Sistemas de acionamento para triciclos elétricos: como especificar um para o seu mercado
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Não existe um sistema de propulsão ideal para um triciclo elétrico. Existe apenas aquele que se adapta ao estilo de condução do seu mercado, ao que ele paga e ao que o regulador permite. Um motor de cubo que funciona bem na Flórida pode não funcionar bem na Flandres. Este guia separa as decisões que são baseadas na física, as que são baseadas na lei e as que são simplesmente uma questão de gosto — e mostra como identificar cada uma delas antes de assinar um contrato de fornecimento.
O que este guia abrange
- Comece pelo seu mercado, não pelo motor.
- Motor de cubo versus triciclos com motor central
- Detecção de torque, cadência e calibração
- Garantir a compatibilidade entre o motor, a bateria e o controlador
- As posições vertical e semi-reclinada são dois problemas diferentes.
- O que a lei permite que você construa
- Transformando isso em uma ficha técnica
- Perguntas frequentes
01. Comece pelo seu mercado, não pelo motor.
A maioria das conversas sobre fornecimento começa no lugar errado. Um comprador chega com uma preferência por um componente — motor central, sensor de torque, 48 V — e trabalha de trás para frente para justificá-la. Esse pedido resulta em um triciclo que tem boa apresentação em demonstrações, mas vende mal.
Inverta a lógica. Quatro fatores determinam uma estratégia: o terreno percorrido pelos ciclistas, o perfil do ciclista, a carga esperada e a posição de preço que você precisa manter. Tudo o que vem depois é aritmética. A dificuldade está em interpretar esses quatro fatores com precisão, pois o mercado raramente os revela diretamente. Esses sinais, sim.
Leia as listas de reembolso antes das previsões. Em diversos mercados europeus, os triciclos para ciclistas idosos e com mobilidade reduzida circulam por um canal que em nada se assemelha ao varejo de bicicletas — o fornecimento financiado por municípios ou seguradoras, com suas próprias regras de licitação. Onde esse canal está ativo, a demanda é moldada pelas compras: a disponibilidade de peças de reposição, a facilidade de manutenção por um técnico não especializado e a comprovação por meio de testes documentados são mais importantes do que a sensação ao dirigir. Onde esse canal não existe, o mesmo produto é comprado pelo consumidor final, e a sensação ao dirigir é o principal fator decisivo.
Observe o que retorna, não o que sai. A variedade de suas solicitações de garantia é o levantamento topográfico mais barato que você já fez. Reclamações sobre redução de potência devido ao superaquecimento significam que os ciclistas estão subindo ladeiras íngremes em baixa velocidade — um motor de cubo operando fora de sua faixa de eficiência. Desligamentos repentinos em arrancadas em subidas geralmente indicam que o controlador está exigindo mais corrente do que a bateria consegue liberar, e não que o motor seja pequeno demais. Duas falhas, duas soluções completamente diferentes, e apenas os dados das solicitações de garantia as separam.
Contabilize os testes abandonados, não os concluídos. A conversão revela quem comprou. O abandono revela quem quase comprou e o que os impediu. Em triciclos, o obstáculo mais comum não é a potência: são os primeiros dois metros após a imobilidade e o momento em que o condutor percebe que não consegue manobrar o veículo para fora de um espaço apertado sem ajuda.
Considere o terreno como um número, não como um país. “"Alemanha" não é um indicador de terreno. O que é indicativo é a inclinação média num raio de 5 km dos seus revendedores. Duas cidades alemãs podem exigir relações de transmissão diferentes, e uma especificação nacional será inadequada para uma delas.
02. Triciclos com motor no cubo versus motor central: o que três rodas realmente fazem a diferença
Em uma bicicleta de duas rodas, essa é uma prática comum. Em uma bicicleta de três rodas, quatro coisas mudam e raramente são mencionadas em discussões sobre bicicletas.
A qual roda o torque chega?. Um triciclo com duas rodas traseiras e um motor no cubo de uma delas aciona apenas essa roda: sob carga, o veículo puxa para o lado da roda motriz e, em piso molhado, essa roda patina primeiro. Um motor central alimenta o eixo traseiro e, com um diferencial, ambas as rodas traseiras giram em velocidades diferentes em uma curva, compartilhando a tração. Quando o triciclo tem apenas uma roda dianteira, um motor no cubo da roda dianteira evita a assimetria, mas desloca a tração para a extremidade menos carregada — exatamente onde ela é menos útil em uma subida.
Multiplicação de alavancagem no momento em que importa. Um motor de cubo produz seu torque na roda, de forma fixa. Um motor central o produz no virabrequim e o multiplica através da marcha selecionada. Em uma bicicleta de duas rodas de 25 kg, essa diferença é irrelevante. Em um triciclo de 55 kg, carregando um ciclista de 90 kg e uma cesta traseira carregada, a arrancada em uma subida a partir da imobilidade é o fator determinante para o desempenho, e a multiplicação por marchas é o que resolve o problema.
Quem faz a manutenção?. Um motor de cubo traseiro é uma unidade selada que qualquer oficina competente pode substituir. Um motor central é um conjunto proprietário que exige um técnico treinado e uma conta de peças. Se o seu canal de distribuição for composto por varejistas de produtos para mobilidade e farmácias, em vez de lojas de bicicletas, a opção com melhor manutenção pode valer mais a pena do que a de melhor desempenho. Essa é uma decisão de canal de distribuição com uma abordagem de engenharia.
Se você pode reverter a situação. Este é o que surpreende as pessoas. Um motor central transmite potência através de uma corrente e uma roda livre, e uma roda livre não gira a roda para trás — portanto, a assistência à marcha à ré requer hardware adicional. Um motor de cubo realiza a inversão por software. Em toda a gama da UnitedMobility, o padrão é consistente: os modelos que listam a função de marcha à ré utilizam motores de cubo, e os modelos com motor central não. Se os seus passageiros estacionam em elevadores, corredores ou garagens estreitas, a assistência à marcha à ré pode ser o único requisito que resolve a questão. motor de cubo versus triciclo com motor central pergunta que deve ser feita antes de qualquer discussão sobre números de desempenho.
| Fator decisivo | Aponta para um motor de cubo traseiro | Aponta para uma unidade de tração central |
|---|---|---|
| Terreno | Plano a ondulado; declives curtos | Subidas prolongadas; largadas frequentes em colinas |
| Carregar | Passageiro mais carga leve | Passageiro mais carga pesada ou variável |
| Canal | Comércio de produtos para mobilidade, farmácia, oficinas em geral | Concessionárias especializadas em bicicletas com serviço treinado |
| É necessário dar marcha à ré. | Sim — reversões em software | Não — precisa de hardware adicional |
| Duas rodas traseiras motrizes | Somente com eixo equipado com diferencial ou motores duplos. | Encaixe natural com diferencial |
| Posição de preço | Entrada e meio | Médio e premium |
Nenhuma das colunas é a resposta certa. A resposta certa é aquela em que seus quatro parâmetros de mercado se encaixam com mais frequência — e um fornecedor que construa ambas a partir de uma única estrutura, para que a plataforma não dependa de palpites.
03. Sensores de torque, cadência e a calibração que define o comportamento da bicicleta
O sensor de torque versus sensor de cadência A escolha geralmente é apresentada como barato versus bom. Na realidade, está mais próxima de previsível versus proporcional.
Um sensor de cadência detecta que os pedais estão girando e o controlador aplica o nível de assistência selecionado. A assistência chega a cada rotação, com força máxima, independentemente da intensidade da pedalada do ciclista. Um sensor de torque mede a força aplicada nos pedais e ajusta a assistência de acordo com ela. Em uma bicicleta convencional, a maioria dos ciclistas prefere o segundo tipo de assistência e tolera o primeiro. Em um triciclo, a diferença aumenta, pois três rodas fazem com que o ciclista sinta o veículo se movendo sob ele, em vez de junto com ele, e a assistência que chega de forma gradual é sentida como um solavanco.
O que realmente define a experiência de pilotagem, no entanto, não é nenhum dos sensores em si, mas sim o mapa de assistência: a regra que o controlador segue ao converter a entrada do sensor em corrente para o motor. Um mapa baseado na velocidade oferece mais assistência em baixas velocidades e diminui gradualmente à medida que o triciclo ganha velocidade. Um mapa proporcional à força monitora o movimento das pernas do ciclista. Ambos podem estar presentes em um mesmo triciclo como modos selecionáveis, e oferecer as duas opções geralmente é mais econômico do que discutir qual o mercado prefere.
A redução gradual da assistência perto do limite é mais importante do que a maioria das especificações técnicas admite. Cortar a assistência abruptamente no limite legal faz com que o ciclista sinta oscilações — assistência ligada, assistência desligada, assistência ligada novamente — o que é interpretado como uma falha. Ampliar a faixa de redução gradual, suavizar sua inclinação, adicionar histerese, e o mesmo sistema mantém uma velocidade constante. É nesse ponto que os sistemas de acionamento de triciclos elétricos realmente se destacam ou fracassam, e isso está documentado em [referência omitida]. Como calibrar um sistema de acionamento de triciclo elétrico.
A consequência na escolha do fornecedor: duas cotações com listas de componentes idênticas podem resultar em triciclos com desempenhos completamente diferentes. Solicite o mapa de assistência e o comportamento da resposta do acelerador, e não apenas o número da peça do motor.
04. Fazendo o motor, a bateria e o controlador funcionarem em conjunto
Três componentes, três limites independentes, e o mais baixo vence sempre. O BMS define o limite de descarga da bateria, o controlador opera abaixo dele, e o motor tem uma faixa de eficiência e um limite térmico. Configure o controlador para exigir mais corrente em uma partida em subida do que o BMS pode liberar e o sistema desliga exatamente sob a carga para a qual foi comprado — o que o revendedor reporta como uma falha na bateria, porque é assim que parece do ponto de vista do ciclista.
É por isso que o tipo de BMS é uma decisão de especificação, e não um detalhe. Um BMS de hardware fornece proteção analógica e infere o estado de carga a partir da tensão, que varia sob carga e torna a leitura pessimista em subidas. Um BMS de software contabiliza a carga, reporta falhas codificadas e pode fornecer ao controlador um limite de descarga que varia com a temperatura e o estado de carga — assim, o sistema reduz a potência gradualmente em vez de desligar abruptamente. Ele também fornece a camada de dados que as obrigações do passaporte de baterias exigirão para baterias de veículos leves ainda nesta década. A arquitetura da bateria em si — simples, dupla ou intercambiável — é abordada em nosso [link para o documento/documento/artigo]. estratégia de sistema de bateria para bicicletas de carga.
O dimensionamento do motor é a última coisa a ser corrigida, não a primeira. torque do motor do triciclo elétrico Os números são fáceis de comparar e praticamente sem sentido isoladamente: 120 N·m em uma marcha baixa com motor central e 60 N·m no cubo são coisas completamente diferentes. Compare a capacidade de subida com o peso bruto alvo, partindo do repouso, na marcha que o ciclista realmente usará — por isso, o cálculo é feito por configuração na cotação, e não como um único número.
05. Os sistemas de acionamento de triciclos elétricos verticais e semi-reclinados são dois problemas diferentes.
Essa é a distinção que a maioria das conversas sobre fornecimento ignora, e a mais cara de se errar. A mesma calibração que funciona bem em um triciclo vertical parece insuficiente em um semi-reclinado.
Um ciclista em posição ereta pode levantar-se do selim e transferir o peso do corpo para os pedais. A força máxima de pedalada é alta e surge exatamente quando uma arrancada em subida é necessária. triciclo elétrico semi-reclinado O ciclista não consegue. Ele empurra o encosto a partir de uma posição reclinada e sentada — excelente potência sustentada e apoio lombar, mas um pico de potência muito menor. Um sistema de transmissão ajustado para a faixa de força de um ciclista em posição ereta fica próximo ao ponto mais baixo de sua curva de assistência, precisamente quando esse ciclista mais precisa de ajuda.
A geometria do assento torna o espaço concreto. A posição vertical Heal Middle A bicicleta ajusta a altura do selim entre 815 e 950 mm para ciclistas de 165 a 195 cm. A bicicleta semi-reclinada FRIO A base do assento varia entre 580 e 707 mm, com um vão de 380 mm e um encosto ajustável em 22°, adequando-se a ciclistas de 150 a 190 cm. Não se tratam de duas versões do mesmo veículo. Corpos diferentes, extensão das pernas diferente, cadência diferente, força diferente no pedal — e, portanto, sistemas de acionamento de triciclos elétricos diferentes.
| triciclo vertical | Triciclo semi-reclinado | |
|---|---|---|
| Força máxima no pedal | Alto — o ciclista pode ficar em pé nos pedais. | Baixo — passageiro apoiado no encosto |
| Produção sustentada | Limitado pelo conforto | Mais alto; o apoio lombar permite esforços prolongados. |
| Atendimento prioritário | Médios suaves, graves moderados. | Graves fortes e bem definidos desde o repouso |
| Implicação do sensor | Cadência tolerável; torque preferencial | Detecção de torque com alta resolução de baixa força |
| Engrenagens | O ciclista pode usar a força para engatar uma marcha. | Precisa de uma marcha mais baixa; não consegue ficar em pé. |
| Centro de gravidade | Maior sensibilidade ao tombamento | Mais baixo e para trás; maior tração traseira. |
| Assistência em marcha à ré | O ciclista geralmente consegue impulsionar-se para trás com o pé. | Posição sentada baixa; assistência à marcha à ré é quase essencial |
| alcance do cavaleiro | Para ciclistas mais altos, com 165 cm ou mais. | Maior variedade de tamanhos, incluindo para ciclistas de menor estatura. |
Duas consequências decorrem disso. A detecção de torque em uma bicicleta semi-reclinada precisa lidar com uma faixa de força mais estreita, portanto, a seleção do sensor e o nível mínimo do mapa de assistência são mais importantes do que em uma bicicleta convencional. Além disso, a massa mais baixa e traseira de um ciclista reclinado melhora a tração traseira, o que torna a tração traseira mais atraente e a tração no cubo dianteiro menos. O comportamento de tombamento relacionado a esse segundo ponto é analisado em engenharia de estabilidade de triciclos elétricos; a justificativa comercial para disponibilizar ambos os formatos está em O que uma bicicleta semi-reclinada oferece em comparação com um triciclo convencional?.
06. O que a lei permite que você construa, mercado por mercado
A liberdade de especificação termina onde começa a homologação, e essa fronteira situa-se em um lugar diferente em cada lado do Atlântico.
Na Europa, Regulamento (UE) n.º 168/2013 Exclui da homologação apenas as bicicletas com motor elétrico auxiliar aquelas cuja potência nominal contínua se mantém em ou abaixo de 250 W, cuja potência é cortada quando o ciclista para de pedalar e cuja assistência é progressivamente reduzida e interrompida antes dos 25 km/h. A assistência de partida em baixa velocidade é a exceção convencional. Caso alguma dessas condições seja atendida — acelerador que funciona sem pedalar ou potência superior a 250 W — o veículo passa a ser classificado como bicicleta motorizada L1e-A: ainda com velocidade máxima de 25 km/h, mas com potência permitida até 1.000 W, e agora dentro dos requisitos de homologação. Departamento de Transportes da Irlanda Este documento define o que isso significa na prática, incluindo o registo e o imposto sobre veículos. As obrigações variam consoante o Estado-Membro, por isso, verifique antes de assumir que um acelerador é uma atualização gratuita.
A norma de segurança elétrica é onde os fabricantes de triciclos se deparam com um limite sobre o qual ninguém os alerta. EN 15194:2017+A1:2023, válida a partir de setembro de 2023, tem como âmbito de aplicação a EPAC. bicicletas com altura do selim de 635 mm ou mais e sistemas elétricos de até 48 V CC. Essa definição foi elaborada considerando uma bicicleta com quadro em formato de diamante. Um triciclo semi-reclinado com base do assento a 580 mm está abaixo desse limite; uma bateria de 60 V está fora da faixa de voltagem. Nenhum desses fatores torna o produto invendável — o que faz com que a discussão sobre os testes seja acalmada junto ao órgão notificado antes da produção, e não depois.
A América do Norte inverte o problema. 15 USC §2085 define uma bicicleta elétrica de baixa velocidade como uma bicicleta de dois- ou de três rodas Veículo com pedais totalmente funcionais, motor com potência inferior a 750 W e velocidade máxima apenas com o motor abaixo de 32 km/h (20 mph) — portanto, os triciclos se enquadram explicitamente na definição federal de produto de consumo, e o acelerador é permitido. As regras de trânsito são definidas estado por estado, de acordo com o sistema de três classes, e o sistema elétrico é avaliado com base nesses critérios. UL 2849, que abrange a unidade de acionamento, bateria, BMS, fiação, entrada e carregador como um único sistema, excluindo a estrutura mecânica. Os requisitos de entrada completos estão mapeados em UL 2849 para triciclos elétricos.
Consequências no fornecimento: as versões da mesma motocicleta triciclo fabricadas na UE e nos EUA diferem na potência do motor, no acelerador, na velocidade de corte e no arquivo de certificação. Planeje duas configurações desde o início ou pague duas vezes pela segunda.
07. Transformando isso em uma ficha técnica
Leve esses seis itens a um fornecedor e você receberá um orçamento em vez de um catálogo:
- Terreno — inclinação típica e na pior das hipóteses, e se as partidas em subida a partir do repouso são rotineiras
- Cavaleiro — posição vertical ou semi-reclinada, amplitude de altura e força de pedal realista
- Carregar — Peso bruto do veículo, incluindo condutor, carga e qualquer cesto traseiro
- Regras de mercado — assisted speed cut-off, throttle yes or no, target certification file
- Must-have functions — reverse assist, walk assist, parking brake, turn signals, app or CAN connectivity
- Price position and channel — who services the product, and how far from a specialist dealer
UnitedMobility‘s position is that electric trike drive systems are configurations rather than part numbers: the same CHILL frame ships with a 120 N·m Ananda mid-drive or a rear hub motor, torque or cadence sensing, a 15 A CAN-bus controller or a higher-current version, a Shimano 8-speed internal hub or an alternative, and EU or throttle-equipped settings — because all of those belong to the market, not to the engineer. The compact Vita runs the same logic at a smaller footprint, with an automatic 3-speed hub motor as standard and an 85 N·m mid-drive as an option.
Building electric bikes since 2009, with 50+ registered patents, a plant in Wuxi and an assembly facility in Poland, UnitedMobility treats the quotation question not as whether a configuration is possible but which of several working configurations fits your terrain, channel and price. Small-batch runs from 50 units mean a market read can be tested rather than assumed. How a configured build moves from brief to series production is set out on our Serviço ODM página.
Start with the four inputs. Let the components fall out of them. Then test the read with a small batch before you commit a container.
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Perguntas frequentes
Não. Um motor central multiplica o torque através das engrenagens, o que é vantajoso em subidas longas e arrancadas em aclives com carga. Um motor de cubo é mais simples, mais barato, pode ser reparado por qualquer oficina e possui função de marcha à ré por software. Em terrenos planos, em vias não especializadas ou onde a assistência à marcha à ré é necessária, o motor de cubo costuma ser a melhor opção.
Não existe um valor único, pois o torque na cambota e o torque na roda não são comparáveis. Especifique a capacidade de subida com base no peso bruto alvo, partindo do zero, e deixe que o fornecedor calcule o motor, a engrenagem e o controlador necessários para atingir essa capacidade.
Em triciclos, a assistência é mais útil do que em bicicletas de duas rodas, pois as mudanças bruscas no nível de assistência são sentidas como se o veículo estivesse se movendo independentemente do ciclista. Isso é ainda mais relevante em triciclos semi-reclinados, onde a força aplicada nos pedais é menor e o sensor precisa detectar uma faixa de frequência mais estreita. A detecção de cadência continua sendo uma opção viável para projetos com foco em custo-benefício em mercados com infraestrutura limitada.
Não em uma única configuração. A configuração da UE é limitada a 250 W contínuos, sem aceleração, com corte de energia antes de 25 km/h; a definição federal dos EUA permite menos de 750 W, com aceleração e velocidade inferior a 32 km/h, além das normas rodoviárias estaduais e da norma UL 2849 para o sistema elétrico.
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