Mục lục

• Cấu tạo xe đạp điện
  • 1. Thiết kế
  • 2. Hệ thống động cơ
  • 3. Hệ thống điều khiển
  • 4. Ắc quy/ pin trên xe đạp điện
  • Xe đạp điện đi được bao nhiêu km?
  • 5. Một số bộ phận khác
• Nguyên lý hoạt động của xe điện
• Kết

• 
  

• Cấu tạo xe đạp điện

  1. Thiết kế

  Xe đạp điện có hình dáng tương đối giống với những xe đạp thông thường, kèm theo một số những đặc điểm riêng của nhà sản xuất. Xe cũng được thiết kế với bàn đạp trợ lực giúp bạn chủ động hơn khi di chuyển.
  Xe máy điện thường không có bàn đạp trợ lực và hình dáng cũng có nhiều khác biệt với thiết kế yên liền khác với thiết kế yên rời ở xe đạp điện.

  2. Hệ thống động cơ

  Động cơ có thể được đặt trên thân xe, một số loại xe có động cơ được đặt trực tiếp lên trục bánh xe. Thường thì ngày nay các nhà sản xuất có xu hướng đặt động cơ lên trục bánh xe nhằm làm tăng khả năng chuyển động của xe và để tránh sử dụng quá nhiều những hộp số truyền động tới trục bánh xe giúp giảm chi phí thiết kế và nguy cơ hỏng hóc cho xe.
  Xe đạp điện có động cơ chổi than nằm ở bánh xe hoạt động bền bỉ và ít phải thay thế trong quá trình sử dụng. Động cơ không chổi than có câu tạo gồm 3 cuộn day và 3 cảm biến dựa trên nguyên tắc đấu điện 3 pha vì vậy giá sẽ đắt hơn.
  Động cơ xe điện sử dụng nguồn điện từ pin hoặc ắc quy. Đối với xe đạp điện khi hết điện người dùng có thể sử dụng bàn đạp trợ lực giúp xe chuyển động. Đây chính là một ưu điểm đáng chú ý của xe đạp điện so với xe máy điện.

  3. Hệ thống điều khiển

  Tay ga điều khiển được thiết kế phía bên phải tay cầm giống như các xe gắn máy thông thường. Nguyên lý hoạt động dựa trên cảm biến từ kết hợp nam châm giúp quét qua cảm biến khi vặn tay ga làm xe chuyển động.
  Ngoài ra, xe đạp điện còn có các hệ thống bo mạch điều khiển điện giúp chuyển đổi từ điều khiển của người lái thành các tín hiệu điện và tạo dòng điện phù hợp đưa tới động cơ. Nhờ vào đó chúng ta có thể tùy chỉnh tốc độ nhanh, chậm cho xe, điều khiển phanh xe và bật tắt các tín hiệu đèn báo trên xe.
  Một số loại xe còn có bo mạch tích hợp với các tính năng thông minh trên xe như hiển thị thông số, mức năng lượng và tốc độ xe khi hoạt động.

  4. Ắc quy/ pin trên xe đạp điện

  Pin hoặc ắc quy là nguồn cung cấp điện cho xe hoạt động. Pin Lithium-ion là loại pin phổ biến nhất và cũng được sử dụng rộng rãi vì tính năng ưu việt, loại pin này được thiết kế theo công nghệ Nhật Bản có thể đi được quang đường dài từ 70 km đến 100km.
  Pin trên xe thường có điện thế khoảng 48v được cung cấp thông qua một bộ sạc điện riêng dành cho từng dòng xe khác nhau. Mỗi loại xe cũng có thiết kế gắn với loại pin hoặc ắc quy phù hợp.
  Đối với xe sử dụng ắc quy, mỗi dòng xe sẽ có thiết kế với số lượng ắc quy khác nhau. Thường là 4 đến 5 bình 20A hoặc các loại bình 12A… Quãng đường đi được có thể lên tới 80 đến 100 km cho một lần sạc.
  Tuổi thọ của pin và ắc quy phụ thuộc phần lớn vào cách sử dụng và số lần sạc của xe từ lúc mua.

  Xe đạp điện đi được bao nhiêu km?

  Đây có lẽ là câu hỏi của không ít người đang có ý định mua xe điện. Thông thường xe điện chạy được quãng đường bao xa phụ thuộc vào dòng xe và hãng sản xuất xe, thiết kế của xe, xe chạy bằng ắc quy hay pin.
  Dung lượng pin hoặc ắc quy là yếu tố quan trọng nhất quyết định quãng đường đi được của xe. Do đó muốn biết chính xác quãng đường đi được của từng loại xe bạn cần tham khảo và đọc kỹ thông số ghi trên xe.
  Sau đây là một vài ví dụ để bạn tham khảo:
  1. Xe Xmen được trang bị 5 ắc quy 20A có thể đi được ~80km/1 lần sạc đầy.
  2. Xe Giant M133S trang bị 4 ắc quy 20A đi được ~60km/1 lần sạc đầy
  3. Xe Bridgestone Sli 48 trang bị pin Lithium 60V đi được ~80km/1 lần sạc đầy
  Còn đối với xe máy điện quãng đường di chuyển xa hơn khoảng 80 tới 100 km cho một lần sạc đầy.

  5. Một số bộ phận khác

  Xe điện còn có trang bị hệ thống đèn pha, xi nhan dùng để đảm bảo an toàn cho người dùng. Còi xe và hệ thống chống trộm, bật tắt nguồn , khóa xe thông qua hệ thống điều khiển từ xa cũng được trang bị cho một số dòng xe hiện đại.

  Nguyên lý hoạt động của xe điện

  Xe điện có nguyên lý hoạt động khá đơn giản. Với động cơ điện gắn ở trục bánh xe hoặc thân xe với hệ thống điều khiển ở ghi đông bằng dây cua-roa tạo nên chuyển động của xe.
  Sau khi khởi động xe, bộ điều khiển sẽ nhận tín hiệu từ hệ thống tay ga để đưa tín hiệu nguồn điện tới động cơ điện, nhờ đó chúng ta có thể chọn tốc độ phù hợp.

  Kết

  Trên đây là một số kiến thức cơ bản nhất về cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động của xe điện. Hy vọng những thông tin mà tôi đã cung cấp góp phần giúp bạn dễ dàng và chủ động hơn trong việc chọn mua xe cũng như sử dụng xe an toàn và hiệu quả.

ong những câu hỏi lớn nhất mà người yêu thích xe đạp điện luôn thắc mắc chính là “Sự khác biệt giữa những động cơ của xe đạp điện là gì?”. Lý do để có câu hỏi như trên chính bởi vì có nhiều điểm khác biệt từ hình dạo lẫn cấu tạo cũng như công năng của bộ phận chính các động cơ, đấy là chúng ta còn chưa đề cập tới những chi tiết nhỏ xoay quanh nó. Hy vọng rằng bài viết dưới đây sẽ có thể thoả mãn được phần nào thắc mắc còn bỏ ngỏ trong suy nghĩ của người sử dụng xe đạp địa hình và từ đó có được lựa chọn động cơ cần thiết cho chiếc xe của mình.

 Động cơ trục quay

Động cơ phần trung tâm là loại ổ đĩa đầu tiên phát minh dành riêng cho xe đạp trẻ em , đã được cấp bằng sáng chế và vẫn được tin dùng cho tới ngày nay. Thay vì việc vất vả tích hợp các chi tiết từ bánh răng tới dây xích lại với nhau thì người dùng chỉ việc sử dụng duy nhất động cơ bánh trục để đạt được hiệu quả mong muốn. Điện được dẫn qua các dây đồng làm quay nam châm điện tạo ra lực quay bánh trước (đôi khi có thể ngược lại). Trước kia loại này được sử dụng rất nhiều vì giá thành rẻ cũng như không đòi hỏi một hệt thống kiểm soát quá phức tạp. Tuy nhiên việc bàn chải bánh răng bị hao mòn quá nhanh theo thời gian sử dụng mà dần dần người ta lựa chọn động cơ trung tâm có bánh răng (hoặc không có) dẫn trực tiếp lên DC thay cho động cơ trục quay.

Động cơ của xe đạp thường được lắp vào giữa bánh xe và khi xe không được sử dụng, loại động cơ này có chức năng cố định, giữ thăng bằng giữa các chi tiết như lốp, vành và trục bánh xe. Bảo dưỡng là một yếu tố kiên quyết cho xe đạp và dường như việc đó càng trở nên khó khăn hơn khi mà một trọng lượng đáng kể được thêm vào cho bánh xe. Điều đó khiến cho bánh xe cần thêm một lượng lớn dây nối chức năng truyền điện và gia cố cho bánh, dù vậy vẫn không thể giảm đi việc bánh xe nhanh bị mòn đi hơn so với thông thường.

Động cơ của xe đạp

Vì vậy động cơ trung tâm sẽ được nối với bánh xe thay cho các trục cân bằng nhằm gia cố cho bánh xe. Khi bánh xe nhận được điện sẽ quay, toàn bộ xe đạp tiến về phía trước. Thường thì người ta sẽ gắn động cơ vào bánh sau bởi đó là nơi đã được gia cố bằng 4 chân kim loại kéo tới phần còn lại của khung thay vì chỉ có 2 bánh trên phuộc trước. 4 thanh nối này gồm 2 thanh ở chỗ ngồi và 2 thanh phần dây xích.

Vẫn có một số trường hợp người ta ưa lắp vào phần phía trước hơn vì nó tạo ra một lực hướng tâm CVT chuyển động liên tục.
Bây giờ khi đã có một số kiến thức nhất định về động cơ trung tâm, chúng ta cùng đề cập tới ích lợi, ưu nhược điểm và chất lượng của loại động cơ này. Động cơ này phát huy tối ưu khả năng hoạt động khi đi ở tốc độ từ trung bình tới cao, từ đó cho thấy mức độ linh hoạt trong việc vận hành và khả năng làm thoả mãn bất kì tín đồ đam mê tốc độ. Ngược lại, ở tốc độ thong thả thì động cơ không đem lại hiệu suất như mong muốn. Lấy ví dụ điển hình khi lên dốc, động cơ này sẽ phải rất khó khăn chật vật để chiến thắng sức ì, đôi khi động cơ tự ngưng hoạt động trong nhiều trường hợp quá tải.

Một nhược điểm to lớn là chúng tạo thêm một trong lượng kha khá cho bánh sau (hoặc bánh trước, tuỳ thuộc và nơi chúng ta lắp động cơ) từ đó dẫn tới tình trạng mất cân bằng. Nhược điểm này thể hiện rõ rệt khi bạn đạp xe trên đường, đáng nhẽ toàn bộ trọng lượng theo quán tính sẽ lao đi, nhưng ở đây thì phần trọng lượng đó lại thành sức ì, đè bánh xe xuống. Nói cách khác thì để khắc phục chỉ có cách cân đối sao cho giảm nhẹ trọng lượng các linh kiện liên quan.

Động cơ trục geared là gì?

Động cơ trục chia làm 2 loại là động cơ geared và ổ đĩa lắp trực tiếp không cần tới bánh răng. Geared là loại động cơ có chức năng như đòn bẩy, cho phép các động cơ nhỏ đạt được hiệu suất nhiều hơn nhưng đổi lại thì chúng cũng tạo ra nhiều ma xát, tiếng ồn và mau bị mòn. Tuy nhiên bạn cũng đừng nên quá lo lắng bởi những động cơ trung chuyển bánh răng hiện nay đã được phát triển rất tốt để có thể kéo dài tuổi thọ lên tới vài năm.

Động cơ trục

 Động cơ bánh răng không tải là gì?

Chuyển tiếp sang loại động cơ tiếp theo chính là động cơ bánh răng không hộp số. Loại động cơ đem lại mức độ hoạt động hết sức trơn tru và không hề gây tiếng ồn. Giải thích cho ưu điểm này của động cơ thì các cửa hàng phân phối sản phẩm liên quan tới xe đạp đưa ra lý do chính là do thiết kế đơn giản của chúng. Điều đó cho thấy các nam châm bên trong động cơ đươc cố định vào hộp hay bộ khung chắc chắn nhờ công dụng của keo dính. Động cơ này hoạt động dựa hoàn toàn nhờ nam châm điện và có thể không bao gồm thêm cơ chế líp xe bởi vì khi nam châm được tắt, bạn có thể thấy rất ít kháng từ hay ma sát sản sinh. Động cơ cố định là loại động cơ trực tiếp và chính nhờ điều này mà điện năng có thể tái sinh (điện được tái sản xuất dựa trên các nam chiết đẩy bên trong động cơ)

Không phải động cơ bánh răng trực tiếp không hộp số nào cũng cung cấp chế độ phanh tự tái tao hay k phục hồi bởi lượng điện năng thu lại theo nguyên lý hoạt động này được coi là không đáng kể (mặc dù nó giúp giảm khả năng phanh bị mài mòn). Đây là một tính năng gọn gàng sạch sẽ nhưng chi phí lại không phải là lợi thế cũng như tăng mức độ phức tạp của hệ thống động cơ.

động cơ bánh răng

Động cơ bánh răng sẽ cần lớp vỏ bọc lớn hơn để chứa các nam chân, đồng nghĩa với việc trọng lượng cũng cao hơn. Dù gì thì cũng chỉ là đánh giá mang tính khái quát bởi ngày nay với công nghệ tiên tiến hiện đại thì một số mẫu mã của loại động cơ này đã được thiết kể cắt giảm bớt được trọng lượng và kích thước.

Một nhược điểm to lớn nói chung của loại động cơ này chính là trọng lượng, điều này khiến lực kéo bỏ ra nhiều hơn. Động cơ này chỉ có một bánh răng thiết kế để tăng hoặc giảm tốc độ nhưng không hề có bất kì thiết kế nào cải tiến mô men xoắn. Một trong những khó khăn gây cản trở quá trình sửa chữa và bảo dưỡng nữa chính là các chi tiết lắp ráp quá mức phức tạp và yêu cầu cần cung cấp điện để có thể hoạt động.

Động cơ giữa ổ đĩa là gì?

Nếu như bạn chuyển đổi sang sử dụng hệ thống ổ đĩa giữa, hãy tưởng tượng một kịch bản như sau: khi người lái tới một ngọn đồi rất dốc, họ dừng hẳn xe lại rồi sau đó dùng tới một bướm xoắn để có thể tiến về trướcvì các động cơ nhắc đến trước đó sẽ phải rất khó khăn chật vật để hoạt động bới vốn dĩ nó được thiết kế cho địa hình bằng phẳng. Vì vậy dù có di chuyển thì xe sẽ phát ra những tiết cót két khó chịu với tốc độ chậm chạp. Khi sang tới dốc bên kia ngọn đồi, động cơ chỉ có thể tự động truyền lực để di chuyển mà không cần đạp để mang trên mình một người có cân nặng trung bình mà thôi.

Còn với động cơ giữa ổ đĩa thì những địa hình giống như leo núi lại là nơi để nó toả sáng. Hệ thống ổ đĩa giữa được hưởng lợi nhiều từ hệ thống cơ học, đồng thời giảm đi trọng lượng không bị nén. Đây là một thiết lập tối ưu đem lại hiệu quả (mở rộng được khoảng cách di chuyển và khả năng lên dốc).

động cơ giữa ổ đĩa

Hãy tưởng tượng bạn đang có trong tay một chiếc xe đạp điện leo núi chuyên dụng có đầy đủ động cơ ổ đĩa giữa. cách bánh trước và sau có thể vận hành hiệu quả bới khối lượng đè lên thấp hơn so với các loại động cơ bên trên và trọng lượng phải chịu được dàn đều toàn bộ thân xe khiến chiếc xe “dễ thở” hơn. Khi phải băng qua 1 ngọn đồi lớn, người lái chỉ việc đổi sang chế độ bánh răng nhỏ hơn, đem lại lợi thế đáng kể trong việc di chuyển.

Các bánh răng như một trợ thủ đắc lực trong quá trình truyền lực từ tay điều khiển của người lái xuống hệ thống động cơ (dây xích, bánh răng cút và bánh răng cửa sau). Nếu bạn từng chứng kiến cảnh các bánh răng kêu lên khủng khiếp khi bị trật thì giờ đây nhờ sự trợ giúp đắc lực của dây xích kéo bánh răng và khớp lại những bánh bị trật ra một cách khéo léo và tinh tế mà tuổi thọ của xe đạp được kéo dài ra đáng kể.

Để thu được hiệu suất tối ưu, mỗi khi đạt được vấn tốc như mong muốn, hãy thả lỏng bàn đạp, sau đó duy trì một nhịp đạp nhẹ nhàng nhằm khiến cho chiếc xe có được sự ổn định. Điều này hẳn là gây nhiều trở ngại đối với một động cơ pedelec nếu như người lái thực sự thả lỏng các cơ thì ngược lại phần động cơ trong xe vẫn trong tình trạng căng cứng. Trong trường hợp này, chúng ta cần tạo thành nhịp độ di chuyển liên tục, nhất là khi lên dốc, việc làm này gần như một yếu tố cần thiết để duy trì tốc độ.

• Quan tâm thêm: Xe dap dien

Thêm một yếu tố chủ quan từ cá nhân thì tôi đánh giá khá cao hiệu quả của loại động cơ này. Bên cạnh đó một nhược điểm khó có thể bỏ qua chính là tiếng ồn… Nhiều người lại tỏ ra khả nản khi thường xuyên phải chuyển đổi giữa các tuỳ chọn nhưng một số người lại thích thú với công năng này. Công bằng mà nói với những loại động cơ ở mức chất lượng cao như thế này thì cung cấp cho chúng ta sự ổn định và an tâm khi đi xe đạp đơn thuần hay thậm chí là để chở hàng. Nhược điểm là động cơ dễ bị dập vỡ khi va phải chướng ngại vật bên đường như khúc gỗ hay ổ voi ổ gà. Theo kinh nghiệm cá nhân, với vỏ bảo vệ bằng kim loại thì ổ đĩa giữa có sức chống chịu khoảng vài lần trước những tác động mạnh.

Để phân biệt hệ thống ổ đĩa giữa và ổ trục quay, chúng ta cần hiểu cơ chế hoạt động của chúng. Chúng hoạt động thành một tổng thể thống nhất như vận hành một chiếc ô tô vậy, động cơ có xu hướng đẩy về phía trung tâm xe đạp trong khi đó phần chèo lại bánh sau được trục đảm nhiệm. Tuy nhiên đây không còn là một cơ chế hoạt động tin dùng thời điểm hiện tại bởi xe đạp điện bây giờ đòi hỏi cần có bộ khung đầy đủ khả năng tuỳ chỉnh thay vì đối xứng như trước. Trong khi ô tô thì bánh sau luôn có một trục nối từ mũi xe chạy thẳng xuống thì xe đạp lại phải có 2 thanh kim loại đảm nhiêm vai trò cố định dây xích và đỡ cho trục. Điều này khiến xe trông khá rườm ra và khó có thể nói điều này là tốt một chút nào cả.

Tóm gọn lại thì việc lựa chọn hệ thống lại sẽ ảnh hưởng tới tổng thể cũng như trọng lượng phân bổ lên toàn bộ chiếc xe đạp điện của bạn. Việc đem lại hiệu quả nhiều hay ít, vận tốc nhanh hay chậm, hiệu quả mỗi khi lên hay xuống dốc và chi phí bỏ ra còn tuỳ thuộc vào khả năng tuỳ chỉnh của bộ khung xe. Một bộ khung xe có trọng lượng nhẹ, khả năng chống chịu tốt, ít gây tiếng ồn, phần phanh có khả năng đàn hồi tốt và quan trọng hơn là động cơ trung tâm có khả năng lên dốc dễ dàng là những yếu tố kiên quyết để thể hiện chất lượng một chiếc xe.

Sự xuất hiện động cơ không chổi than trong dòng xe là một cuộc cách mạng trong thú chơi mô hình điều khiển. Việc bổ sung động cơ không chổi than khiến tốc độ hay độ bền của mô-tơ tăng lên đáng kể. Nên những chiếc xe RC chạy điện giờ có thể tăng tốc tới vận tốc 80-100 km/h- ngang bằng với một chiếc xe chạy xăng. Ở bài viết này, chúng ta cùng tìm hiểu các cải tiến, khác biệt của động cơ chổi than và động cơ không chổi than (Brushed and brushless)

Trước tiên, ta cần hiểu chổi than là gì, vì sao nó có hại cho mô-tơ. Chổi than là một vật liệu dẫn điện làm từ carbon có tác dụng tiếp điện, duy trì kết nối điện giữa bộ phận tĩnh và các phần chuyển động của động cơ điện DC hoặc AC được sử dụng trong công nghiệp sản xuất sử dụng động cơ dây quấn.

Mô-tơ chổi than có cấu tao:

Mô-tơ chổi than là loại mô-tơ dùng chổi than chì. Mô-tơ chổi than sử dụng trong xe điện RC là loại Mô-tơ dùng điện một pha, gồm có hai dây đỏ và đen. Ưu điểm của Mô-tơ chổi than là giá xe điều khiển từ xa sản xuất thấp cho nên chúng ta có thể thấy những chiếc xe điện RC giá thành thấp có gắn động cơ chổi than.

Nhược điểm của loại động cơ chổi than được làm bằng chổi than chì nên sau một khoảng thời gian sử dụng sẽ làm mòn chổi than, tuổi thọ kém, mô-tơ tiêu thụ điện lớn, công suất yếu hơn các loại mô-tơ không chổi than có cùng kích cỡ. trong khi mô tơ quay mô tơ sẽ phát sinh tia lửa , thậm chí thành lửa phụt ra như kiểu máy hàn bằng bình ga du lịch.  Vì vậy những chiếc xe mô hình RC chạy loại mô-tơ này thường không có tốc độ cao.

Nhược điểm của đông cơ chổi than khá lớn và gây bất tiện, vì vậy việc sáng tạo ra động cơ không chổi than là một bước đột phá lớn, như việc sáng tạo ra pin Li-Po. Động cơ không chổi than với cấu tạo phức tạp hơn một chút:

Đây thực chất ra cũng là sự hoán đổi vị trí của mô tơ và cuộn dây điện . Trước kia cuộn dây điện được thiết kế làm rô to nó ở trạng thái động còn stato phần thép ở trạng thái tĩnh . Còn bây giờ  thì phần quay là phần nam châm  , được dùng rộng rãi cho các loại động cơ đặc biệt là xe đạp điện , xe máy điện , chong  chóng phát điện . Các bạn đã biết rằng sự biến thiên của từ thông (khi động cơ  quay) sẽ sinh ra điện  và ngược lại khi có điện  sẽ làm động cơ quay
Động cơ DC không chổi than có các ưu điểm của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu như: tỷ lệ momen/quán tính lớn, tỷ lệ công suất trên khối lượng cao.

Do máy được kích từ bằng nam châm vĩnh cửu nên trên rotor hiệu suất động cơ cao hơn.

Động cơ kích từ nam châm vĩnh cửu không cần chổi than và vành trượt nên không tốn chi phí bảo trì chổi than. Ta cũng có thể thay đổi đặc tính động cơ bằng cách thay đổi đặc tính của nam châm kích từ và cách bố trí nam châm trên rotor.

Một số đặc tính nổi bật của động cơ không chổi than khi hoạt động:

• Tỷ lệ công suất/khối lượng máy điện cao.
• Tỷ lệ momen/quán tính lớn (có thể tăng tốc nhanh).
• Vận hành nhẹ nhàng (dao động của momen nhỏ) thậm chí ở tốc độ thấp (để đạt được điều khiển vị trí một cách chính xác).
• Mômen điều khiển được ở vị trí bằng không.
• Vận hành ở tốc độ cao.
• Có thể tăng tốc và giảm tốc trong thời gian ngắn.
• Hiệu suất cao.
• Kết cấu gọn.

Tuy nhiên đông cơ không chổi than giá thành sản xuất cao, vì thế khó có thể phổ biến.

Động cơ không chổi than là động cơ 3 pha, nên hai loại ESC dùng cho các loại động cơ này cũng khác nhau.

Động cơ không chổi than với nhiều ưu điểm nổi trội hơn, là tương lai của ngành công nghiệp xe điện sau này.