Jakie są skutki zgaśnięcia podczas korzystania z silnika do roweru górskiego?

W nowoczesnym elektrycznym sprzęcie jeździeckim stabilność silnika jest bezpośrednio związana z bezpieczeństwem i wrażeniami z jazdy jeźdźca. Zjawisko utknięcia silnika powoduje nie tylko chwilową przerwę w zasilaniu, ale może również powodować poważne zagrożenie bezpieczeństwa w skomplikowanym terenie.

Ryzyko utraty kontroli nad stabilnością dynamiczną
Najbardziej bezpośrednią konsekwencją zgaśnięcia silnika roweru górskiego jest chwilowa przerwa w zasilaniu pojazdu. Gdy kierowca przejeżdża przez odcinek żwirowy z prędkością 20 km/h, a silnik nagle się zgaśnie, bezwładność pojazdu spowoduje przesunięcie środka ciężkości do przodu, a obciążenie przedniego widelca natychmiast wzrośnie o 30% do 50%, co znacznie zwiększy ryzyko poślizgu przedniego koła. W modelach z silnikami montowanymi centralnie przerwa w zasilaniu spowoduje również opór wsteczny układu przeniesienia napędu, powodując spadek napięcia łańcucha o ponad 60%, co znacznie zwiększa ryzyko wykolejenia się łańcucha.
W przypadku jazdy na stromym zboczu zatrzymanie może spowodować ześlizgnięcie się pojazdu do tyłu. Dane eksperymentalne pokazują, że gdy nachylenie przekracza 15°, prędkość poślizgu pojazdu do tyłu może osiągnąć 3-5 km/h po zgaśnięciu silnika. Jeżeli kierowca nie włączy na czas elektronicznego systemu parkowania, istnieje duże prawdopodobieństwo, że spowoduje to uderzenie w tył pojazdu. Dodatkowo podczas jazdy nocą opóźnione włączenie świateł awaryjnych spowodowane zgaśnięciem (czas reakcji przekracza 0,5 sekundy) wydłuży drogę hamowania o 40%, znacznie zwiększając prawdopodobieństwo wystąpienia wypadków wtórnych.

Wzrost naprężeń mechanicznych w systemie elektroenergetycznym
W stanie zablokowanym elementy mechaniczne wewnątrz silnik do roweru górskiego będzie poddawany niezwykłemu stresowi. W przypadku silników z mechanizmami redukcji przekładni planetarnej przerwa w zasilaniu spowoduje zmianę powierzchni zazębienia przekładni z tarcia tocznego na tarcie ślizgowe, a naprężenia stykowe wzrosną o ponad 200%, co z dużym prawdopodobieństwem spowoduje wżery na powierzchni zęba. W tym czasie układ łożyskowy będzie poddawany obciążeniom udarowym w momencie przeciągnięcia, a wartość szczytowa obciążenia promieniowego może osiągnąć 3 do 5-krotność wartości znamionowej, przyspieszając w ten sposób odkształcenie koszyka.
Sterownik silnika również staje przed wyzwaniem związanym z porażeniem prądem w przypadku jego zatrzymania. Kiedy rowerzysta kontynuuje pedałowanie, a silnik nie pracuje, sterownik musi uporać się z efektem superpozycji wstecznej siły elektromotorycznej i prądu napędowego, a chwilowy szczyt prądu może osiągnąć 150% wartości znamionowej. Te nieprawidłowe warunki pracy spowodują wzrost temperatury złącza modułu IGBT o 40 do 60°C, skracając w ten sposób żywotność urządzenia zasilającego.

Awaria układu chłodzenia pod wymiarem termodynamicznym
W stanie utknięcia system zarządzania temperaturą silnika do rowerów górskich przechodzi poważne testy. W normalnych warunkach pracy wzrost temperatury uzwojenia stojana silnika powinien być kontrolowany w granicach 85 ℃, ale w stanie utyku efekt chłodzenia wentylacji zmniejsza się o 70%, co powoduje trzykrotny wzrost szybkości wzrostu temperatury. Dane pomiarowe silnika określonej marki pokazują, że ciągłe przeciąganie przez 30 sekund spowoduje, że temperatura stojana przekroczy wartość krytyczną 120 ℃, powodując w ten sposób nieodwracalne rozmagnesowanie magnesu.
W warunkach utknięcia akumulator znajduje się pod podwójnym ciśnieniem. Z jednej strony, wsteczny opór silnika powoduje ciągłe rozładowywanie akumulatora, a stan naładowania (SOC) zmniejsza się w tempie 0,5%/sekundę; z drugiej strony środowisko o wysokiej temperaturze przyspiesza wzrost rezystancji wewnętrznej akumulatora. Gdy rezystancja wewnętrzna przekroczy 150% wartości początkowej, moc wyjściowa akumulatora spadnie o ponad 40%. Ten efekt sprzężenia termoelektrycznego może powodować ryzyko niekontrolowanej ucieczki termicznej akumulatora, stwarzając ogromne zagrożenie dla bezpieczeństwa kierowcy.

Propagacja błędów elektronicznego układu sterowania
Usterki związane z przeciągnięciem często powodują reakcję łańcuchową systemów elektronicznych. W stanie utyku może nastąpić utrata pakietów danych w komunikacji na magistrali CAN. Eksperymenty pokazują, że gdy prędkość silnika waha się o więcej niż ±20%, współczynnik błędów bitowych magistrali wzrośnie do 0,1%, co spowoduje opóźnienia lub błędne informacje na wyświetlaczu deski rozdzielczej. Ponadto sygnał przepustnicy jest podatny na zakłócenia elektromagnetyczne w warunkach przeciągnięcia. Podczas testu utknięcia w pewnym modelu silnika wystąpiło nietypowe zjawisko, w którym moc wyjściowa była odwrotnie skorelowana z siłą nacisku na pedał.
W modelach wyposażonych w systemy odzyskiwania energii zgaśnięcie może również spowodować przepięcie podczas ładowania zwrotnego. Kiedy prędkość silnika roweru górskiego gwałtownie spadnie, wzrost tylnej siły elektromotorycznej będzie miał znaczący wpływ na stabilność systemu, wpływając w ten sposób na ogólne bezpieczeństwo jazdy.