Řídící jednotka elektrokola (kontrolér)

V naší prodejně ZEUS BIKE v Dobřejovicích u Prahy se stále častěji setkáváme s dotazy na řídící jednotku elektrokola a jestli jde opravdu o počítač. Dále budoucí majitele elektrokol zajímá, zda je součástka spolehlivá a kolik stojí případná oprava po uplynutí záruky. Neméně častý dotaz je jak vlastně celé elektrokolo funguje.

Pokusíme se tedy na základě informací servisního technika v následujících řádcích vysvětlit celou podstatu elektrokola a jeho součástí. Elektrotechnici prominou některé formulace, které jsou určené pro laickou veřejnost.

Úvodem chceme jenom ujistit budoucí majitelé elektrokol, že řídící jednotka běžného elektrokola s nábojovým elektromotorem vychází zhruba na cenu cca 2.500 kč, takže i její případná výměna po záruce není žádnou tragédií. Zručný majitel elektrokola si dokáže součástku vyměnit i sám. U zakoupeného kola u nás v ZEUS BIKE – Dobřejovice samozřejmě součástku vyměníme přímo na dílně za zvýhodněnou cenu. U kol zakoupených jinde je cena dohodou, popřípadě dle ceníku servisních prací. Nemějte tedy rozhodně strach z případné opravy elektrokola. Technika elektrokol je velmi spolehlivá.  

Jak funguje elektrokolo

Elektrokolo je v podstatě běžné jízdní kolo, které ale má navíc pohonnou jednotku s převodovkou a elektromotorem umístěnou v ráfku kola nebo ve středu pedálů šlapek. Další rozdílnou součástí od běžného kola je akumulátor. Spojením elektromotoru s akumulátorem zajišťuje možnost pomoci elektřiny při jízdě na elektrokole a šlapání zejména do kopce. Aby byla jízda plynulá a energeticky úsporná, je v elektrokole přítomna řídící jednotka zvaná též kontrolér.

Co je kontrolér elektrokola?

Kontrolér elektrokola je především ovladač elektrických bez-uhlíkových motorů (BLDC) vybavený 8-bitovým procesorem. Jde tedy opravdu o malý řídící počítač. Ovladač zajišťuje zejména samotné řízení elektromotoru, ale provádí také další kontrolní a ovládací úkony, které jsou nutné k úsporné jízdě na elektrokole. Zejména starší lidé si pamatují, že u dřívějších elektromotorů bylo nutné velmi často měnit uhlíky. Uhlíky plnily funkci přenosu elektrického proudu do komutátoru (též kolektoru), který zajišťoval schopnost motoru otáčet se.

Budoucí majitelé elektrokol, buďte klidní! Vaše nové elektrokolo žádné uhlíky nemá! Moderní technika přešla na systém elektromotoru, který se anglicky nazývá Brushless tedy bez-uhlíkový. Točivé magnetické pole zde vytváří elektronické součástky, které nahradily uhlíky akumulátor. Motory se také označují anglickou zkratkou EC. Základní funkcí kontroléru elektrokola je tedy ovládání otáček elektromotoru v pohonné jednotce kola. Pro zajímavost uvádíme, že motor elektrokola je třífázový. Na takové ovládání by ale stačil běžný PWM regulátor otáček a nebylo by třeba procesorového řízení. Proč tedy tak složitě? Protože musí existovat zpětná vazba. Jednoduše řečeno, řídící jednotka ovládá otáčky elektromotoru, ale zároveň dostává informace o skutečné rychlosti otáčení motoru a tím rychlosti kola. Tato funkce se projevuje při jízdě tak, že čím rychleji člověk na elektrokole jede a blíží se hranici 25km/hodinu, tím méně mu elektromotor pomáhá. Při dosažení legislativní hranice 25km/h se elektrický systém zcela vypne. Řídící jednotka má tedy neustále otáčky elektromotoru pod kontrolou.

Mimo řízení otáček a kontrolu rychlosti ještě kontrolér běžného elektrokola provádí následující ovládací a kontrolní operace.

• snímá otáčky pedálů kola
• snímá polohu brzdových páček za účelem elektrického přibrzďování elektrokola nebo odpojování výkonu
• přijímá povely o nastavení hodnoty výkonu
• zobrazuje na display provozní stavy
• stabilizuje napětí z akumulátoru
• hlídá poruchové stavy a teploty součástí elektrokola
• u některých výrobců umí kontrolér i rekuperovat energii vzniklou při jízdě z kopce.

Podíl vyrobené elektřiny je ale velmi malý. Výrobci uvádí cca 4% z jednoho nabíjecího cyklu. Ze soupisu funkcí je vidět, že řízení akcí i zcela běžného elektrokola je poměrně složitou věcí a bez mikroprocesoru by nešlo zvládnout. Kvalita a cena dnešních elektronických součástek je ale příznivá a není třeba se této techniky obávat.

Lahůdky High tech kontrolérů vyšší kategorie

Popis funkcí, které byly popsány v textu se týká zcela běžné cenové kategorie elektrokol. Většina výrobců motorových jednotek jde ale neuvěřitelným vývojovým tempem a již dnes nabízí funkce, které jsou velmi sofistikované a téměř neuvěřitelné.

Kontroléry elektrokol vyšší kategorie mají v paměti uloženy různé výkonové mapy-algoritmy, které dokáží zařazovat podle stylu jízdy, který jezdec používá. Jde o špičkové řešení dodávky výkonu ve vztahu ke stylu jízdy a terénu. U nás v ZEUS BIKE můžete pořídit s tímto systémem například špičkové elektrokolo BESV TRB1.

Špičkové kontroléry exkluzivní kategorie kol jsou pak adaptabilní a bylo by je možné označit jako "SMART" tedy "chytré". To znamená, že jsou schopny měřit určité veličiny, ukládat si je do paměti, měnit nastavené hodnoty a vytvářet, resp. upravovat výkonové softwarové mapy podle stylu jízdy jezdce. Jde o počítače, které v podstatě poznají, kdo na elektrokole jede podle stylu jeho jízdy a nastaví režim, který je nejvýhodnější z hlediska poměru výkonu a úspornosti jízdy vzhledem ke stavu baterie.

Zřejmě největší technologickou lahůdkou jednoho z výrobců je snímání tlaku na pedály, který jezdec vytváří a schopnost kontroléru dávkovat rozdílný výkon v jedné otáčce klik pedálů. Na první pohled to nemá logiku, ale jde o geniální přístup, protože v 360° otáčce převodníku je zhruba u poloviny možné snížení kroutícího momentu a tím dosažení značné úspory energie pro prodloužení dojezdu.

Technický pokrok jde velmi rychle kupředu a není daleko doba, kdy budou elektrokola napojována na síť internet v rámci internetu věcí (IoT) a průběžně budou cloudovat nasbíraná data. Velmi brzy budou všechna elektrokola vybavena GPS moduly pro určování jejich polohy. Ať už bude elektrokolo v budoucnu vybaveno čímkoliv, bude tady pro radost z jízdy a umožní i fyzicky slabším jedincům zdolávat terény, které jsou určeny pouze profesionálům.

V naši prodejně ZEUS BIKE Dobřejovice najdete v každém případě skladem elektrokola jak pro běžného uživatele, tak pro sportovní jezdce. Protože už dnes víte, jak elektrokolo funguje, přijďte si ho k nám vyzkoušet a vybrat si nového "člena" Vaši rodiny.