轻客的动力系统 KUPPER助力自行车体验
日 00:41&&&出处：&& 作者:赵雷&& 编辑:赵雷 分享
　　 在淘宝我们可以看到，山地车在助力车中的种类和销售占比都是比较大的，不过很多都是采用转速传感器这种相对陈旧的技术和动力系统，而KUPPER Unicorn One则是采用的轻客推出的Velo UP!力矩传感器。我们之前体验过的轻客助力自行车，对其动力系统都有着不错的评价，那么这款运用了Velo UP!系统的KUPPER助力车的表现如何呢？Tips：什么是助力自行车？　　 可能有朋友还不知道什么是助力自行车，动助力自行车和我们普遍印象中的电动车是不一样的，它没有拧把的“油门”结构，采用传感器+电机+电池构成的动力系统，解决骑行累的问题，它依然需要骑行者用脚去蹬脚踏，只不过动力系统的介入会让你的骑行变得更加省力而轻松。　　 助力自行车目前并不是一个纯粹为解决通勤需求而诞生的产品品类，它面向的还普遍是有一定消费能力的注重生活品质的中高端人群，环保态度、健康理念、生活方式、甚至情怀都是助力自行车的附加价值，但随着都市交通拥堵的加剧，都市人对生活品质要求的提升，电动助力自行车会是电动智能出行领域不可忽视的一个新兴力量。外观设计↑ KUPPER Unicorn One是一款26英寸的山地车，整车的车架设计是那种最为经典的山地车架。↑ 整车质量为21kg，由于动力系统和电池比较重，所以助力自行车没有特别轻巧的，但骑行感受确是非常轻松。这样的重量如果是想把它搬上楼梯，可能要稍微的费一些力气。↑ 我们拿到的KUPPER Unicorn One采用黑色和荧光绿的撞色搭配，看起来很年轻化，也很时尚，比较适合年轻人的审美。据说发售时还有另外的配色可以选择。这款助力车采用硬尾式设计，并没有后减震，城市道路骑行可以避免不必要的泄力。↑ 车架焊接工艺符合大厂水准。↑ 车架采用铝合金材质↑ Unicorn英文是独角兽的意思，在车头处还特意设计了一个独角兽的logo。↑ KUPPER Unicorn One的把宽为970mm，比较适中的宽度。两侧还设计了羊角把。↑ 由于只采用了后变速的设计，因此在车把左侧KUPPER安装了一个机械的车铃铛，声音还蛮清脆的。↑ 后变速指拨采用了禧玛诺的TX30，虽然属于比较入门级别的指拨，但大品牌用起来还是很舒适的，稳定性也不成问题。↑ 后七速变速器也来自禧玛诺。↑ KUPPER Unicorn One在机械变速上采用了后7速的设计，前方牙盘并没有机械变速机构，不过和3档不同的助力模式搭配，也可以有21种不同的骑行组合，而且这种“电子+变速”的21变速真正可以实现各种路况下的全变速。↑ 26英寸的轮圈↑ 正新CST JET外胎↑ 前减震并不可调节↑ 标配轮胎颗粒不大，兼顾抓地性和静音性能↑ 有两根辐条还被有心的喷成了荧光绿色，与整车的配色相呼应。↑ KUPPER Unicorn One采用前后碟刹系统。↑ 车座为偏舒适的设定，柔软程度还不错。动力系统↑ KUPPER Unicorn One搭载的轻客Velo UP!动力系统，主要由力矩传感器、踏频传感器、速度传感器构成，力矩传感器用于测量用户踩踏力的大小；踏频传感器用于测量用户脚踏的频率；速度传感器用于测量车辆速度，可精确、完整的识别当前用户骑行意图和路况信息。↑ KUPPER Unicorn One采用后置电机的布局，相比于中置结构来说，在成本上具有一定的优势，驱动性能则是没有什么本质的不同。它的电机采用AKM无刷有齿直流高速电机，体验中我很直观的一个感觉是十分的静音，工作时完全没有电机常见的那种“吱吱”的电流声。↑ 250W的功率比起之前体验过的轻客TF01的180W要更大，在调整到S档模式的时候，确实能感受到很强劲的助力辅助。Tips：说说什么是力矩传感器？它主要被安装在曲柄和牙盘之间，也就是五通的外侧，有些则直接安装在中轴上。世界上没有绝对的刚体，因此中轴在受力时就会产生极为细微的扭力形变，通过测量中轴表面的细微形变信号即可得出当前踩踏的力矩的大小，它的精度非常高。因为是由扭力测量力矩，所以力矩传感器也被称为“扭矩传感器”。力矩传感器是目前助力车动力系统中最有科技含量也是最为高端的解决方案，它拥有反应精准、响应迅速、通用性强、寿命长等几个主要优势。↑ 电池采用架式的设计，也是大多数山地助力车的电池负载方式。这样可以均衡车身的重量分布，在一定程度上提升骑行的稳定性。↑ KUPPER Unicorn One的电池容量为8.8Ah，采用的是动力锂电芯，轻客的Velo Up!动力系统目前已经和达成官方合作，在电单车领域是唯一的品牌，松下动力锂电芯，拥有更高的能量密度。同时还与松下共同研发BMS电池管理系统，更好的发挥电池性能，同时在安全性上，比如过充过放、温度控制、电流保护方面，也做得更有保障。↑ 电池前端的按钮为整车唯一的动力系统控制开关，至于助力强度的调整，则需要通过链接App进行设定。↑ 电池可以拆卸下来带走，方便充电，也是为了防盗的考虑。↑ 满电的情况下，这块电池可以提供最多120km的续航能力，按照个人的习惯，单程10km之内是上下班通勤可以依靠自行车的较为合适的距离，这样看来一次充电可以满足一周的通勤需要，还是比较理想的。即便是锻炼的话，120km也是一个相当长的骑行距离了。↑ 在电池的一端，除了充电接口外，还有一个USB接口，可以当作充电宝使用。↑ 这个位于车身中部的部件，就是整车控制器的所在了，据说采用了汽车级飞思卡尔ARM Cortex-M0+ 32位MCU 内核，可以结合日常骑行进行学习，让动力输出更符合用户骑行意图。骑行体验　　 这是我第二次骑26英寸的助力自行车，之前体验过的大车是捷安特的XTC助力车，那款车的售价为12000多元，是KUPPER Unicorn One的好几倍，它采用的是中置布局，机械变速的档位也更多，由于捷安特这款助力车的电机为400W的功率，当时给我的感觉是好猛，甚至猛的有些过了，尤其是起步的那一下，往前窜的还是很明显的。　　 KUPPER Unicorn One的电机功率为250W，比起捷安特要小了一些，不过我感觉也算是比较恰到好处，不会显得动力有些过猛，同时它的感受也延续了轻客Velo UP!动力系统的优势，更加的柔和而自然。我的骑行过程都是将它的助力模式调整到S档，也就是最强档进行的，也没有突兀的感觉。↑ 通过App，可以调整助力模式，App中能够实现上划升档，下划减档。我都是放在S档的最强模式下体验的，这样助力的效果最爽。　　 体验助力自行车的“魔力”，最简单的就是找一个大上坡，比如地库的出入口，相信我，一般的自行车，就算你调到最轻的档位，想骑上来也绝非轻松。而KUPPER Unicorn One，你可以做到在坡中轻松的起步，这种感觉真的很神奇。之前在体验不带变速的助力车时，即便有电动助力，骑上这种坡也是比KUPPER要费力的。想轻松骑行，机械变速+电动助力可能真的是最好选择，我估计我骑着它爬个妙峰山，是不是连汗都不会出啊。Tips：Velo UP!动力系统的三种基本工作状态（1）起步时：在起步时，踩踏踏板，力矩传感器测量得到脚部施加的力量的大小，系统通过力矩的大小识别出起步意图，驱动电机提供起步的动力。此时，踏频传感器与速度传感器均无法有效识别用户意图。这一过程中，力矩传感器的作用无可替代，有些电单车仅有踏频传感器是无法解决起步问题的。（2）平路骑行：在平地骑行过程中，踏频传感器识别脚踏频率，力矩传感器识别力量大小，综合判断骑行目标速度，提供稳定舒适骑行感受。而速度传感器实时监测车辆速度，与踏频传感器配合，识别车辆速度状态，提供一定的安全冗余。（3）上坡逆风：上坡或逆风时脚部对踏板发力，力矩传感器检测值变大，此时车辆会切入到阻力状态。在阻力状态下，系统会增大电机对应车速时的输出功率，实现对坡道逆风情况的轻松应对。　　 在平路骑行时，即便挂上机械变速的最高档，双腿基本也是不用额外发力的，依靠腿的重力自然蹬踏，就可以让车子保持匀速前进了。由于不带有时速表，因此我并不清楚自己骑行的最快速度有多少。KUPPER Unicorn One的前牙盘其实并不是很大，我估计在我蹬的最快的时候，也差不多就是30km/h多的速度时，助力依然是有辅助的。　　 虽然Unicorn One的机械式变速只有后7速，但我觉得在城市通勤类别的骑行中是完全够用的，唯一的不足可能就是前牙盘齿比略微偏低，导致车辆骑行的极速略受影响，但考虑到骑行安全，也是足够用了。后7速的机械是变速，每片都能和Velo UP!系统密切配合，达成不错的助力效果。总结　　 KUPPER Unicorn One的售价为3880元，众筹期间提供的优惠价格则是2399元起，在26英寸的助力山地车中属于适中的价位，但考虑到它采用了目前我认为国内最为靠谱的轻客Velo UP!动力系统， 所以个人还是比较推荐的。买助力车买的就是传感器、电机、电池等这套动力系统，它们的技术含量高低直接关系着骑行体验的好坏，虽然KUPPER Unicorn One的变速机构、刹车机构等都只是入门级别的产品，但你可以较为方便的进行升级，只要舍得花钱，把它折腾成一款顶级配置的山地车也不成问题。& & 如果你正考虑购买一款助力山地车，我建议不要考虑淘宝上那些没听过的杂牌产品了，KUPPER Unicorn One是个不错的选择。■
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　　从1993年世界上第一辆电动助力自行车上市销售至今，已经过去了23个年头。作为发源地的日本，电动助力自行车目前已经有相当高的普及度，是日本居民日常通勤、购物、接送孩子上下学最常用的交通工具之一。而作为自行车文化中心的欧洲，近些年来自行车的销量每况愈下，唯有电动助力自行车逆势增长，2015年法国、德国、意大利、荷兰和西班牙的进口量比2014年增长了46.8%，并且这个趋势还在加速。伴随中国的城市化以及消费升级，曾经是中国家庭三大件儿之一的自行车重回百姓视线，其中电动助力自行车的发展以及潜在市场同样被广为期待。
　　问题一：电动助力自行车是杂交产物？
　　电动助力自行车的英文是“Pedelec”, 由pedal(脚踏)和electric(电动的)两个单词组合而成，特指需要使用脚踏驱动的装有电动机的自行车。“电动助力自行车=自行车+动力辅助系统（PAS）”，而PAS是英文Power Assist System的缩写。因此，电动助力自行车是在自行车的基础上添加动力辅助系统（PAS）而来，目的是让骑自行车变得更为轻松。
　　▲普利司通的动力辅助系统（PAS）的工作状态
　　问题二：电动助力自行车介于自行车与“纯电动车”之间？
　　首先应该明确的是，“纯电动车”的形态来源于“电动助力自行车”，并且“电动助力自行车”也不是自行车到纯电动车之间的过渡产物。日本雅马哈在80年代末开始研发“电动助力自行车”，93年推向市场。因为技术复杂研发困难，动力辅助系统（PAS）的成本很高，更因为中国特定的市场环境，因而“电动助力自行车”没有得到普及。纵观全球主要市场，人力驱动的自行车向电池驱动的“纯电动车”的快速转变，迄今为止只在中国发生过。
　　问题三：为何电动助力自行车在中国没有普及？
　　硬原因是缺少核心技术，因为动力辅助系统（PAS）有着很高的技术门槛，日本一直是以雅马哈、松下为引领，欧洲则是博世、Brose等企业，中国缺少对标企业，也缺少相应的研发人才，而一套动力辅助系统（PAS）的售价基本在6000元以上，这极大的限制了电动助力自行车在中国市场的发展，即便是松下的老款二手车，到了中国成色稍好的也在2000元左右。另外一方面，就是“纯电动车”的技术并不复杂，实现成本也要低廉数倍到数十倍，非常适合用于售价相对低廉的产品。
　　▲淘宝网上销售的二手松下电动助力自行车
　　软原因是中国在90年代开始严格限制摩托车的使用，而中国的公共交通系统的发展又滞后于城市化进程，这导致中低收入人群的出行出现巨大缺口，在使用形态上最为接近摩托车的采用纯电驱动的“电动车”开始了爆发式发展，这也是中国的电动车大量使用塑料构件儿，外观越来越像摩托车的重要原因。而纯电动车车主不需要接受安全教育、考驾照、买交强险和给车辆登记上牌，对“纯电动车”的普及起到推波助澜作用。
　　正是以上两个原因，使得电动助力自行车在中国基本没有市场，市面上即便是有打着“电助力车”旗号的产品，大多也都是使用“替代技术”，除了科技含量低太多，在使用体验上与日本及欧洲的产品也差距巨大，不能相提并论。
　　问题四：为何说动力辅助系统（PAS）技术门槛高？
　　通过雅马哈、松下、博世、Brose这几个名字，其实相信大家已经知道动力辅助系统（PAS）的研发需要相当强的科研能力。人机交互被认为是第五次信息革命，而人机交互最为关键的基础就是“传感器”，只有能够读取识别人的意图，才能控制机器理解并帮助人类。动力辅助系统（PAS）的目的是用电机的动力帮助人达到轻松的骑行，因此首先就要识别人用了多少力，然后计算判断人需要多少动力的帮助。
　　▲轻客自主研发的以力矩传感器为核心的VeloUP威履智慧动力系统
　　动力辅助系统（PAS）的核心传感器叫“力矩传感器”，也叫“扭矩传感器”，英文为“Torque sensor”，而之所以会有这样的名字，是因为它安装在自行车的中轴上，而中轴连接着曲柄，在骑行过程中正好是形成扭杆结构，中轴在受到扭力时表面就会产生肉眼不可见的细微形变，通过测量形变即可根据数学模型计算出人力大小。直到最近两年，拥有清华大学汽车工程系背景的轻客才自主研发出力矩传感器，并基于传感器打造了一套拥有自主知识产权的VeloUP威履智慧动力系统，终于突破了雅马哈、博世等企业的技术壁垒。
　　▲动力辅助系统（PAS）以三传感器为核心
　　另外，想要拥有更好的骑行体验，那就需要更好地了解用户的骑行意图，这也就需要获得更多数据，因此也就需要更多的传感器。纵观雅马哈、松下、博世、轻客等品牌推出的动力辅助系统（PAS），均额外使用“踏频传感器”以及“速度传感器”，形成以三传感器为核心的系统。另外，有了传感器只是八字的一撇，另外的一捺是“多传感器算法”，在获得数据后，要对数据进行计算处理，最终输出信号调动电机提供动力。目前雅马哈、松下、博世、轻客等品牌的传感器精度基本在同一水平线，而真实骑行体验上的差异正是与不同的“多传感器算法”有关。
　　问题五：当下电动助力自行车都有哪些品牌，产品或者技术上有何差异？
　　目前来说，日本有松下、雅马哈、普利司通、aero-life等，德国有博世、Brose等，中国则有轻客，其中博世依然是供应商身份，将自家的动力辅助系统（PAS）提供给众多合作伙伴（真的很多），轻客是近两年兴起的中国企业，自主研发的动力辅助系统（PAS）除了用于自家产品，也提供给合作伙伴。从技术角度讲，其实这些品牌都是以力矩传感器为核心，然后配合使用踏频及速度传感器打造动力辅助系统（PAS），只是在产品形态上有着不小的差异。
　　▲日本的电动助力自行车以24寸以及26寸公主车为主
　　日本的电动助力自行车以24寸以及26寸为主，大多为公主型的女士车架，还有不少附带婴儿座椅及三轮车产品，这与日本市场大多是家庭主妇、学生、老年人的用户群体有很大关系，不过近些年开始，更多人群与阶层开始选择使用电动助力自行车作为交通工具，因此不少品牌已经开始推出更小尺寸或者更大尺寸的车型，例如雅马哈还推出了电动助力公路车，开发运动市场。
　　▲雅马哈推出电动助力公路车
　　欧洲市场与日本市场差异极大，大多为山地或者旅行车，而且基本都采用26寸及以上的车架尺寸，这与欧洲人普遍身高较高以及不同的审美文化有很大关联，而且在产品标准上与日本也有不少区别，相对来说，日本对动力辅助系统（PAS）提供动力的时间，动力的比例，速度的限制都更为严格。
　　▲轻客推出的TS01与TF01小尺寸电动助力自行车
　　相对日本与欧洲，中国的电动助力自行车市场上的品牌分为两类，一类是捷安特、喜德盛等传统自行车制造商，另一类是轻客等新型科技企业。其它品牌大多是采购供应商的动力辅助系统（PAS）然后外销，要不就是使用其它替代技术然后也是外销。仅有的几个内销的也都是使用替代技术。目前可以见到的轻客产品多是20寸与14寸的车型，与日本及欧洲的企业有着不小的差异，这点更多是考虑到中国的用车环境，小尺寸车辆方便带回家避免丢失，不过轻客也已经发布了26寸的车型，预计2016年下半年上市。
　　问题六：电动助力自行车技术的发展方向是什么？
　　电动助力自行车已经发展了20多年，目前德国博世以及中国轻客都是努力在“人机交互”上有更多的突破，除了将车辆通过蓝牙、APP与互联网相连使车辆拥有社交、定位、导航等功能外，更深层次的在于收集每一个用户的骑行数据，然后根据真实数据对动力辅助系统（PAS）进行优化，通过远程固件升级让用户体验不断得到提升。
　　▲博世与轻客努力在“人机交互”上有更多的突破
　　相对来说，日本企业在互联网的合理使用方面就显得过于保守，不过，松下在其全系产品均使用了通用于冰箱、净化器等产品的ECONAVI节能技术，配合松下领先的电池技术，在电源方面处于绝对领先地位，这里不得不提的是，目前松下与轻客已经达成战略合作伙伴关系，共同研发更适合电动助力自行车使用的锂电池技术。
　　▲欧洲市场推出电动助力自行车的品牌
　　总结：从国外趋势看，“城市自行车+电助力”会是趋势。
　　电动助力自行车对于中国消费者来说还属于新鲜事物，大众对于它的认知度还非常低，很多人在质疑这种不是自行车也不是纯电动车的产品市场在哪里。通过观察日本及欧洲市场，也许可以给我们答案：日本市场以前大多是家庭主妇、学生以及老年人使用，欧洲市场以前大多是极限运动爱好者、科技极客使用，而近些年日本及欧洲都在向着城市通勤交通工具的方向发展，并且已经占有不小的市场份额，尤其在自行车全球市场整体下滑的情况下，电动助力自行车还在加速的增长趋势被给予更多期待。
　　责任编辑：昭歌
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