锂电池电动自行车的设计由来

 虽然早在 1999年《 GB17761-1999电动自行车通用技术条件》对电动自行车有过名确的定义，也有着详尽的规范，然而实际的现状是绝大多数电动自行车突破了这个限制，经过 10年演变成了与这个国家标准几乎没有什么关系的另外一种产品。在这里，单从技术的角度，笨重的铅酸电池，电动自行车和电动摩托车概念的混淆是这个演变的最主要的罪魁祸首。然而在这个演变的另外一个结果是，由于铅酸电池较短的寿命，由于电动自行车的粗制滥造，电动自行车成为一个没有任何安全，劣质短命产品代名词。

    就在这个时候，用于电动自行车的锂电池日渐成熟了，似乎迟到了 10年。这个时候，普通的消费者已经很难分清合格电动自行车和电动摩托车(含电动摩托车和轻便电动摩托车)的区别了；这个时候，超标的电动自行车已经在中国市场饱和了；这个时候，超标的电动自行车消费者和超标电动自行车生产企业已经敢于和制定电动自行车标准的国家标准化委员会叫板了。

    然而，然而锂电池必然和电动自行车有一个完美的结合，这是由于锂电池独有的轻便和超长寿命的本质属性决定的，锂电池必然为电动自行车插上腾飞的翅膀。

    在电动自行车行业已经迎来第二次生命的今天，为了能让电动自行车行业有一个健康的的发展，我们有责任来思考和回答一些最基础问题。当然这些问题都将围绕着电动自行车的设计这个载体展开。 

    谈到电动自行车车的设计，我们首先要搞清一些基本的问题。什么是电动自行车？电动自行车的工业基础是什么？什么是电动自行车的灵魂？电动自行车有三种骑行状态，即纯人力骑行，纯电动骑行，电动力和人力骑行混合。三者的关系是什么，电动力和人力骑行混合是一种什么样的混合？什么是设计电动自行车的第一要素？电动自行车的设计要求有：安全，时尚美观，舒适便捷，便于规模化生产，长期稳定性，维修便利等，在这些因素中谁是最重要的，谁是次要的，谁是应当兼顾考虑的；它们之间又是一种什么样的关系？电动自行车和电动摩托及自行车的本质区别是什么？电动自行车的理想模型是什么样的？

第一，什么事电动自行车？

     国标委员会《 GB17761-1999电动自行车通用技术条件》的定义是：电动自行车是以蓄电池作为辅助能源，具有两个车轮，能够实现人力骑行，电动或电动助力骑行的特种自行车。

从这个定义可已看出以下几点： 
1、电动自行车是特种自行车，属于自行车的一种； 
2、蓄电池为辅助能源； 
3、能够实现人力骑行； 
4、能够实现电动力或助力骑行。

     这个解释很好的回答了电动自行车是以蓄电池为辅助能源，电动自行车是自行车的一种，属于特种自行车。但是没有说明人力骑行，电动或助力骑行三者的辩证关系，没有很好的回答电动自行车与自行车和轻便电动摩托的区别的本质属性是什么。我觉得这样解释更能说明电动自行车的本质属性即：电动自行是一种在自行车的基础上融入电动功能，并且能够实现人力和电动力有机协同工作的一种轻便特种自行车。

第二，电动自行车的工业基础是什么？
    既然电动自行车是自行车的一种，是一种特殊的自行车，那么电动自行车的工业基础就是自行车。电动自行车其他部件的和系统的设计都应该围绕这个工业基础展开。偏离了这个基础，就会搞出一些四不象的怪胎。像摩托一样超标电动车就是一个典型的例子。

第三，什么是电动自行车的灵魂？
     电动自行车有三种骑行状态，即纯人力骑行，纯电动骑行，电动助力。

     三者的关系是什么，电动力和人力骑行混合是一种什么样的混合？纯人力踩踏骑行是基础，电动自行车不可避免的会出现路上电量用尽的时候，如果没有人力骑行功能抛锚在路上是一件非常讨厌的事情，同时没有骑行功能电动两轮车也不能成为电动自行车。但是现在的问题是电动自行车自从有了电动功能之后，骑行功能被忽视，不少电动自行车纯人力骑行费力。实际上，如果电动自行车的脚踏功能越费力，则说明电动自行车的阻力越大，电动自行车的阻力越大，则同样的电池容量电动自行车的续行距离越近。

     在 2003年，一辆 36V12AH的铅酸电池 24寸辐条轮电动自行车一次充电可以跑到 55公里，可惜现在这种产品已经买不到了，而市场上现在流行款式，一辆 48V12AH的铅酸电池 16寸一体轮电动自行车的续行距离为 58公里。不知道这是否是一种电动自行车产品技术的进步？电动自行车的阻力是有前轴、后轴、中轴以及轮胎和地面的阻力等等构成的，降低电动自行车的阻力应当：
1减少前轴，中轴，后轴的阻力；
2选用阻力较小的轮胎， 增大车轮的直径；
3改善整车结构，降低空气的动态阻力； 4降低整车重量。

    只有降低了电动自行车的阻力，电动自行车才有可能有良好的骑行能力，才能为电动自行车的纯电动及电动助力骑行打下良好的基础。

    纯电动骑行，毫无疑问纯电动骑行是不用消耗骑行者的体力的，当然在三中骑行状态中也是最省力的，同时也是最耗电的一种骑行方式。但是长期纯电动骑行会导致类似“摩托车综合症”影响健康。

    助力骑行，目前的电动自行车助力方式有真假两种，使用力矩传感器智能助力骑行，使用速度传感器助力骑行。下面就力矩传感器和速度传感做一下对比。

力矩助力传感器
速度助力传感器

优点：
1.能够实现人机对话，便于对整车的控制； 
2.能够精准实现人力和电动力力的协同工作； 
3.骑行轻松，有益健康，变骑行为乐趣； 
4.有利于挖掘人力节约电力，增加续行里程； 
5.安全，杜绝推行轮盘和飞轮联动导致的飞车。

优点： 
成本较低。
缺点：  
1.成本较高； 
2.技术成熟度较低。

缺点：1.完全不能实现人力和电动力的协同工作；2.骑行时掌控困难，有危险性； 3.推行时轮盘和飞轮联动会导致飞车危险。

    
   鉴于速度传感器的骑行时和推行时的严重安全隐患，完全不能实现人力和电动力的协同工作，根本就不是什么助力传感器。力矩助力传感器则在安全等 5个方面有着明显的优势则是真正的助力传感器。

      从电动自行车的三种骑行状态不难看出，助力骑行兼顾了纯人力踩踏骑行和纯电动骑行的优点。能够实现人力和电动力力的协同工作；.骑行轻松，有益健康，变骑行为乐趣；有利于挖掘人力节约电力，增加续行里程。就自行车来说纯人力踩踏骑行功能是其本质属性；就轻便电动摩托车来说，纯电动功能是其本质属性；那么什么才是电动自行车的本质属性呢，能够实现人力和电动力协同工作的助力骑行功能就是电动自行车的本质属性。助力骑行是自行车向电动自行车这一更高层次产品演化的区别和标志，是电动自行车的灵魂。那种在电动自行车上把人力脚踏功能和纯电动功能相互孤立的设计方案只能制造出没有灵魂的电动自行车躯壳。

    什么是设计电动自行车的第一要素？电动自行车的设计要求有：安全，便于规模化生产，时尚美观，舒适便捷，稳定性，维修便利等，在这些因素中谁是最重要的，谁是次要的，谁是应当兼顾考虑的；它们之间又是一种什么样的关系？

    电动自行车作为一种交通工具来说，保护消费者在使用过程中的人身和财产安全无疑是最重要的。然而目前的市场上的超过 70%电动自行车由于使用了速度传感器和自动定速功能（美其名曰自动巡航）有严重安全隐患的飞车，这实在电动自行车行业的最大悲哀！在电动自行车设计要素的排列关系应当是：安全第一；稳定性其次；舒适便捷再次；便于规模化生产和维修便利是一对对称的问题；在以上的基础上才有资格谈时尚美观。

电动自行车的理想模型是什么样的？
项目
参照指标
安全性
不飞车
稳定性
较长时间保持出厂时的状态
续行里程
纯电动>45KM, 纯助力>90KM
电池及整车使用寿命
大于 3年
舒适便捷性
长距离驾驶不疲劳，操作便捷
速度及加速度
符合国标，加速平稳
便于规模化生产程度
部件一致化程度高，便于流水线生产
维修便利性
整车便于拆卸维修；部件一直化程度高，通用性强便于更换
时尚美观性
以自行车的审美观评判
刹车距离
距离较短，减速均匀
重量的分布均匀程度
重量分布均匀
电量显示的偏差程度
能够即使反映电池实际容量
线束布局合理及隐蔽性
简练，能够隐蔽尽量隐蔽
骑行阻力系数
 以自行车为参照标准
整车重量
铝合金<25KG，碳钢<26KG 

电动自行车和电动摩托及自行车的本质区别是什么？
    就自行车来说纯人力踩踏骑行功能是其本质属性；就轻便电动摩托车来说，纯电动功能是其本质属性；那么什么才是电动自行车的本质属性呢，融合纯人力踩踏功能和纯电动功能的助力功能是电动自行车的本质属性，是电动自行车区别于自行车和轻便摩托车的唯一标志。搞清了这个问题，才不致于生产出与自行车没有什么关系，让交警分不出来是电动自行车还是摩托车的畸形产品来。