

在建造我们跨国超轻型电动汽车时,我们预计效率将是关键挑战。毕竟,我们已经决定这辆车消耗的电力不会超过一支持续燃烧的100瓦灯泡。但耐用性也同样重要。这辆车不会像那些仅限于大学和研究机构室内赛道的、高效率的概念电动车一样——它将带我和我的儿子翻越山脉。很多很多山脉。
我们相当自信,我们的车辆焊接车架和链条驱动系统能够经受住日常高强度里程的需求。这辆车的设计是,任何可能出现的故障都可以用从自行车店或车库购买的现成零件来更换。剩下的部分,也是最重要的部分之一,就是电动驱动系统,我们仔细考察了各种可能性。电动驱动最可行的两种方案似乎是轮毂电机,它们会集成到后轮中,或者一个独立的电机,它会连接到车辆现有的链条驱动系统。
这两种系统都有各自的优点。轮毂电机可以实现更简洁、更流线型的设计,而且最新一代的轮毂电机在低速爬坡时具有惊人的扭矩——这一点很重要,因为我们要穿越阿巴拉契亚山脉、奥索克斯山脉和落基山脉等几处令人印象深刻的山脉。但研究表明,为了达到相同的爬坡能力,转速较低的轮毂电机可能比转速较高的独立电机需要更多的电力,而且轮外电机可以降低齿轮比,以便在我们选择的路线上面对众多陡峭的山丘和山口时缓慢爬行。此外,独立电机可以快速维修或更换,而故障的轮毂电机则需要我们更换整个车轮单元——考虑到我们的路线将穿越许多偏远地区,这并不是一个诱人的前景。
经过研究,我们找到了EcoSpeed,一家位于俄勒冈州波特兰的小公司,专门生产电动助力自行车驱动系统。这些驱动系统的核心是高速无刷直流电机,配有集成离合器轴承和减速齿轮。与轮毂系统中转速较低的电机相比,EcoSpeed具有很高的功率重量比,并且在可靠性方面享有令人放心的声誉。最适合我们需求的系统是36伏特的电机,能够承受高达1000瓦的峰值负载。
让我们选择EcoSpeed产品的另一个原因是其速度控制器。他们的速度控制器配备了Velociraptor微处理器,与前几代高尔夫球车和电动车上的变阻器或晶体管控制器截然不同。它本质上是一台功能受限的计算机,会与电机和电池组进行交互并做出反应,根据油门输入以及电池状态、电机负载、工作温度等多种因素来分配功率。此外,所有这些选项都可以在软件中进行调整,以实现最大功率、最大续航里程或介于两者之间的任何组合。这是一款能够让你精确控制其运行方式的电机——鉴于我们的需求独一无二,这一点至关重要。
Velociraptor战略性分配功率的能力将证明是我们实现每天60英里目标的关键。该单元还可以编程限制输出,以保持我们作为电动助力自行车的身份,这为我们打开了一些不错的法律漏洞。在联邦和州的交通法规中,在定义自行车时,并不区分两轮、三轮或四轮车辆,并且根据速度和功率的允许范围来定义电动助力自行车。
通过将电机输出限制在最高1000瓦——在一些州是750瓦——并将平地上的最高速度限制在20英里/小时,我们就不需要满足邻里电动汽车(NEV)更严格的标准,NEV是一种低功率电动汽车,例如仅限于某些道路的安全车。被合法地归类为自行车无疑是一个战略性决定:自行车和电动助力自行车被允许在全国绝大多数的次要道路和城市街道上行驶,并且也可以在自行车道上行驶,因此我们很轻松地就能规划出一条跨大陆的路线,让我们避开车流量大的高速公路。