자전거에 전기 구동장치를 설치하려는 아이디어는 자연스럽게 떠오릅니다. 왜냐하면, 내연기관은 이미 오랫동안 사용되어 왔는데, 전기 모터를 사용할 수 없다는 이유는 없으니까요. 현대 전자기술 수준에서는 자전거를 이런 식으로 개조하는 것이 훨씬 간단해야 합니다. 다른 동력장치와 비교할 때 특히 그렇습니다. 게다가, 이는 교통관리법에 따라 등록부서와의 별도의 합의를 필요로 하지 않습니다.
특히 매일 출퇴근 등으로 자전거를 주요 교통수단으로 사용하는 사람들에게는 전기화된 자전거가 체력과 스트레스를 크게 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 현재 도로의 잦은 정체 상황을 피할 수 있고, 도시 환경에서는 전기 자전거의 속도가 매우 적합하여 개인용 차량이나 대중교통을 이용하는 것보다 실제 이동 시간이 단축될 수도 있습니다.
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집이나 가능한 장소에서 배터리를 정기적으로 충전하시면 긴 주행 거리를 확보할 수 있고, 적절한 경로와 배터리 용량을 계산한 경우 언제든 자신의 운행 가능 거리에 대한 확신을 가질 수 있습니다. 예상치 못한 사고 상황에서는 결국 일반적인 방식, 즉 페달을 밟아서 이동할 수도 있습니다.
요즘은 전기 구동장치가 장착된 자전거를 비교적 쉽게 구입할 수 있지만, 그 비용이 상당히 높습니다. 그렇다면 기존에 사용하는 자전거를 개조할 방법은 없을까요? 실제로 가능하며, 많은 기술자들이 인터넷에서 자신들의 비법을 공유하고 있습니다.
일부는 놀라운 설계 아이디어와 자주 벼룩시장이나 자동차 부품점에서 구입한 부품과 소재를 사용하여 자전거를 대대적으로 업그레이드합니다. 조금 덜 복잡한 접근법을 택하는 사람들은 전기 자전거로 개조할 준비된 키트를 구매하기도 합니다. 다행히도 이런 키트는 제조업체들에 의해 매우 다양한 선택지를 제공합니다.
전기 모터에서 구동 바퀴로의 회전력을 전달하는 시스템 종류는 어떤 것들이 있을까요?
마찰 전송 방식
마찰 전송 방식 전기 자전거
이 유형의 전기 구동장치는 시장에 나와 있지만 인기는 높지 않습니다. 그 작동 원리는 단순합니다. 모터는 구동 휠에 바로 장착되어, 회전력은 스타터 축에서 직접 타이어로 전달됩니다. 언뜻 보기에는 간단하고 직관적으로 보일 수 있습니다. 하지만 이 방식은 어린이용 전동 자동차나 자전거에는 적합할지 몰라도 실제 교통 수단으로서는 비효율적입니다.
생각해 보세요:
- 중간 전송 장치가 없어 감속기(기어박스)를 사용해 휠의 각 속도를 증가시킬 수 없습니다.
- 매우 낮은 효율성.
- 타이어의 압력이 조금만 떨어져도 구동 장치의 효율성이 급격히 감소합니다.
- 모터의 마찰 휠과 타이어 트레드 간의 지속적인 접촉은 타이어의 수명을 극도로 단축시킵니다.
- 습한 날씨, 진흙탕 도로, 추운 날씨에서는 마찰 계수가 크게 감소하므로 모터 마찰 휠이 헛바퀴 돌 가능성이 커져 에너지 효율이 더욱 낮아집니다.
이 시스템의 유일한 장점은 설치가 간단하다는 점으로, 자전거를 깊이 개조할 필요가 없습니다.
하지만 자전거의 운행 성능을 진정으로 향상시킬 계획이라면, 이와 같은 방식은 처음부터 배제하는 것이 좋습니다.
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전통적인 체인 또는 벨트 전송 방식
이 방식은 각종 부품의 “시각적 이해도"와 일반 자전거 부품의 넓은 선택 범위 때문에 기술자들이 자주 사용하는 방식입니다. 전기 모터로는 가전기기(세탁기 등) 또는 차량의 전자부품에서 나온 모터를 자주 사용합니다.
이 방식의 단점으로 무엇을 들 수 있을까요?
- 자전거를 이런 방식으로 개조하려면 소유자가 상당히 깊은 기계적 지식과 높은 기술적 기술을 갖추고 있어야 한다는 것을 바로 언급해야 합니다.
- 또 다른 단점은 이러한 종류의 구동 장치가 소음을 동반한다는 것인데, 도로 환경에서는 이게 큰 불편을 초래하지는 않을 가능성이 높습니다.
- 개조 작업은 프레임 구조에 약간의 변경을 수반하며, 이는 강도 특성을 저하시킬 수 있습니다. 따라서 탄소섬유나 알루미늄 프레임을 사용하는 자전거에는 이러한 작업을 권장하지 않으며, 강철 프레임에서만 수행하는 것이 좋습니다.
그러나 단점들은 여러 가지 장점으로 상쇄됩니다:
- 이 구동 방식은 현존하는 모든 방식 중에서 가장 경제적이고 효율적입니다.
- 대부분의 자전거 이용자들에게 익숙한 단계식 기어 전환 시스템을 사용할 수 있습니다. 이를 통해 교통 상황이나 경사에 따라 최적의 모드를 선택하여 전지의 수명을 크게 연장할 수 있습니다.
접히는 전기자전거
이 구동 방식은 일반적으로 자전거에 이미 설치된 부품을 사용할 수 있도록 하여, 총 중량이 크게 증가하지 않습니다. 또한, 시스템의 경제성 덕분에 더 가벼운 모터와 배터리를 사용할 수 있습니다.- 가장 높은 속도 성능 또한 이러한 구동 방식을 채택한 자전거에서 나타납니다.
이곳은 창의적인 설계 아이디어를 펼칠 수 있는 매우 넓은 영역임이 분명합니다. 하지만 제조업체도 자전거 이용자를 염두에 두고 있으며, 전기자전거용 완성된 키트가 시장에 나와 있습니다. 특히 대만 회사 **‘Cyclone’**의 키트가 가장 인기있습니다.
이러한 키트는 일반 자전거 체인을 사용하는 모델뿐만 아니라, 추가 체인과 하나 또는 두 개의 추가 스프로킷을 사용하는 모델 등 다양한 형태로 제공됩니다.
시스템에는 360~1500와트의 출력 모터와 24V 또는 36V의 전원 공급이 지원됩니다. 구동 장치를 작동시키기 위해 전자 컨트롤러가 사용되며, 일반적으로 500와트 이하의 모터의 경우 통합형으로 제공됩니다. 키트에는 모든 필요한 고정 요소, 시각적 제어 수단, 구동 장치 수동 조작 장치가 포함되어 있습니다.
모터 설치 작업은 기본 기술을 갖추고 있는 소유자라면 충분히 실행 가능한 작업입니다.
자전거의 무게 증가는 수용 가능한 수준(3~4kg)으로 남게 되며, 속도는 매우 인상적입니다. 시속 40km 이상을 낼 수 있습니다.
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가장 간단한 해결책 – 모터 휠
자전거용 모터 휠 키트
자전거를 보다 가볍게 즐기고자 하는 이들을 위해 제조업체는 전기 모터와 자전거 휠이 하나의 유닛으로 통합된 옵션을 제공합니다. 이를 모터 휠이라고 부릅니다.
이 시스템의 장점은 분명합니다:
- 이 구동 장치를 설치하면 자전거에 큰 개조가 필요하지 않으며, 외관도 크게 변하지 않습니다. 단지 핸들바에 제어 장치, 프레임에 배터리 함을 설치하면 됩니다.
- 설치에는 특별한 지식이나 기술이 필요하지 않으며, 모터 휠을 적절히 선택하면 누구나 쉽게 설치할 수 있습니다.
- 모터 작동이 거의 무음에 가깝습니다.
- 원한다면 자전거를 다시 일반 자전거로 쉽게 전환할 수 있습니다.
물론, 몇 가지 단점도 있습니다:
- 구동 장치가 포함된 휠은 무겁습니다(6kg 이상). 이는 자전거 전체의 질량을 증가시키며, 숙련된 자전거 애호가들은 강화된 전방 포크를 설치하기를 권장합니다.
- 구동 모터의 출력에는 제한이 있습니다.
- 제조업체가 권장하는 속도를 초과하면 역효과를 초래할 수 있습니다. 이 경우 모터가 발전기로 전환되어 자발적으로 운동을 억제하게 됩니다.
판매되는 키트는 바퀴 허브에 장착된 200~1000와트의 무브러시 전기 모터로 구성됩니다.
일반적으로, 스포크와 휠 림이 포함된 완제품이 판매되지만, 작업에 철저한 접근을 선호하는 이들을 위해 모터만 구입할 수도 있습니다. 이 경우 스포크와 림의 선택 및 설치는 사용자에게 맡겨집니다. 말하자면, DIY 모터 휠입니다.
키트에는 필수적으로 컨트롤러가 포함되어 있으며, 이는 구동 장치의 원활한 작동을 보장합니다. 또한 제어 메커니즘, 충전 블록과 함께 배터리도 포함됩니다.
모터 휠을 장착한 전기자전거
사용자의 선호도에 따라 전륜 또는 후륜 구동 휠을 선택할 수 있습니다. 일부 자전거 애호가들은 한 번에 모든 문제를 해결하려고 자신의 자전거를 사륜구동으로 개조하기도 합니다.
전기 구동 장치 애호가들 사이에서 가장 인기 있는 모터 휠 브랜드로는 ‘Polariss’, ‘Yamasaki’, ‘Electra’, ‘Golden motor’ 등이 있습니다. 이 제품들은 전문 매장을 통해 구매할 수도 있고, 인터넷을 통해 주문할 수도 있습니다. 자신의 전기 자전거 필요성을 현실적으로 평가하고, 재정적 여유와 스스로 장착 작업을 수행할 기술적 준비 상태를 고려하여, 특정 모델을 선택할 수 있습니다.
