电助力自行车核心技术解析：传感器与控制器的作用

电助力自行车核心技术解析：传感器与控制器的作用

电助力自行车（Pedelec）作为传统自行车与现代科技的结合体，其核心在于电机、传感器和控制器的协同工作。本文将重点介绍传感器和控制器在电助力自行车中的重要作用，帮助读者更好地理解这一智能交通工具的工作原理。

历经百年的技术革新，电机已然成为电助力车的核心所在。然而，单纯依赖电机并不足以实现电助力车的完美运行，传感器与控制器的紧密配合同样不可或缺。正是这三者的协同作用，使得电助力自行车真正迈入了Pedelec的新时代。在之前的《电助力入门》一文中，我们已对电机驱动系统的工作流程有所介绍。简而言之，当骑行者踩踏踏板时，传感器会迅速捕捉到这一动作，并将相关信息如速度、踏频、力矩等传递给控制器。控制器则根据这些数据，精确计算出电机应如何运转，从而实现对电机的精准控制。

依据EPAC（电力辅助循环）的标准，电动助力自行车必须通过骑行者的踩踏来启动。这意味着，一旦骑行者停止踩踏，单车也应随即停止。为实现这一功能，制造商通常会在踏板轴上安装速度传感器，甚至还会增加扭矩传感器以测量骑行者施加在踏板上的力量。虽然骑行者可以自行调节骑行速度，但更多时候，单车的速度是由传感器感知到的踩踏节奏和力量来控制的。

传感器又可细分为力矩传感器与踏频传感器两种类型。力矩传感器通过感知骑行者踩踏的力度，能够获取高精度的扭力数值，从而洞悉骑行者的骑行意图。而踏频传感器则安装于曲轴组上，通过感应触点和磁钢圈的相互作用来测量踏频，进而判断助力需求的大小。在这个系统中，传感器就如同人体的感官系统一般，其感知的清晰度直接关系到判断的准确性。特别是力矩传感器，其复杂而精密的设计使得它能够为控制器提供更为精确的输入数值。高性能的电助力自行车通常会同时采用这两种传感器，通过综合运算来更准确地判断当前的骑行状态。

控制器作为电助力自行车的“大脑”，承担着至关重要的角色。

传感器将收集到的各种信号，如力矩、速度、踏频等，准确无误地传输给控制器。控制器在接收到这些信号后，会进行复杂的运算，进而控制电机的运转速度、启动与停止等功能。简而言之，控制器就是电助力车的神经中枢，它能够将电池、电机、油门、显示器以及各种传感器等电子部件紧密地连接在一起，确保电助力自行车的各项功能得以顺畅运行。

此外，控制器还具备一系列保护功能，如电池的高压与低压保护，以防止电池过度充电或放电；同时，它还能够监控电机的温度和电流，确保骑行者的安全。控制器有正弦波和方波两种类型，各有优势，此处不再赘述。值得注意的是，虽然有些电助力山地车玩家为了追求更高的速度会选择更换控制器，但这一操作需要专业的知识和复杂的接线技术，不建议非专业人士轻易尝试。

控制器的核心在于其运算法则，即我们常说的控制程序。以Evolve为例，它提供了多种助力模式供骑行者选择，如Eco（最经济模式）、Tour（舒适模式）、Sport（运动模式）等。这些模式的切换直接影响了骑行时的功率大小，而这一切都离不开控制程序的精确调控。