Dahon 老貂再生--5/25 前驅碟煞版樣品完成 7/24後驅碟煞樣品完成

電輔車最讓人擔心恐怖的事情 --- 鋰電池爆炸

為甚麼要寫這個標題? 大家為什麼想將自己的自行車修改成電輔車呢? 當然就是將人力車修改成電輔車後,有了馬達助力之後就可以,騎得更遠,爬得更高,世界更遼闊了,這個理由夠充分吧?

但是電輔車夠安全嗎?鋰電池夠安全嗎?電機馬達夠安全嗎?無刷控制器夠安全嗎?控制線路夠安全嗎?最重要的是您相信廠商提供的安全標章認證嗎?

在這個地球上使用鋰電池的產品中,3C 商品占了絕大部分:

手機-- 鋰電池爆炸,時有所聞
筆電-- 鋰電池爆炸,也發生過
電動自行車-- 當然一定發生過
電動機車( GOGORO)-- 新聞上出現過
電動汽車-- 大陸網路新聞經常看到

那鋰電池究竟可不可以使用呢? 當然可以使用,但我們首先要有所了解它的特性與注意防範它的危險性,就跟汽油車一樣,汽油車不當使用會爆炸燃燒,但我們用了200 多年,每天煮飯燒菜使用的天然氣,瓦斯,新聞上也是經常氣爆,但您能不用它嗎?

網路上找來的資料:

三元聚合物鋰電池:正極材料使用鎳鈷錳酸鋰(鋰(的NiMn)O2)三元正極材料的鋰電池,優點三元鋰電池能量密度高,循環性能好於正常鈷酸鋰。目前,隨著配方的不斷改進和結構完善,電池的標稱電壓已達到3.7V,在容量上已經達到或超過鈷酸鋰電池水平。

缺點三元材料動力鋰電池主要有鎳鈷鋁酸鋰電池,鎳鈷錳酸鋰電池等,由於鎳鈷鋁的高溫結構不穩定,導致高溫安全性差,且pH值過高易使單體脹氣,進而引發危險,

三元鋰材料會在更低的200度左右發生分解,並且三元鋰材料的化學反映更加劇烈,會釋放氧分子,在高溫作用下電解液迅速燃燒,發生連鎖反應。說簡單點,就是三元鋰材料更容易著火。

知道了鋰電池的化學特性之後,就知道該如何使用在電輔車上才不會發生危險了: 個人在使用鋰電池多年的經驗後,是覺得不要太劇烈的操作電輔車使用在特殊場地或環境中,比如:

1.長時間油門轉把轉到底,高速騎車 --- 雖然沒錯,在這種大熱天,高速騎車會讓人覺得有風吹來,非常涼爽。但是鋰電池在短時間之內進行 5C~10C 之間放電,鋰電池內部溫度會急遽升高,爆炸的風險也就增加了。

2.攻陡坡--- 就是因為使用人力踩踏爬不上去,才會改電輔車,您叫我不要使用電機馬達,那我改裝什麼電輔套件? 沒錯,但是沒有人會告訴您危險在哪裡? 同樣的道理,三元鋰電池真的不能長時間 與 激烈 的短時間 放電,5C~10C之間的放電會讓鋰電池的危險性增加。

汽車的 12V 電池為什麼一直使用鉛酸電池? 鉛酸電池的放電係數可以高達 100C以上,所以當您轉動汽車鑰匙啟動的瞬間,超過 100A 的電流經由電池放電直接提供給啟動馬達去轉動讓汽車引擎啟動。這裡我要講個重點的地方,為什麼消耗大電流的啟動馬達正極要使用銅線,負極卻是連接搭鐵地線,為什麼不直接連接一條銅線?

1. 三元鋰電池單體的放電係數沒有到達100A以上,只能透過不斷的單體鋰電池並聯去擴大整組電池的放電係數來達到電機馬達使用的需求,但也因為單體鋰電池多個並接,所以問題也會發生在這些電池焊接點的地方。
焊接點的品質好壞連帶影響焊接面的接觸電阻大小,同樣會影響到流過電流的大小。

2.無刷控制器的電源導線與馬達導線接觸端子與連接電線--- 激烈駕駛後溫度過熱表皮橡膠融蝕引發電池短路



這一張圖片是我的20吋輪胎後驅馬達的3條相位線連接頭高溫下變形,從無刷控制器出來的電線表面橡膠高溫變形,這個真的沒辦法,後驅馬達的動力足消耗電流過大,使用久了就變成這樣了,只能換掉。



這張圖是在網路上下載下來的圖片,也是馬達線連接頭外圍橡膠融蝕,容易造成線路短路,引發火災。



這張圖是在網路上下載下來的圖片,電源連接頭外圍基座融蝕,容易造成線路短路,引發火災。

如果單純騎自行車沒有加上馬達,能夠騎的路我就騎,體力不行我就不要騎就好,很單純不回引起火災。但是加上 馬達與鋰電池之後,問題變麻煩了。因為鋰電池與傳統鉛酸電池不同,鋰電池的化學特性不耐高溫,高溫下容易爆炸引發火災。

在使用電輔車的經驗上,個人覺得馬達是個助力,但這個助力是有條件的: 不能夠劇烈的操駕,就跟市售的一般家用車一樣,您如果日常上下班使用,假日去個風景名勝遊覽,它都能勝任。但您如果要去賽車場地飆車,或是去越野地型遊歷,您的汽車在當地損壞的機率就會提高甚至壞掉。電輔車也一樣,平順的使用,一般是沒有什麼問題,但如果經常要去攻陡升坡或當越野車使用,或是超長時間駕駛,建議經常檢查電源及馬達線路外表是否完整?電池溫度是否過熱? 電器產品壞掉大不了不要使用,但電池如果爆炸,就事情大條了。
MuMuyo
感謝分享
p205jack
謝謝,只是單純想記錄修改過程與經驗分享。
7/24 後驅碟煞樣品完成

本來就沒有想要去修改甚麼後驅碟煞,但是那顆前驅馬達被拆去裝在另一台車上去了,只好在將後驅馬達裝上,但是在將後驅馬達裝上碟煞片時,卻遇到了很多問題,主要是舊車架想要裝上這個時代的碟煞,卻是原廠設計的後車架尺寸偏小,怎麼裝都裝不進去,所以非常的困擾,幾乎就要放棄掉。前一陣子還將後驅馬達裝上原來的 C煞來暫代,因為碟煞片裝不上去就是沒辦法,去修改後車架? 一顆 6 公斤的馬達上面裝碟煞盤在裝到後車架上面,去修改後車架,怎麼將後車架的鋼管擴大再摺個角度去符合碟煞盤?直接將計畫取消還比較實在。

後來再蝦皮上面看到對岸有人在賣 花鼓法蘭 與 120mm 碟煞盤,這下子有戲唱了,這計畫可以繼續執行下去了



7/23 收到的 44mm法蘭 與 120mm 碟煞盤



將碟煞盤鎖上法蘭



再將法蘭鎖上 6 公斤無齒輪的後驅馬達上,120mm 的碟煞盤看起來有夠小的



再將 裝好的馬達安裝上後車架後,可以看到後車架 與 碟煞盤 的距離幾乎非常小,目測大概是 2mm,這就是為什麼 一般常用的 160mm 碟盤裝不上去的原因了,不管怎麼裝160mm碟煞盤都一定會去打到後車架。

其實在安裝的過程中,問題真的很多,原先的轉接板不能用,轉接板固定螺絲太長會卡到碟煞盤,碟煞夾具腳架會卡到碟煞固定螺絲,,,,問題真的很多,最痛恨的是在後車架狹小的空間內要塞進這些零附件,只能一再修改,頭痛時間。



全車的外觀就是這樣,幾乎看不到後碟煞盤



120mm後碟煞盤幾乎被 後車架,停車柱腳,剎車夾具 遮蔽,只有右下角隱約看到 1/4



160mm的前碟煞盤非常的明顯,

雖然修改的過程一波三折,甚至一度放棄。但是這就是樂趣所在,一旦發現能解決問題,就去想盡各種辦法努力地去解決問題,DIY的樂趣就在這裡。
拇指撥桿轉把 --- 一個錯誤的決定

有一天在網路上閒逛,看到一個有趣的玩具,平常的油門轉把必須使用右手掌握後才會動作,但拇指撥桿轉把卻是使用右手拇指就可以轉動油門轉把,又輕又方便,心想這玩具不錯, 一個才 nt$120元,買 2 個來玩看看。




貨品收到後,拆開來先拍一張照片。外觀如網路上所見。通電功能測試時,真的用拇指就可以操控電機馬達的轉動,這玩具太好玩了,又輕又方便。以後誰還要用傳統的轉把呢?



既然有新的玩具,當然一定要裝到車上去,位置就鎖在右邊剎車把手的前方。有個電壓表可以隨時監控電池電壓。有鑰匙可以控制無刷控制器的開關。



裝上車後就是這樣。唯一的差別就是在拆車摺疊起來後,右邊的油門轉把經常會碰到,撞到,然後塑膠破裂,只能再換一隻,現在都不會有這種問題了,哈哈。更換了這種把手真聰明。

裝好後怎能不去試車呢? 那就挑一個遠一點的。那就東勢的東豐自行車道吧,騎車到石岡旅遊中心來回約34公里。測試一下這種轉把是否很方便?

就這樣,從松竹路出發,在鐵路高架陸橋下的綠空廊道一路北上。

還沒到栗林火車站,就發覺右手拇指已經有點酸麻,因為這一路皆是上坡路段,習慣上都是要轉動油門把手,所以我就用右手拇指一路壓著拇指轉把,坡度較陡時壓大力一點,坡度較緩時壓力小一點,還沒到豐原火車站,就決定要放棄了,再壓下去,右手拇指要廢了。

接下來的路程,不管如何,右手拇指就固定在一個位置不再任意變動。心裡想著是否轉把拆掉,去更換一個固定開關,慢轉與快轉就好,這樣是否會比較好呢?

回程的路上就好很多了,沿路上大部分都是下坡路段。基本上幾乎不用再去考慮轉把位置,就算是有短暫的上坡路段,我寧可用力踩上去,也不會想去用拇指轉把。這台車是後輪驅動,一個 6 公斤重的電機花鼓,單速齒輪沒有繁複的變速後齒輪組,踩上坡是很辛苦的,但是總比拇指廢掉好吧。

從石岡旅遊中心回來後,右手拇指馬上去按摩一下,鬆緩一路來的疲倦。

或許吧,不是每一個新玩具對自己都是很好玩的,經過完整的測試後,就知道 是否適合自己的使用習慣與方式,運動的本體是自己的身體,自己是否能適應新的變動,自己最清楚。要是不適應,就只能拆了。
車架平衡配重----再度改回前輪驅動

人是一種慣性的動物,這個車架本來就是想改成前輪驅動馬達,但在馬達被拆走後只好再將原先的後輪驅動馬達裝上,但不到 1 個月,還是覺得 6 公斤重的後輪驅動馬達,牽車也重,騎車也重,雖然大盤從 52 齒改成 40 齒,但仍然心理上覺得重。算了,再花點錢買科前輪驅動馬達好了。

車架配重 ? 在自行車上有這個東西嗎? 我在自行車雜誌上只看過車架設計得宜,騎乘舒適,但也沒看過 配重 這兩個字,但是我覺得還是有需要講一下。

我們都知道,電輔車除了自行車本身的機械結構體外,還多增加了 2 個有重量的東西,鋰電池 與 電機馬達。
鋰電池 -- 以一顆 36V13.5AH 的電池在 10 KG 的電子秤上約 2.6KG
前輪有內齒輪電機馬達-- 在電子秤上面約 3.2KG
後輪無齒輪電機馬達 -- 在電子秤上面約 6KG

1.後輪驅動 -- 鋰電池 與 電機馬達 都裝在後面,輪鼓馬達裝在後輪,鋰電池裝在後貨架上面
6+2.6=8.6KG 全部壓在後輪,自行車的重心會偏向後面。

2.前輪驅動 -- 輪鼓電機馬達裝在前輪,鋰電池裝在後貨架上面
自行車 前面配重 增加 3.2KG,後面配重 增加 2.6KG

16吋的小輪胎本身的陀螺效應較小,穩定度較差,車身的穩定度控制不是很好,車身配重不平衡時,在高速時車身不容易轉彎,會經常處於失速翻車邊緣。這時只能減速來獲得控制的穩定度。

如果自行車車身的配重能趨於平衡,我的個人經驗是 16 吋的輪胎在陡降坡下坡高速時,轉向 或 過彎 時,車身較易控制,穩定度增加很多。雖然還是需要減速,但不需要減速很多就可以過彎。或許這才是為甚麼再買一顆前驅馬達來更換的原因吧。



修改後就成了這個樣子,與之前的模樣差不多。

前輪馬達 3.2KG ,後輪 或加上的鋰電池 2.6KG+6 變速後齒輪 大約 3.5KG ,雖不是等重,但也相差不遠。
前大齒盤 52 齒 ,後 6 速後齒盤 14~28 齒。 測試下坡高速瞬間超過 33 Km/hr。



龍頭把手上面 這次將變速的 指撥變速 裝在 右邊,變成龍頭右邊的東西變多了,那個會讓右手拇指過勞的 指撥油門轉把 還沒拆除,等這次測試後再來決定他的命運是 拆除還是保留。

目前在附近產業道路測試的結果, 90 度直角轉彎 可以直接過彎 ,不像後輪驅動時還要先減速再過彎,自行車的車速雖然低,不是很快,但是人坐在椅墊上更能去感受到那種路面的跳動感與風直接吹在臉上的感覺,或許就是這種速度的感覺吧。
p205jack wrote:
車架配重 ? 在自行車上有這個東西嗎?

單純的自行車架是沒聽說過,頂多就是兩個輪子的動態平衡別太離譜就是.
而你所謂的車架幾何設計得宜,間接也影響著車架配重.

在原本的單車上再加掛其他設備(引擎.電機.電池)就須計算一下整體的配重了.
前驅是拉著走,後驅是推著走.在循跡能力上也會有差異.
前後驅的選擇與配置就因車因人的喜好各自去選擇了.

我那cocolo是後驅電機,電池也是固定在後貨架.
整車的配重是後重前輕,在實際使用上仍有頭重腳輕的不適感.
因此準備重新配置,將電池移到上管前段.
電池盒都做好了,就等著移位與重新佈線.(還沒動手就是)

右手那電動油門留著無妨.
或許跟變速把手對調個位置就行了.(降低彼此的干涉程度)
這電門控制器在雨天時非常好用.(省掉了穿雨衣時還得兼腳踩的干擾)
兩腿不動,按著電門車就能跑了.

我的電門是裝在左車把,右車把就是變速把.
裝左邊是儘量少去碰那開關,多用腳踩驅動.
但雨天時,意外的發現還不錯用.
自行車的重心位置在哪裡?

從小騎自行車,從沒去想過自行車的 配重 與 重心 ? 心裡總認為自行車速那麼慢的東西,應該很好控制。不存在那種 配重 與 重心 的問題。就像以前與一位年長的長輩提起自行車的載重,他親口告訴我: 他曾經用舊式的武車(日據時代的自行車) 在重約 150 台斤的竹筍去市場販售,150台斤約 90 公斤,整台自行車載得滿滿的。這種自行車需要配重與重心嗎? 應該是不需要吧。



汽車這種高速運動的交通工具對配重與種新的要求就很高,就像 中置引擎,就是將車上最重的引擎變速箱等放置在車身的重心位置。水平對臥引擎則是將車身的重量往下降低,讓重心往下增加車輛的穩定性。其實我們每次去更換輪胎時,輪胎裝配員都需要將鋁框固定在轉動架上,然後高速轉動,再去適當的位置加上鉛塊,平衡輪胎的配重,讓他在高速轉動時能夠動態平衡,讓高速更穩定。寫到此讓我想到: 在台灣早期的戲劇中出現的牛車,四個輪胎搖搖晃晃的眼前晃動前進,牛車的輪胎需要平衡校正,需要鉛塊嗎?





自行車本體就是一個機械組合體,前後輪又個在車價的前,後位置,其實本來就不會有這些問題,唯一可能有的問題應該是自行車的椅墊調整得太高,停紅綠燈或是上坡停車時,腳掌碰不到地面,又沒有適當地跳下車而摔倒。但這問題只要 坐管 調整低一些讓腳掌踩到地面就好。

但在自行車裝上 電機馬達 與 電池 後讓這個問題就變得凸顯出來,如果以有內齒輪的輪鼓電機馬達 3.2kg + 鋰電池 2.6kg = 5.8kg 而言,究竟該放在什麼位置才好呢?怎樣才能讓自行車的配重與重心都能達到平衡,最好騎車呢? 我個人的經驗與感想如下:

1.最佳位置 : 應該就是 電機馬達 裝在 BB 位置,中置電機,然後 鋰電池 裝在 車身中段的 三角形 的下管位置,這樣就可以讓這個外加的馬達與鋰電池的重量 5.8KG ,放置在車身中段讓兩個輪胎去平均攤掉這個重量,車身穩定性較佳。缺點就是 1.車架必須特殊規格符合這個設計 2.電機馬達規格也是特殊設計符合車架 3.鋰電池也必須特殊設計去符合車架,4.因為所有材料都是特殊設計所以成本提高,車輛售價也必須提高很多,日後維修及更換電池的售價也 一定提高不少。個人改裝者必須面臨車架修改問題,難度頗高。 試問當一台電動自行車比較普通機車售價還高時,您會選擇哪一個?

2.較佳位置: 例如市售電動自行車都是將鋰電池裝在車架的底部,將車輛的重心降低。同樣的也是需要面臨車架修改的問題。電機馬達的位置就只能選擇輪鼓馬達,將電機馬達的重量放在前,後輪位置。
馬達在前輪,重量在前輪,龍頭轉向時會覺得頗為重手,需要一段適應期,而且感覺馬達比較沒力。
馬達在後輪,重量在後輪,牽車時或是騎動時,會覺得特別重,在沒轉動油門把手時都會覺得踩不動,最後就變得跟電動自行車一樣,只會轉動油門把手,雙腳不會踩動。

3.任意位置: 電機馬達不管放在前輪 或 後輪,隨心所欲,高興就好。鋰電池位置放在後貨架上面最多,車身中段上管位置(需要固定螺絲),前貨架位置應該沒人放置,這個位置放上去,龍頭把手太重,很難轉動,( 我曾經放過)。



白色鋰電池放在車架的中間空間,剛好塞得進去這個空間。



白色鋰電池放在後車架的位置,大家都這樣放置。

本來我是想將鋰電池裝在 老貂車架的中間空位,畢竟鋰電池裝在車架底部的設計工程太大,個人應該很難克服,而且這樣做也無法車身摺疊。但是安裝在車架中間位置應該比較容易克服問題,只是目前手上的 3 組鋰電池只有 1組長度可以放進去,例外 2組電池長度太長,無法放入,這也是個問題。只能都放在後貨架上了。或許日後能想到個好辦法來克服問題。
p205jack wrote:
或許日後能想到個好辦法來克服問題。

這確實是值得思考的問題.
尤其是配備大容量電池的"小車".

我那FD806在改裝之初,就曾與廠商談論電池的安裝位置.
806的車架上管是方形的.
我的構想是將厚重的電池(鋰鐵電池)
一分為二,然後再利用兩個馬鞍包固定.吊掛在上管兩側.

但廠商似乎意願不高(公版的東西,少變少風險)
因此也不堅持,改放在後貨架.

DIY改裝就是這樣
一切都得by yourself.
將電池放在上管的兩側

坦白說,我並不看好將鋰電池組放在這疊車架的上管上方,雖然很多人都這樣做,原先的水壺座也是在車架的上管,只不過將水壺改成鋰電池組合,這有什麼不好嗎?



這張圖是 giant FD806 折疊車的折疊機構就在車架的上管中間位置



這張是 CASPER 兄 的 水壺狀電池組合,外觀好像也不違和,但是它的折疊車的折疊機構就在車架的上管中間位置

從上面這兩張圖的位置來看,折疊車的折疊機構就在車架的上管中間位置,這兩種車款的折疊機構都只是在中間上管位置焊接個可以摺疊固定的裝置,然後就金屬斷開讓車架可以往後摺疊。這種機構設計的好處是製作方便,施工簡便,成本較低。缺點就是只有單處斷開,若是摺疊機構焊接處金屬破裂,當場就會摔車。如果您去查找折疊車的折疊機構斷裂,破裂的新聞圖片,應該可以找到不少圖片與案例。



它的結構設計不是像老貂的車架設計有上下兩處斷開處,可以去平衡騎乘時上下連桿的運動不平衡應力,讓車架更穩定。

今天若是在這種車架單處斷開點的上管位置在擺上一個約 2.6KG的鋰電池組合體,當車輛騎乘時這顆電池組合也是在做上,下運動,這樣對中間摺疊機構所做的應力更會加大,您的安全就只能看廠商設計當初做的金屬疲勞應力測試時是否有考慮這改裝行為行為是否會加速金屬疲勞而去做加強設計。

我的想法中還是會比較傾向於將鋰電池放在車架的下方( 無摺疊機構 ),或是沒辦法就放在後車架上方(有摺疊機構)。畢竟後車架上方式屬於無腦改裝,直接放上就好省力多了。
p205jack wrote:
將電池放在上管的兩側...(恕刪)

自行車DIY改裝,需要具備的條件也不少.尤其是改裝電輔車.
除了機械結構之外,又多了電系.

電池的製作與配置沒相關的基礎談何容易?
這部分還牽扯到安全的顧慮.

將電池固定在FD806上管兩旁
一來是配重的設置,再來是電池匣的相容與便利性.
類似彈匣那種概念

一個60發的彈匣,分成各30發的兩個彈匣.
在攜帶與運用上一定優於單一60發彈匣.

FD806的車架在吊掛電池上,我認為有其優勢.
試想,機翼可吊掛飛彈,機腹底下若仍有吊掛空間.
對戰力仍是加分的.

Casper大大那車若需大容量電池或與水壺電池等量的增程電池.
應該很難直接放在後貨架.(貨架上有推行輪)

任何改裝都需與原車的各種條件妥協.
因此也沒有真正的標準答案.

類似FD806那種方形上管車架,也有類似車種將電池內置於上管內.

DIY的中文化就是"土炮".
土炮雖非制式,但仍有一定的殺傷力.
我們就當他是游擊隊好了.
看起來你對Dahon老貂這款摺疊自行車的重生過程充滿熱情和創意!你對於車輛改造的詳細考量和計畫,對同樣對老車重生感興趣的人來說非常有參考價值。
p205jack
在這個過度消費的社會裡,老車就等於落伍,垃圾。但是透過新的創意來進行修改,創新,瞬時將老車變成新的造型與功能,這樣不但保有您與老車的生活體驗同時也能享受新的零件與功能。如果您還有熱情,那就動手吧。
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