两轮更胜四轮？电动自行车和电动滑板车的春天来了！

January 19, 2023

Fanny Hu

发布于2023-01-20

近年来，电动自行车和电动滑板车的数量一直呈指数级增长。随着供应链问题和通货膨胀拉升了燃油车和四轮电动汽车 (EV) 的成本，这种上升趋势有望继续下去。许多电动滑板车具有易于折叠和便携的优点，因此对于通勤方式通常包括某种形式的公共交通（即利用滑板车往返于公交站或地铁站）的人来说，电动滑板车是一个不错的选择。

电动滑板车比电动自行车占用的空间更少，也更容易在室内携带和存放。电动自行车通常比传统自行车重得多（有些电动自行车是折叠式，但仍然比可折叠滑板车重得多，也更难携带）。如果通勤时间较长，电动自行车可能是更好的选择；它们较大的车轮和减震轮胎，可以提供更舒适的乘坐体验。它们的优点通常是速度上限更高（除了一些例外情况），适合更长的行程。电动自行车还是一个很好的锻炼选项，因为用户可以根据自己的喜好多用或少用电动自行车，这在上坡或在困难地形上骑行时尤其有用。

此外，电动自行车（特别是配备油门的车型）在运输较重的材料方面比电动滑板车更加实用，一些电动自行车还配有前后架或儿童座椅。当电池电量不足或用尽时，电动自行车也是一种更方便的选择；骑自行车比长距离踏滑板车更轻松。虽然有些电动滑板车配有已安装或可安装的座椅，但大多数车型都是站立式的。从成本角度来看，电动滑板车的购买成本通常比电动自行车要低，并且需要的定期维护更少。

电动自行车和电动滑板车的电池寿命（按照充电循环的总次数来算）可能因型号和制造商的不同而差别很大，从而导致难以确定您大概获得的总“成本收益”。在本文中，我们将介绍不同电动自行车和电动滑板车的技术特点，以及未来两轮和三轮电动车的发展前景。

电动自行车的特点和技术

本节将仅重点介绍“踏板辅助”电动自行车，这种自行车配有直流 (DC) 电机，当骑车人踩踏板时，电机启动并提供动力。（在世界上包括美国在内的许多地方，不需要踩踏板来发动的电动自行车在法律上都不被视为电动自行车）许多踏板辅助电动自行车的把手上都有一个装置，允许骑手调整电机的功率水平，从而提高通过踩踏板产生的速度，就像在传统自行车上换档一样。当电动自行车达到最高速度时，所有电机将停止辅助，具体取决于电动自行车的分类。

电动自行车的电机根据其位置以及将电机动力传递到车轮的方式分为不同种类。

中置电机位于自行车车架上的踏板之间。该位置能提供出色的平衡，通常能实现最平稳的行驶，而且中置电机比直接驱动或减速驱动轮毂电机更轻。
直接驱动（或称无齿轮轮毂）电机位于后轮轮毂上，传统自行车的这个位置上通常是齿轮。它们利用磁力而不是机械齿轮，这通常可以减少维护时间/成本。缺点是它们比减速电机更重，需要更多的时间和努力才能达到最高速度；因此，在上坡或电池耗尽时踏板很难踩。
减速轮毂电机（图1）也位于后轮轮毂上，是最常见，通常也最便宜的电动自行车电机。减速轮毂电机直接从电池而不是通过踩踏板获得动力，通常不会像其他类型的电机那样提供那么多的辅助或那么高的速度。

图1：后减速轮毂电机的示例

电动自行车电机提供的功率辅助水平以瓦特 (W) 为单位，并取决于自行车电池（图2）的容量（以伏特 (V) 为单位）。高压电池通过控制器向电机提供更多的电力，从而产生更高的扭矩和速度。踏板辅助电动自行车的电池电压容量通常在48V至96V之间。三种最常见的电动自行车电池是锂离子电池、铅酸电池和镍氢电池，另外还有其他类型。

图2：电动自行车电池特写

电动自行车电机的额定功率通常以250W为增量进行划分，从低端的250W到高端的1000W不等。低功率电机通常更适合通勤和娱乐，而高功率电机更适合运输货物或在糟糕的地形上行驶。

电动自行车电池一次充电可以运行的时间，即电池容量，以安培小时 (Ah) 为单位；电池的容量越高，在给定的功率输出下可以运行的安培小时数就越多。将电池的电压乘以其安培小时数，就可以确定电池可以供电多少瓦时 (Wh)。例如，500Wh的电池将能够支持500W的电机在满容量下运行一小时，或在半容量下运行两小时。

踏板辅助电机仅在传感器指示骑车人正在踩踏板时启动。一些电动自行车使用节奏传感器来测量踏板转动的速度。高端电动自行车采用扭矩传感器，测量骑车人施加在踏板上的力，并指示骑车人需要多少辅助。

电动滑板车的特点和技术

与电动自行车相比，电动滑板车的设计更为丰富多样；有些像脚踏滑板车一样，带有可安装的座椅，有些带有三个轮子和内置座椅。两轮电动滑板车通常将轮毂电机安装在车轮上，而大型滑板车通常将链传动电机安装在滑板车甲板中。

轮毂电机的运动部件较少，通常需要的维护也较少，但提供的扭矩或最高速度不如链传动电机。电动滑板车的轮毂电机与电动自行车的轮毂电机基本相同，有齿轮或无齿轮，同时具有相同的优点和缺点。电动滑板车中的轮毂电机通常位于把手下方的前轮上，不过也有些车型采用双轮毂电机，每个车轮上一个电机。

链传动电机的机构更复杂，产生的内部摩擦更多，因此会导致更多的磨损。链传动电机更容易维修，维修成本也更低，如果电机没有安装到轮毂上，更换电动滑板车上坏掉的车轮或轮胎更为方便。链传动电机也比轮毂电机更节能，更适合上坡或搬运重物。

无论是链传动电机还是轮毂电机，电动滑板车上的直流电机都分为两类：有刷或无刷。这两种类型都在车轴内部和周围使用电磁铁来转动车轮。有刷直流电机通过碳或石墨电刷输送电流，这些电刷会随着时间的推移而磨损，最终需要更换。无刷直流 (BLDC) 电机则是在无刷情况下执行相同的功能，能够减少磨损并提高整体效率。无刷直流电机也是一种较新的技术，几乎所有新型电动滑板车都采用这种技术。

电动滑板车的电机功率通常比电动自行车的更低，尽管部分型号的电动滑板车功率超过1200W，最高速度可达60mph。更典型的通勤电动滑板车的功率范围是250W至500W；一台250W的电机将在15mph左右达到峰值，而一台500W的电机将在大约25mph的时候达到峰值。

两轮可折叠电动滑板车的电池通常比电动自行车的电池更小。它们充电一次不会运行很长时间，但电动滑板车的安培小时数会随类型和型号而差别很大。由于电动滑板车的使用者不像骑电动自行车那样通过踩踏板来增加动力，因此电池电量会消耗得更快。

电动自行车和电动踏板车市场

电动自行车和电动滑板车市场的细分使得我们很难精确掌握其具体规模或增长率。根据具体来源，不同的电池和电机类型以及带或不带油门的电动自行车都被视为单独的实体或同一市场的不同部分。有些人估计，2021年全球电动自行车和电动滑板车的市场规模在200亿至400亿美元之间，预计到2030年，市场规模将增长至1000亿至1200亿美元。

大多数研究都认为，由于消费者偏好更环保、更具成本效益的替代品，而非燃油汽车、四轮电动汽车和/或过于拥挤的公共交通，因此电动自行车和电动滑板车的市场正在蓬勃发展。电动自行车和电动滑板车还可以缩短人口密集、交通繁忙的城市地区的通勤时间，而且不需要找停车场或支付停车费。

全球各地关于电动自行车和电动滑板车的法律和法规各不相同，这既有帮助，也在某些情况下阻碍了它们的广泛使用。更严格的全球排放标准使得电动汽车比燃油车更实用，而电动自行车和电动滑板车又比四轮电动汽车更实惠。

如前所述，美国对电动自行车的构成有着严格的安全规定：电机功率不得超过750W，最高速度不得超过20mph，带油门的电动自行车被视为不同类别的车辆，并受不同标准的约束。制约电动自行车和电动滑板车发展速度的其他因素还包括充电基础设施的总体缺乏（这也是四轮电动汽车的问题），以及用于制造锂离子电池和镍氢电池的材料的全球短缺。与四轮电动汽车一样，工程师正在大力研究和开发新型电池技术。这些新技术中最有前途的是石墨烯电池，它使用电解质来增加电池容量，减少充电时间和整体重量。

结语

电动自行车和电动滑板车已经在城市地区与四轮电动汽车展开了竞争，随着电池容量的增长和续航里程的延长，电动自行车和电动滑板车的竞争力有望进一步提升。对通勤者来说，一个重要的卖点是可折叠电动滑板车的方便性，它不会让人感到负担过重。所有年龄段的人，尤其是儿童和年轻人，都可以体验到电动滑板车的乐趣。电动自行车具有类似的娱乐功能，也是锻炼身体的好选择，尤其是对于刚开始骑自行车的人，他们害怕在传统自行车上过于劳累。随着燃油价格持续上涨，排放标准变得更加严格，对各种电动车的需求只会增长。电池技术和充电基础设施的进一步发展也会促进电动自行车和电动滑板车在世界各地的普及。