Jak mawia znany skecz “Drzwi” Kabaretu Moralnego Niepokoju – w rzeźni wszystko było proste, świnia, prąd, bzzt. W wypadku tak złożonym i podatnym na manipulację jak silniki elektryczne w rowerach, moc znamionowa tych silników jest ich najlepszą reklamą i najtrudniejszym do zweryfikowania parametrem. Każdy chce się chwalić dużą mocą, ale nie każdy umie odpowiedzieć, co ona oznacza. Dlatego też dziś rozwiejemy wszystkie wątpliwości, wskażemy na co naprawdę zwracać uwagę.
Silnik elektryczny w rowerze to wciąż jest wór pełen tajemnic nawet dla tych, którzy temat znają od podszewki. Lub jeżdżą wystarczająco długo, by wiedzieć jak ów elektryczny orzech ugryźć. Umiejętność odczytania parametrów w sposób właściwy daje szansę na zrozumienie całej problematyki i uniknięcie rozczarowań przy zakupie. Dlatego też upraszczamy ten zawiły świat i objaśnimy jego kręte drogi, aby Wasz napęd w rowerze elektrycznym był zawsze skuteczny i dobrze dobrany, a więc – efektywny. Zapraszamy!
Zobacz również
- Rower elektryczny przyszłością jednośladów
- Jaki rower elektryczny dla seniora?
- Odkryj nową jakość w górskich wyprawach z rowerem elektrycznym MTB
Spis treści
Jak oznacza się moc silników do rowerów elektrycznych?
Ależ to zawiły temat! Trudno go ugryźć w rozsądny sposób. Zacznijmy więc od maksymalnej podstawy – moc silnika wyraża się w Watach. To uniwersalna jednostka mocy, stosowana także w silnikach spalinowych czy grzejnikach elektrycznych. Silnik ma moc 1 Wat gdy w ciągu jednej sekundy wytwarza pracę o wartości 1 dżula. Czyli jeśli kolarz ma “depnięcie” na poziomie 120 W, silnik 250 W oznacza posiadanie dwukrotnie większej mocy. Czyli w ciągu sekundy wytwarza dwa razy więcej pracy wyrażonej w dżulach niż nasze nogi.
Do tego punktu wszystko jest jasne. Ale silniki elektryczne nie działają w idealnych warunkach – mają jeździć pod górkę i po terenie, z trudnymi przełożeniami. Dlatego porównywanie ich na zasadzie generowanej mocy nie do końca ma sens – ok, silnik 500 W będzie mocniejszy niż 250 W, ale do wszystkiego dochodzi jeszcze moment obrotowy. A ten w rowerze ma ogromne znaczenie. Bo siła silnika pomnożona przez długość promienia, który jest napędzany – w przypadku roweru np. suport, daje nam określoną moc wyjściową. Która nie jest znamionową, żeby było Wam trudniej. Mówiąc maksymalnie prosto – moc silnika elektrycznego w rowerze to jego zdolność do wykonywania pracy na określonym poziomie przy danym momencie obrotowym.
Reasumując, podawane przez producentów wartości mocy silnika są najczęściej parametrem uzyskanym przy minimalnym oporze. Gdy dokładamy opór, zwiększa się zapotrzebowanie silnika na moc, bo nie generuje jej on w sposób ciągły. Mówiąc wprost, nie jest tak, że odpalamy silnik w e-bike’u i od startu mamy 250 W, 500 W czy 650 W. Dlatego moc w silnikach oznacza zdolność do wykonywania pracy w danym przedziale czasowym. Najlepszym wyjściem jest określenie zakresów mocy, w jakich pracuje silnik elektryczny: 200-350W na przykład.
Im więcej watów silnika, tym większa jego moc?
Teoretycznie – tak, ale posługując się istniejącymi przykładami i tym, co napisaliśmy wyżej, praktyka jest inna. Przede wszystkim jak wspomnieliśmy, silnik w rowerze elektrycznym nie jest obciążony jak grzejnik czy żarówka. Nie wytwarza stale 60 W czy 500 W ciepła, ale pracuje pod różnym obciążeniem i z różnym stopniem naszej pracy.
Silnik wytwarzający moment obrotowy 20 Nm i pracujący w wartości 100 obrotów na minutę generuje moc 209 watów. Ten sam silnik wytwarzający moment obrotowy 20 Nm przy 300 obrotach będzie wytwarzał ponad 620 W. Która wartość więc jest właściwa? Jasne, podanie maksymalnej mocy jest kuszące, ale z drugiej strony określa jej uzyskanie przy ściśle istniejących warunkach. W tym wypadku wartości obrotowej silnika – a 300 obrotów na minutę silnik może uzyskać na przykład tylko przez 5 sekund pracy, ponieważ w dłuższej perspektywie ulegnie spaleniu. Stąd rzeczywista wartość mocy nieczęsto jest realna, a podawana tylko po to, by zachęcić nas do kupna większej jednostki. Przy większej mocy silnika potrzebujemy większej baterii o większym napięciu – najczęściej ponad 36 V. To w konsekwencji prowadzi do wzrostu masy i zwiększenia gabarytów silnika, co finalnie oznacza że większa moc wcale nie oznacza szybszego i sprawniejszego roweru.
Dodatkowo żeby to jeszcze bardziej skomplikować – silnik elektryczny w rowerze nie przetwarza całej dostarczonej energii w moc. Jeśli silnik ma moc 300 W, to tyle wynosi moc znamionowa. Ale rzeczywista to jakieś 80% dostarczonej energii – czyli około 250 W. To moc mechaniczna, czyli mierzona realnie na “wyjściu” z silnika. Dzieje się tak dlatego, że nie ma silnika, który idealnie przejadałby dostarczone watogodziny na czyste waty w stosunku jeden do jednego.
Czy moment obrotowy w silniku elektrycznym ma znaczenie?
Oczywiście. Uściślając, wartość ta, wyrażona w niutonometrach (Nm) oznacza siłę, z jaką silnik może obracać zadaną osią – korbowodem czy osią przednią w zależności od położenia silnika. Siła 80 Nm oznacza, że silnik dodaje prawie 50 kg parcia na korbę o standardowej długości 165 mm. I tak w MTB gdzie często kadencja jest wolniejsza ale wymagane jest mocne naciskanie na pedały, silnik może uzyskiwać moc 250 W przy kadencji 80 obrotów na minutę i momencie obrotowym rzędu 30 Nm. Jeśli zmniejszymy kadencję do wartości o połowę mniejszych, moment obrotowy dla mocy 250 W to już 80 Nm. Generalnie, wartość ta ma kolosalne znaczenie właśnie tam, gdzie potrzebna jest duża siła wspomagania przy zmniejszającej się lub zmieniającej kadencji. Tam, gdzie szybko obracający się suport opiera się głównie na pracy kolarza (szosa, trekking), może być on mniejszy dla takiej samej mocy.
Dlaczego moc znamionowa silnika to nie wszystko?
Silnik może mieć więcej niż ustawowe 250 W, a i tak nie osiągać tak dobrych parametrów jak typowa jednostka w rowerze elektrycznym o tej mocy. Wynika to przede wszystkim z umiejętnego dobrania podzespołów i ich wzajemnej współpracy. Dobrze dopasowane sterowniki, korby o odpowiedniej długości, przełożenia i baterie będą tworzyć harmonijną całość gotową na spory wysiłek. Duży, mocny silnik z równie dużą baterią, ale o słabym osprzęcie straci większość energii lub pozostanie ona niewykorzystana.
Co wpływa na wydajność silników w rowerach elektrycznych?
Istnieje wiele czynników które generują określone problemy. Na przykład upalne lato jest dla nich dużo trudniejsze niż sroga zima, bo pracują w wyższej temperaturze. Temperatura obracającego się silnika elektrycznego w ogromnym stopniu generowana jest przez moment obrotowy, zatem im mniejszy jej zakres tym ten moment może być generowany krócej. Także niewłaściwe tryby pracy, narażanie jednostek na długotrwały wysiłek odbijający się na nich w sposób mechaniczny, słabe smarowanie i ogólna konserwacja, nieumiejętne czy nierozsądne szafowanie przełożeniami w sposób znaczny odbijają się na wydajności silnika elektrycznego w rowerze typu e-bike.
Zagmatwane drogi elektrycznej rewolucji
Najlepsze zostawiamy na koniec – nie ma jednolitego systemu. Nie ma ogólnej normy określającej, czy to co podane przez producenta jest to moc znamionowa ciągła, szczytowa moc wyjściowa czy zdolność do pracy w określonej temperaturze w sposób ciągły, nie powodujący uszkodzeń mechanicznych. Taka norma jeszcze nie powstała, dlatego to wszystko jest tak zawiłe. Niemniej pamiętajmy, że duża moc nie oznacza końca naszych problemów, a jedynie ich większy zakres. Czasami to, co jasno określone jest dużo łatwiejsze do zmodyfikowania. Mamy nadzieję, że choć trochę rozjaśniliśmy Wam w głowach.
