دوچرخه برقی، یک نوع وسیله نقلیه موتوردار با موتوری یکپارچه است که به شما در پدال زدن و راندن وسیله نقلیه کمک می‌کند. در حال حاضر بسیاری از افراد برای دور زدن ترافیک به رکاب زدن روی آورده‌اند و از طرفی برای خسته نشدن، دوچرخه برقی را برای این کار انتخاب می‌کنند. این نوع خاص از وسیله نقلیه، می‌تواند برای رفت و آمدهای درون شهری، مسافرت‌های برون شهری و یا حتی گشت و گذار در کوهستان مورد استفاده قرار بگیرد.
البته دقت داشته باشید که این وسیله را با موتور برقی اشتباه نگیرید، زیرا هنگام استفاده از مدل برقی، افراد باید همچنان از نیروی حرکتی خود استفاده نمایند و با پدال زدن، وسیله نقلیه خود را به حرکت درآورند. برای آشنایی با انواع مدل‌ها، تاریخچه و چگونگی به وجود آمدن این وسیله و نکات و اطلاعات جذاب دیگر درباره این وسیله مدرن، تا انتهای این مطلب از بایکینگ با ما همراه باشید.
دوچرخه برقی چیست؟
دوچرخه برقی از نظر ظاهر و شمایل بسیار شبیه به سایر انواع این وسیله نقلیه است و شاید برخی از افراد نتوانند در نگاه اول آن‌ها را از یکدیگر تشخیص دهند. اما این نوع از وسیله نقلیه، یک باتری و یک موتور الکتریکی دارند که به شما کمک می‌کند تا بیشتر و سریع‌تر پدال بزنید و بتوانید کیلومترهای بیشتری را هر روز بپیمایید.
این وسیله مدرن و جذاب انواع مختلفی دارد که هر کدام از آن‌ها برای استفاده‌های متفاوتی به وجود آمده‌اند و هدف از طراحی آن‌ها کمک به افراد مختلف با اهداف و سطح تناسب بدنی متفاوت است. از انواع این وسیله نوین می‌توان به انواع تاشو و انواع کوهستان اشاره کرد.
باتری‌های قابل شارژ این وسیله نقلیه به افراد کمک می‌کند تا با سرعت ۲۵ الی ۳۲ کیلومتر بر ساعت حرکت کنند. همچنین گونه‌های پر قدرتی وجود دارند که می‌توانند با سرعت بیش از ۴۵ کیلومتر بر ساعت حرکت کنند. وقتی شروع به پدال زدن می‌کند، موتور وسیله با یک سنسور سیگنال حرکتی را می‌گیرد و به شما کمک می‌کند به جلو بروید و رکاب زدن را برایتان آسان‌تر می‌کند.
برخی از موتورها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که تنها زمانی که پدال می‌زنید فعال می‌شوند و برخی دیگر یک دکمه دریچه دارند که حتی اگر توانایی پدال زدن نداشته باشید هم به شما کمک می‌کنند و به جلو به حرکت در می‌آیند.
کلاس‌های متفاوت دوچرخه برقی
دوچرخه‌های برقی معمولا در سه کلاس اصلی طبقه‌بندی می‌شوند. این دسته‌بندی بر اساس نیرویی است که به آن وارد می‌کنید تا به حرکت درآید. یعنی مثلا در یک کلاس باید نیروی بیشتری وارد کنید و با شدت بالاتری پدال بزنید و در کلاس بالاتر، انرژی کم‌تری از شما مصرف می‌شود. همین نکات درباره سرعت نیز مطرح است. برای شناخت کلاس‌های متفاوت این وسیله نقلیه نوین، این قسمت از مطلب را با دقت مطالعه کنید.
کلاس یک
در این کلاس، موتور تنها وقتی به کار می‌افتد که شروع به پدال زدن کنید. ادامه فعالیت موتور هم به پدال زدن و شدت نیرویی که وارد می‌کنید بستگی دارد. موتور دوچرخه برقی کلاس یک وقتی به سرعت ۳۲ کیلومتر بر ساعت می‌رسید، کار خود را متوقف می‌کند.
کلاس دو
این نوع از وسیله حمل و نقل برقی یک حالت کمک پدال دارد تا شما در سرعت ۳۲ کیلومتر بر ساعت نیازی به پدال زدن نداشته باشید. همچنین یک حالت دریچه گاز دارند تا افراد اصلا نیازی به رکاب زدن نداشته باشند و وسیله نقلیه بتواند با استفاده از شارژ باتری به حرکت خود ادامه دهد.
کلاس سه
موتور کلاس سه درست مانند موتور کلاس یک است با این تفاوت که وقتی به سرعت ۴۵ کیلومتر بر ساعت می‌رسد، کار خود را متوقف می‌کند. در این کلاس، افراد باید با استفاده از نیروی حرکتی خود پدال بزنند و تا زمانی که پدال زدن ادامه دارد، موتور نیز کار می‌کند. بدیهی است که سرعت این کلاس از سایر کلاس‌ها بیشتر بوده و رکاب زدن با آن در بسیاری از نقاط جهان قوانین خاص خودش را دارد.
تاریخچه دوچرخه برقی
مانند هر وسیله نقلیه دیگری این وسیله نقلیه هم در طول زمان شکل گرفته و رشد کرده است. اگرچه این وسیله بسیار جدید و مدرن محسوب می‌شود، اما می‌توان سیر تکاملی و نحوه به وجود آمدنش را به دقت بررسی کرد.
تاریخچه دوچرخه برقی از سال ۱۸۹۰ تا ۱۹۸۰
در قرن نوزدهم میلادی و مصادف با دهه ۱۸۹۰ در ایالات متحده آمریکا اختراعات مختلفی در این زمینه انجام شد و به ثبت رسید. مثلا در دسامبر سال ۱۸۹۵ فردی به نام اوگدن بولتون دوم (Ogden Bolton Jr) دوچرخه‌ای اختراع کرد که با باتری کار می‌کرد و هیچ چرخ دنده‌ای نداشت. موتور این اختراع می‌تواست تا ۱۰۰ آمپر از یک باتری ۱۰ ولتی مصرف کند.
دو سال پس از آن یعنی در سال ۱۸۹۷ میلادی، هوسئا دابلیو لیبی (Hosea W. Libbey) دوچرخه‌ای دو موتوره را اختراع کرد و می‌توانست به سادگی با موتورهای دوبل خود به حرکت درآید. موتور این نوع طوری طراحی شده بود که داخل محور هاب قرار می‌گرفت. در سال ۱۸۹۸ میلادی نیز یک نوع از این وسیله نقلیه اختراع شد که موتور آن در چرخ عقب قرار گرفته بود و فردی به نام متیو جی استفنز (Mathew J. Steffens) آن را به ثبت رسانده بود.
دوباره در سال ۱۹۶۹ دستگاهی ساخته شد که از چهار موتور اسب بخار در آن استفاده می‌شد و این موتورها با یک سری چرخ دنده به یکدیگر متصل می‌شدند. همین گونه در ده سال آخر قرن نوزدهم و سپس در قرن بیستم، افراد زیادی به دنبال استفاده از موتور در دوچرخه‌ها بودند و سنگ بنای اولیه این وسیه نقلیه را گذاشتند تا ما امروز بتوانیم از آن استفاده کنیم.
تاریخچه دوچرخه برقی از سال ۱۹۸۰
در اواخر دهه ۱۹۸۰ و اوایل ۱۹۹۰ دوچرخه‌های برقی اصیل با استفاده از نیروی الکتریکی ساخته شده توسط انسان رفته‌رفته ظاهر شدند. تا پیش از این تقریبا همه دوچرخه‌های برقی اساسا انواع معمولی از این وسیله نقلیه بودند که در آن‌ها نیروی پدال مکانیکی با موتورهای الکتریکی افزایش می‌یافت. به این معنا که نیروی انسانی و موتور الکتریکی، چه در براکت پایین، چرخ عقب و یا چرخ جلو، به هم جفت می‌شدند و در صورت لزوم با برق اضافی از باتری تقویت می‌شدند.
در سال ۱۹۸۹ میلادی غول خودروسازی ژاپنی، یعنی کمپانی یاماها (Yamaha)، نسخه اولیه‌ای از مدل برقی را به جهان معرفی کرد و سپس در سال ۱۹۹۳ سیستم کمکی پدال‌ها را اختراع نمود. همین روند اختراعات و ابداعات تا سال ۲۰۰۱ و البته تاکنون ادامه یافته است. طبق آماری که در سال ۲۰۰۷ به دست آمده، این وسیله نقلیه دنیای امروز، ۱۰ تا ۲۰ درصد از تمام وسایل نقلیه با دو چرخ را در بسیاری از خیابان‌های شهرهای بزرگ به خصوص شهرهای پرجمعیت چین تشکیل داده است.
اجزای اصلی و مهم دوچرخه برقی
دوچرخه برقی یک سری اجزای اصلی مانند باتری، کنترل کننده و موتور داشته و یک سری اجزای جانبی اما مهم، شامل نمایشگر، دریچه گاز و سنسورها دارد. در این بخش از مقاله، این اجزا که این نوع از وسیله نقلیه را از سایرین متمایز می‌کند، برایتان توضیح خواهیم داد.
اجزای اصلی
اجزای اصلی این نوع از وسیله نقلیه، چیزهای هستند که باعث می‌شوند بتوانیم آن را یک دوچرخه برقی بنامیم. سایر اجزا یا اهمیت چندانی ندارند و صرفا برای استفاده کارآمدتر و پیشرفته‌تر استفاده می‌شوند و یا مانند سایر دوچرخه‌ها هستند.
باتری
همان طور که مشخص است، باتری نقش تامین کننده انرژی را دارد. این قسمت معمولا گران‌ترین جزء سیستم این وسیله نقلیه است. تا پیش از این ساختار شیمیایی بیشتر باتری‌ها سرب اسیدی، نیکل کادمیوم یا NiMH بودند. اما امروزه با پیشرفت چشم‌گیر تکنولوژی، باتری‌ها لیتیوم یونی هستند.
با تداوم پیشرفت‌ها شاهد این هستیم که باتری‌ها رفته رفته سبک‌تر، قوی‌تر، قابل اطمینان‌تر و با چرخه عمر طولانی‌تر تبدیل می‌شوند. امروزه یک باتری لیتیومی مدرن که با سلول‌های سطح بالا ساخته می‌شود، ۸ تا ۱۰ برابر سبک‌تر از باتری‌های سربی قدیمی است. اگر از این منبع تغذیه به خوبی استفاده شود، می‌توان انتظار داشت که بیش از ۵ تا ۶ سال عمر مفید داشته باشند.
موتور
موتور الکتریکی انرژی الکتریکی باتری را به نیروی مکانیکی برای حرکت تبدیل می‌کند. موتور را می‌توان در نقاط مختلفی از دوچرخه برقی قرار داد. یکی از جاهایی که موتور را روی آن قرار می‌دهند، هاب است. در این نوع، موتور داخل هاب جلو یا عقب قرار دارد که می‌تواند تبدیل انرژی به نیرو را به صورت ساده‌ای انجام می‌دهد.
می‌توان گفت تقریبا تمام دوچرخه‌های برقی کنونی، موتورهای الکترونیکی دی‌سی با جاروبک (brushed DC) دارند. این نوع از موتور را با استفاده از یک موتور دگرسو شده طراحی کرده‌اند تا با جریان مستقیم به حرکت درآید. موتور دی سی ۳ عدد سیم فاز برای تامین نیروی محرکه دارد. علاوه‌بر این سیم سه فاز که هاب را تغذیه می‌کنند، ۵ سیم سنسور هم درون این موتورها قرار دارد. این سیم‌ها یا به کانکتورهای جداگانه تقسیم می‌شوند و یا در یک دوشاخه ادغام می‌گردند.
کنترل کننده
کنترل کننده از آن دسته اجزایی است که ممکن است برای بسیاری از افراد ناآشنا باشد. اما این بخش یکی از مهم‌ترین قسمت‌های سخت افزار یک دوچرخه برقی است. کنترل کننده موتور دو وظیفه اصلی دارد. اولین وظیفه آن تبدیل ولتاژ دی سی باتری به جریان متناوب سه فاز برای سیم‌های موتور است. اگر کنترل کننده این وظیفه را درست انجام ندهد، موتور نمی‌تواند بچرخد. دوم اینکه این قسمت به صورت مداوم ولتاژ ورودی به موتور را از صفر به باتری پر شده تبدیل می‌کند.
دریچه گاز
ابتدایی‌ترین و آشناترین روشی که به فرد اجازه می‌دهد تا با فشار دادن یک اهرم میزان نیرویی که از موتور دریافت می‌شود را تنظیم کند، دریچه گاز نام دارد. این قسمت به صورت اهرمی است و روی دسته قرار گرفته می‌گیرد. درواقع دریچه گاز ربطی به میزان نیرویی که به پدال وارد می‌شود ندارد و می‌توان میزان نیروی حاصله از موتور الکتریکی را با آن کنترل کرد.
سنسور پدال
یکی از اجزای اصلی دوچرخه برقی سنسور پدال آن است. این نوع از سنسورها روی میل لنگ نصب می‌شوند و هر زمان که با رکاب زدن به پدال نیرو وارد می‌کنید، سیگنالی به موتور ارسال می‌کنند. اگر این سیستم روی دوچرخه نصب باشد، موتور با توجه به سرعت پدال زدن شما، نیروی الکتریکی وارد کرده و به حرکت کمک می‌کند.
ترمز
سنسور ترمز یکی از اجزایی است که اگر دوست داشته باشید می‌توانید روی دوچرخه برقی خود سوار کنید. این وسیله هنگام فشار دادن اهرم‌های ترمز، به کنترل کننده موتور سیگنالی می‌فرستد. با داشتن این سنسور بدون توجه به موقعیت و دور چرخش موتور، هر زمان که اهرم ترمز را فشار دهید، توقف خواهید کرد و بنابراین توقفی ایمن خواهید داشت.
نمایشگر
تقریبا همه دوچرخه‌های برقی این روزها یک نمایشگر نسبتا دقیق و کوچک دارند. این نمایشگر درواقع برای دیدن جزئیات آن چیزی است که در حال رخ دادن است. این نمایشگرها پیشرفت بزرگی در مقایسه با سال‌هایی است که ای‌بایک‌ها فقط چند چراغ ال ای دی برای نشان دادن سطح باتری داشتند. برخلاف نمایشگرهای رایانه و تلوزیون که دارای پروتکل‌های استاندارد هستند، نمایشگرهایی که به کنترل کننده موتور متصل می‌شوند، اصلا استانداردی در عملکرد، گذرگاه ارتباطی و یا پروتکل ارتباطی ندارند.
آینده دوچرخه برقی
دوچرخه برقی راه حل بسیاری از مشکلات حمل و نقل در دنیای امروز است. به جرات می‌توان گفت استفاده از این سیله نقلیه در آینده نزدیک رشد بسیار بالایی خواهد داشت و افراد زیادی برای رفت و آمدهای درون شهری خود از مدل برقی استفاده خواهند کرد. بنابراین اگر شما هم می‌خواهید از سوخت فسیلی کم‌تری استفاده کنید و ردپای کربنی خود را کاهش دهید؛ و یا به دنبال راهی هستید که هم ورزش کنید و هم مسیرهای طولانی را با آسودگی پدال بزنید، الان وقت مناسبی برای خریدن آن است.
