép một động cơ nhỏ, nhẹ tạo ra công suất đáng kể, đặc biệt khi xuất phát từ điểm dừng và leo dốc. Ngoài ra, hầu hết các động cơ trung tâm có hộp số đều có bộ ly hợp giúp ngắt các bánh răng bên trong khỏi bánh xe khi tắt nguồn, cho phép chuyển động tự do và cảm giác đạp tự nhiên hơn mà không có lực cản động cơ.

Ưu điểm của Động cơ trung tâm hướngs:

• Mô-men xoắn: Nhờ khả năng giảm tốc, động cơ trung tâm có hộp số cung cấp mô-men xoắn tuyệt vời, giúp chúng có hiệu quả cao khi leo dốc và tăng tốc nhanh chóng từ trạng thái dừng.

• Trọng lượng: Chúng thường nhỏ hơn và nhẹ hơn so với các loại xe đạp truyền động trực tiếp, điều này góp phần tạo nên một chiếc xe đạp điện nhanh nhẹn và dễ điều khiển hơn.

• Hiệu quả: Động cơ giảm tốc hoạt động hiệu quả hơn ở tốc độ thấp hơn, khiến chúng trở nên lý tưởng cho việc di chuyển trong đô thị với các điểm dừng và khởi động thường xuyên.

• Chạy tự do: Khi tắt nguồn hoặc bạn đang xuống dốc, bộ ly hợp bên trong cho phép bánh xe quay tự do mà không tạo ra lực cản. Điều này có nghĩa là bạn có thể đạp xe giống như một chiếc xe đạp thông thường mà không cảm thấy bất kỳ lực cản nào.

Nhược điểm của Geared Hub Motors:

• Độ bền: Các bánh răng bên trong là các bộ phận chuyển động có thể bị mòn theo thời gian, đặc biệt là khi chịu tải nặng hoặc sử dụng thường xuyên. Điều này làm cho chúng kém bền hơn so với động cơ truyền động trực tiếp.

• Tiếng ồn: Sự ăn khớp của các bánh răng bên trong có thể tạo ra âm thanh vo ve hoặc ù đáng chú ý trong quá trình vận hành.

• Bảo trì: Mặc dù nhìn chung ít phải bảo trì nhưng các bánh răng bên trong thỉnh thoảng có thể cần được bảo dưỡng hoặc thay thế, đặc biệt là sau một thời gian dài sử dụng.

Động cơ truyền động trực tiếp là gì?

Động cơ dẫn động trực tiếp là động cơ điện trong đó trục bánh xe đóng vai trò là động cơ. Không giống như động cơ giảm tốc, không có hệ thống giảm tốc bên trong. Rôto của động cơ được nối trực tiếp với trục bánh xe và stato (bộ phận không chuyển động với các cuộn dây) được gắn vào khung xe đạp. Khi động cơ quay, toàn bộ trung tâm quay, trực tiếp đẩy bánh xe.

Nó hoạt động như thế nào:

Thiết kế của động cơ truyền động trực tiếp rất đơn giản. Các nam châm được gắn ở mặt trong của vỏ trục và cuộn dây đồng cố định (stato) được cố định vào trục. Khi cấp nguồn, lực điện từ giữa nam châm và cuộn dây làm cho toàn bộ lớp vỏ bên ngoài của trục quay. Do trục được gắn trực tiếp vào các nan hoa của bánh xe nên bánh xe quay cùng tốc độ với động cơ. Kết nối trực tiếp này có nghĩa là có ít bộ phận hơn và việc truyền tải điện năng rất đơn giản.

Ưu điểm của động cơ truyền động trực tiếp:

• Độ bền: Với ít bộ phận chuyển động hơn đáng kể (không có bánh răng để bị mòn), động cơ truyền động trực tiếp có độ tin cậy và độ bền cao, thường kéo dài tuổi thọ của xe mà không cần bảo trì nhiều.

• Hoạt động yên tĩnh: Vì không có bánh răng bên trong nên động cơ hoạt động gần như im lặng, mang lại trải nghiệm lái rất yên tĩnh và êm ái.

• Phanh tái sinh: Ưu điểm độc đáo của một số động cơ truyền động trực tiếp là khả năng hoạt động như một máy phát điện khi bạn đạp phanh hoặc xuống dốc. Điều này chuyển đổi động năng trở lại thành năng lượng điện, giúp sạc lại pin và mở rộng phạm vi hoạt động của bạn, dù chỉ với một lượng nhỏ.

• Bảo trì thấp: Thiết kế đơn giản có nghĩa là có rất ít thứ cần bảo trì. Không có bánh răng nào để bôi trơn hoặc thay thế, khiến chúng trở thành sự lựa chọn tuyệt vời cho những tay đua thích phương pháp "đặt rồi quên đi".

Nhược điểm của động cơ truyền động trực tiếp:

• Mô-men xoắn: Do không có hộp số giảm tốc nên động cơ truyền động trực tiếp có mô-men xoắn thấp hơn ở tốc độ thấp so với động cơ truyền động trục bánh răng. Điều này làm cho chúng kém hiệu quả hơn khi leo đồi dốc hoặc tăng tốc nhanh khi dừng lại.

• Trọng lượng: Chúng thường lớn hơn và nặng hơn so với động cơ trung tâm có hộp số, điều này có thể ảnh hưởng đến khả năng xử lý của xe đạp và khiến xe kém linh hoạt hơn.

• Hiệu quả: Động cơ truyền động trực tiếp hoạt động hiệu quả nhất ở tốc độ cao hơn. Ở tốc độ thấp hơn, chúng hút nhiều dòng điện hơn để tạo ra mô-men xoắn cần thiết, điều này có thể làm hao pin nhanh hơn.

• Cogging: Khi động cơ không được cấp điện (ví dụ: khi bạn đạp xe mà không có sự trợ giúp hoặc pin hết), nam châm trong động cơ sẽ tạo ra một lực cản từ nhẹ hoặc "bánh răng". Điều này có thể làm cho việc đạp xe có cảm giác như bị kéo nhẹ, tương tự như khi đạp xe với phanh hơi dính.

Geared Hub Motor so với Direct Drive: Sự khác biệt chính

Để thực sự hiểu động cơ nào tốt hơn cho nhu cầu của bạn, điều cần thiết là phải phân tích những điểm khác biệt chính qua một số chỉ số hiệu suất quan trọng. Mặc dù cả hai đều là những lựa chọn tuyệt vời nhưng thiết kế cơ bản của chúng dẫn đến sự khác biệt trong cách chúng vận hành trên đường.

mô-men xoắn

• Động cơ trung tâm hướng: Nhà vô địch không thể tranh cãi về mô-men xoắn. Hệ thống giảm tốc bên trong cho phép động cơ quay với tốc độ cao, nhân lực truyền tới bánh xe lên gấp bội. Điều này làm cho động cơ trung tâm có hộp số cực kỳ tốt trong việc cung cấp khả năng tăng tốc nhanh, mạnh mẽ khi dừng và chinh phục những ngọn đồi dốc mà không gây căng thẳng quá mức cho pin hoặc động cơ.

• Động cơ truyền động trực tiếp: Do thiếu bánh răng, động cơ truyền động trực tiếp tạo ra ít mô-men xoắn hơn ở tốc độ thấp hơn. Điều này có thể khiến việc xuất phát từ trạng thái dừng có cảm giác chậm hơn và đòi hỏi người lái phải nỗ lực nhiều hơn trên đường nghiêng. Tuy nhiên, ở tốc độ cao hơn, động cơ truyền động trực tiếp có thể duy trì lực kéo mạnh mẽ và ổn định.

Trọng lượng và kích thước

• Động cơ trung tâm hướng: Những động cơ này nhẹ hơn và nhỏ gọn hơn đáng kể. Hệ thống bánh răng cho phép một động cơ nhỏ hơn, ít công suất hơn đạt được mô-men xoắn cao, giảm khối lượng tổng thể. Điều này giúp giảm trọng lượng của xe và tạo cảm giác cân bằng và nhanh nhẹn hơn, đặc biệt khi động cơ ở bánh trước.

• Động cơ truyền động trực tiếp: Để bù đắp cho việc thiếu hộp số, động cơ dẫn động trực tiếp phải lớn hơn và nặng hơn về mặt vật lý để tạo ra mô-men xoắn tương đương. Trọng lượng tăng thêm có thể khiến xe đạp điện có cảm giác ì ạch và kém cơ động hơn, đồng thời cũng có thể tạo ra hiệu ứng con quay hồi chuyển ảnh hưởng đến khả năng xử lý, đặc biệt là khi thiết lập trục trước.

Hiệu quả

• Động cơ trung tâm hướng: Động cơ có hộp số thường hoạt động hiệu quả hơn ở tốc độ thấp hơn và khi dừng và đi. Chúng có thể hoạt động ở phạm vi vòng tua máy hiệu quả nhất nhờ vào các bánh răng, đây là một lợi thế lớn cho người đi làm trong thành phố.

• Động cơ truyền động trực tiếp: Động cơ dẫn động trực tiếp hoạt động hiệu quả nhất ở tốc độ cao hơn và bền vững hơn. Nó kém hiệu quả hơn ở tốc độ thấp vì nó cần một lượng dòng điện đáng kể để vượt qua quán tính ban đầu. Điều này có thể dẫn đến hao pin nhanh hơn khi khởi động và dừng thường xuyên.

Tiếng ồn

• Động cơ trung tâm hướng: Các bánh răng bên trong ăn khớp với nhau tạo ra âm thanh vo ve hoặc vo ve riêng biệt. Mặc dù những tiến bộ đã làm cho động cơ giảm tốc hiện đại yên tĩnh hơn nhiều nhưng chúng vẫn không hề im lặng.

• Động cơ truyền động trực tiếp: Không có bộ phận chuyển động bên trong cọ sát vào nhau nên động cơ truyền động trực tiếp hoạt động cực kỳ yên tĩnh. Âm thanh duy nhất bạn nghe thấy là tiếng động cơ và tiếng lốp xe trên mặt đường.

Độ bền và Bảo trì

• Động cơ trung tâm hướng: Sự hiện diện của các bánh răng bên trong và bộ ly hợp có nghĩa là có nhiều bộ phận chuyển động hơn. Trong khi hầu hết các động cơ giảm tốc đều là bộ phận kín thì các bánh răng có thể bị mòn theo thời gian, đặc biệt là khi chịu tải nặng. Điều này cuối cùng có thể yêu cầu bảo dưỡng hoặc thay thế chuyên nghiệp, mặc dù các mẫu xe chất lượng cao được thiết kế để tồn tại hàng ngàn dặm.

• Động cơ truyền động trực tiếp: Với thiết kế đơn giản của rôto và stato nên hầu như không có gì hao mòn. Việc bảo trì chính chỉ giới hạn ở việc thay thế vòng bi trung tâm, điều này rất hiếm khi xảy ra. Điều này làm cho động cơ truyền động trực tiếp trở thành vua có độ bền lâu dài, ít phải bảo trì.

Phanh tái sinh

• Động cơ trung tâm hướng: Cơ cấu ly hợp trong hầu hết các động cơ có bánh răng trung tâm, cho phép quay tự do, cũng ngăn chặn hiện tượng phanh tái tạo. Điều này là do bánh xe tách khỏi động cơ khi bạn đang dừng hoặc phanh, vì vậy nó không thể chuyển chuyển động trở lại thành điện năng.

• Động cơ truyền động trực tiếp: Vì trục luôn được kết nối trực tiếp với động cơ nên động cơ truyền động trực tiếp có thể thực hiện phanh tái tạo. Khi bạn đạp phanh hoặc xuống dốc, động cơ hoạt động như một máy phát điện, cung cấp một lượng điện năng nhỏ trở lại pin và mở rộng phạm vi hoạt động của bạn. Điều này cũng giúp giảm độ mòn trên má phanh của bạn.

Chi phí

• Động cơ trung tâm hướng: Thông thường, động cơ trung tâm có hộp số có giá cả phải chăng hơn để sản xuất và do đó, thường dẫn đến mức giá thấp hơn cho xe đạp điện. Điều này làm cho chúng trở thành một lựa chọn cấp đầu vào tuyệt vời cho những người mua có ngân sách hạn chế.

• Động cơ truyền động trực tiếp: Cấu trúc nặng hơn và các vật liệu phức tạp hơn cần thiết cho động cơ truyền động trực tiếp bền bỉ, công suất cao có thể khiến chúng đắt hơn.

Bảng này cung cấp một tài liệu tham khảo nhanh để tóm tắt những khác biệt chính:

Cuối cùng, sự lựa chọn tùy thuộc vào mức độ ưu tiên của bạn. Bạn có đánh giá cao trọng lượng nhẹ, mô-men xoắn và tính hiệu quả khi đi lại trong đô thị và leo đồi không? Hay bạn thích một động cơ bền bỉ, ít bảo trì, hoạt động vượt trội ở tốc độ cao và có thể cung cấp khả năng phanh tái tạo? Các phần sau đây sẽ giúp bạn áp dụng những khác biệt này vào phong cách lái xe cụ thể của mình.

Động cơ nào phù hợp với bạn?

Việc lựa chọn giữa động cơ trung tâm hướng và động cơ truyền động trực tiếp cuối cùng phụ thuộc vào phong cách lái xe cá nhân của bạn, địa hình bạn sẽ điều hướng và các ưu tiên của bạn với tư cách là chủ sở hữu xe đạp điện. Không có động cơ "tốt nhất" nào cả; chỉ có động cơ tốt nhất cho nhu cầu cụ thể của bạn. Để giúp bạn quyết định, hãy xem xét các yếu tố sau:

Phong cách cưỡi ngựa và địa hình

• Đồi : Nếu chuyến đi làm hoặc hoạt động giải trí hàng ngày của bạn liên quan đến những ngọn đồi lớn hoặc những con dốc lớn, động cơ trung tâm hướng là người chiến thắng rõ ràng. Mô-men xoắn cao ở tốc độ thấp mang lại lực đẩy mạnh mẽ mà bạn cần để chinh phục những ngọn đồi mà không làm động cơ chạy quá tải hoặc tiêu hao pin quá nhanh. Mặc dù động cơ truyền động trực tiếp có thể vượt qua các ngọn đồi nhưng chúng hoạt động kém hiệu quả hơn và có thể quá nóng khi leo dốc dài.

• Địa hình bằng phẳng: Đối với những người lái xe thích đi trên đường bằng phẳng hoặc đường lăn nhẹ nhàng, động cơ truyền động trực tiếp là một sự lựa chọn tuyệt vời. Hiệu quả của nó ở tốc độ cao hơn, bền vững khiến nó trở nên hoàn hảo cho những chuyến đi đường dài. Việc không có tiếng ồn và khả năng cung cấp năng lượng mượt mà, ổn định tạo ra trải nghiệm lái xe rất dễ chịu trên mặt đất bằng phẳng.

• Đi lại: Đây là nơi sự lựa chọn có nhiều sắc thái. Đối với người đi làm ở đô thị thường xuyên phải dừng và khởi hành, giao thông và độ dốc vừa phải, động cơ trung tâm hướng thường là sự lựa chọn thiết thực nhất. Khả năng tăng tốc nhanh và leo đồi giúp nó linh hoạt và hiệu quả trong môi trường thành phố. Tuy nhiên, nếu lộ trình đi làm của bạn là một đoạn đường dài, bằng phẳng và ít điểm dừng, động cơ truyền động trực tiếp có thể hiệu quả và thú vị hơn.

• Đường địa hình: Đối với những chuyến đi địa hình hoặc đường mòn nghiêm trọng, mô-men xoắn của động cơ trung tâm hướng là rất có lợi. Nó cung cấp năng lượng ở tốc độ thấp cần thiết để di chuyển trên các địa hình kỹ thuật, vượt qua chướng ngại vật và xử lý các bề mặt lỏng lẻo như cát hoặc bùn. Trọng lượng nhẹ hơn của động cơ giảm tốc cũng góp phần giúp xe đạp xử lý tốt hơn và khả năng cơ động trên đường mòn.

Ngân sách

• Động cơ trung tâm có hộp số thường có giá cả phải chăng hơn so với động cơ truyền động trực tiếp. Nếu bạn là người mới sử dụng xe đạp điện hoặc đang làm việc với ngân sách eo hẹp hơn, một chiếc xe đạp điện được trang bị động cơ có thể mang lại giá trị tuyệt vời và sự giới thiệu tuyệt vời về thế giới xe đạp điện mà không cần phải cam kết tài chính đáng kể.

• Động cơ truyền động trực tiếp thường xuất hiện trên những chiếc xe đạp điện tử cao cấp hơn, phản ánh thiết kế bền bỉ, ít bảo trì và các tính năng cao cấp như phanh tái tạo.

Tùy chọn bảo trì

• Nếu bạn là kiểu người thích một chiếc máy "cài đặt và quên đi", thì động cơ truyền động trực tiếp là trận đấu lý tưởng của bạn. Thiết kế đơn giản của nó không có bánh răng bên trong có nghĩa là nó hầu như không cần bảo trì. Bạn có thể lái xe hàng nghìn km mà không cần làm gì khác ngoài việc thỉnh thoảng kiểm tra đai ốc trục xe.

• Nếu bạn không bận tâm đến khả năng phải bảo trì một chút trong tương lai, chẳng hạn như thay thế hộp số sau nhiều năm sử dụng, động cơ trung tâm hướng là sự lựa chọn hoàn toàn đáng tin cậy.

Cân nhắc về trọng lượng

• Đối với những người lái xe cần nâng xe đạp điện thường xuyên (ví dụ: mang xe lên cầu thang, chất xe lên giá đỡ ô tô), trọng lượng nhẹ hơn của xe sẽ nhẹ hơn. động cơ trung tâm hướng có thể là một lợi thế đáng kể. Sự khác biệt về trọng lượng, mặc dù thường chỉ vài pound, nhưng có thể ảnh hưởng rất lớn đến tính di động và dễ dàng xử lý.

Câu hỏi thường gặp

Hỏi: Phanh tái tạo là gì?

Đáp: Phanh tái sinh là một tính năng có sẵn trên một số động cơ xe đạp điện, chủ yếu là động cơ dẫn động trực tiếp. Nó hoạt động bằng cách chuyển đổi động cơ thành máy phát điện khi người lái đạp phanh hoặc xuống dốc. Quá trình này làm chậm xe đạp đồng thời cung cấp một lượng nhỏ động năng trở lại pin, giúp mở rộng phạm vi hoạt động của xe đạp điện.

Hỏi: Động cơ trung tâm có hộp số có đáng tin cậy không?

Đáp: Có, động cơ trục bánh răng hiện đại rất đáng tin cậy. Mặc dù chúng có nhiều bộ phận chuyển động hơn động cơ truyền động trực tiếp nhưng chúng được chế tạo để hoạt động bền bỉ và có thể chịu được quãng đường sử dụng hàng nghìn dặm. Các bánh răng bên trong được bịt kín bên trong trung tâm để bảo vệ chúng khỏi các tác nhân. Khả năng hao mòn là mối lo ngại lâu dài, nhưng đối với hầu hết các tay đua, nó sẽ không phải là vấn đề trong nhiều năm.

Hỏi: Tôi có thể chuyển đổi chiếc xe đạp thông thường của mình thành xe đạp điện với một trong hai loại động cơ không?

Đáp: Có, cả động cơ trục bánh răng và động cơ dẫn động trực tiếp đều có sẵn dưới dạng bộ chuyển đổi. Những bộ dụng cụ này thường bao gồm động cơ được tích hợp trong bánh xe, pin, bộ điều khiển và cảm biến hỗ trợ ga hoặc bàn đạp. Việc lựa chọn giữa hai loại cho một bộ chuyển đổi phụ thuộc vào các yếu tố giống nhau được thảo luận trong bài viết: phong cách lái xe, địa hình và ngân sách của bạn.

Hỏi: Làm cách nào để chọn công suất (công suất) phù hợp cho động cơ xe đạp điện của tôi?

Đáp: Công suất phù hợp phụ thuộc vào quy định của địa phương và mục đích sử dụng của bạn. Đối với việc đạp xe thông thường và địa hình bằng phẳng, động cơ 250W hoặc 500W thường là đủ. Đối với việc leo đồi, tải nặng hoặc tốc độ cao hơn, động cơ 750W hoặc thậm chí 1000W có thể phù hợp hơn. Luôn kiểm tra luật pháp địa phương của bạn vì nhiều khu vực có giới hạn pháp lý về công suất động cơ tối đa cho xe đạp điện.