[助力]自行车中的“丰田混动” [复制链接]

作为在汽车行业摸爬了十几年的小小攻城狮，要说哪项技术是让我觉得有美感的，那么首推丰田混合动力。一个小小的行星齿轮组，配合上一对电机组合，居然就实现了无级变速的效果。相比之下，那种使用变径带轮的CVT是那样的粗糙和脆弱。而诸如爱信、ZF的AT或大众DSG那复杂到让人头晕目眩的内部结构，也仅仅是实现了有限的几个速比，让人敬而远之。出于一名攻城狮对于艺术的品味，我觉得丰田混动技术在汽车行业以外也应该有他的用武之地，那便是电动自行车！将不变的脚踏速度与逐渐加速的车轮连接起来，用一个电机来调节速比，那便是自行车上的“丰田混动”。
有了想法便要付诸实践，首先是整体技术方案的设计。丰田混动的另一项关键技术是在发电机和电动机之间实现能量传输的电力电子变换技术，这项技术的复杂程度是绝对无法下放到自行车上的，所以必须进行改造。最终的方案是只保留一个电机，使用充电电池供电，便是一台具备无级变速功能的电助力自行车。
有了方案便要开始制作了，其中最关键的便是行星齿轮变速箱。这东西我翻遍了大江南北、线上线下的厂家店家，甚至连国外的专业齿轮箱厂vogel、tandler等都查过，真是没有啊。没办法只好联系厂家定做，人家叫价一万块，直接把我吓晕。最终想尽各种办法，终于找到了基于行星减速机来进行改装的制作方案，总算把价格压下来了。期间各种曲折，一言难尽。
然后便是另一个关键部件，电机驱动器。由于是全新的功能开发，我需要的控制器必须能够进行软件自定义开发。还算顺利，联系的第二家厂子便能实现我几乎所有的需求。
硬件都具备了，然后就是编写控制软件。还好有一点C语言的基础，利用控制器的自定义软件接口，实现了手动和自动两种工作模式：
1、手动模式：电机转速=k×踏频×转把开度
这个公式实现了车速/踏频的比值与转把开度成正比，便可以通过拧动转把来控制速比。当不拧动转把时，车子会以最低速比运行，等同于无助力状态。
2、自动模式：电机转速= k×踏频的平方
这个公式实现了随着踏频的增加，车速会成二次方曲线增加，则车速/踏频的比例便会成线性增加。
所有的配件都已完成，接下来就是在咸鱼上买一台带M400吊架的车子，装车，测试。当自己亲手设计组装的车子能够飞驰起来的时候，那感觉怎一个舒爽了得。这里不得不提一下我骑着这辆车子第一次远走，一路轻松愉快，不经意间已经跑到了郊区的乡间小路上，这时一个减速带，居然把我的二手水壶电池给震掉了，想装回去又发现电池支架坏了。没办法我只好揣着电池，无助力的往回骑。这时我才发现，来时轻松愉快的路程，无助力的返程竟如此艰难。我蹬了十分之一不到的路程就已经气喘吁吁，这一路蹬回家去不得小命难保。没办法我找到一户人家，要了一个绳子，将电池五花大绑回车架上，终于恢复了助力，有惊无险的完成了这次旅程。在此提醒大家，电助力车子虽然有人力骑行的功能，但还是需要时刻注意电量啊，一旦要靠人力走完电助力的路程，那可真不是闹着玩的。
以上便是这台车子诞生的全过程。从做这件事情开始，转眼间已经过去了两年时间，期间经历了至亲的逝去，也迎来了新生命的降生。家庭的责任让我无法全情投入，但我还是怀揣着让自己的孩子驶向更广阔天地的梦想。无论事情是否做成，谨以此贴留念。

顶专业大神

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真是太棒了支持

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围观帮顶

                  

路过点赞

路过围观

支持专业大神。分析下优缺点，可行的话申请专利，众筹生产

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强啊

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技术贴一定要顶

太棒了，不知道捷安特和shimano中置电机拆开是什么样子，你这里的行星齿轮看起来是用来减速的吧

高手    

必须顶。何时投产？

公布一下成本吧！
可以弄个众筹。

我对电助力的理解是不能大尺度影响无电骑行

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去商店买一个包装胶带就行了，大部分五金店都有，不过楼主这郊区可能没有。

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电机都是很成熟的产品了，混动最主要的是控制程序。

图片:image_editor_1691565974830.jpg

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属于是机电一体化了

310234484:我对电助力的理解是不能大尺度影响无电骑行
 (2023-07-18 21:42) 

你这个叫以电力为备用动力的通勤自行车。

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burningsky:你这个叫以电力为备用动力的通勤自行车。
 (2023-08-20 10:27) 

你这属于抠字眼了

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好贴顶一下

当今量产的助力车已经是混合动力的最佳方案了。个人折腾不出名堂。

挖一下
楼主，这个是你的吗？
CN202410489000.6

基于行星齿轮变速机构的自行车中置无级变速助力装置
摘要（公开）
本发明公开一种基于行星齿轮变速机构的自行车中置无级变速助力装置，包括：变速系统及助力系统；助力系统包括：并联动力输入源，且并联动力输入源由助力电机及踏板中轴组成；变速电机与行星齿轮机构组件中的太阳轮连接，助力电机与行星齿轮机构组件中的外齿圈连接，踏板中轴与行星齿轮机构组件中的外齿圈连接。变速系统与助力系统被装配在同一壳体内部，在同一控制体系下工作，提高了装置集成度，简化安装了调试步骤，减少了整体零件数量，也有效降低恶劣了环境影响；采用基于行星齿轮机构的双动力源输入形式，在正常辅助助力踩踏骑行的基础上，叠加宽变速范围的无级变速输出，实现了助力骑行的同时可以连续调节输出转速比，且无动力流无中断。

大神高手  

工程师精神

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老哥牛逼了，帖子的含金量已经是77第一梯队，问个问题，人力骑行阻力大是否是行星齿轮的问题

烈嗨！建议众筹，实现量产，勇超疯田。帅77一众实现电动化

5哥放猪:烈嗨！建议众筹，实现量产，勇超疯田。帅77一众实现电动化[表情] [表情]  (2024-07-02 09:31) 

你先打款吧。

高手啊，等待量产，把国内助力车，拉到松下的水平