Battery used Battery charging

Elektryczne welomobile: Szybkie i wygodne jak samochody, lecz 80 razy bardziej wydajne cz. 2

Samochód zdolny pędzić 270 km/godz. można prowadzić gdziekolwiek na Ziemi, za to elektryczny welomobil ze wspomaganiem do 50 km/godz. jest zakazany w większości krajów.

Zdjęcie: Windexplorer, w pełni elektryczny pojazd zbudowany na bazie welomobilu DuoQuest.
Zdjęcie: Windexplorer, w pełni elektryczny pojazd zbudowany na bazie welomobilu DuoQuest.
View original image View dithered image

Mogłoby się wydawać, że pojazd który jest 80 razy bardziej wydajny od samochodu elektrycznego, oferuje podobną prędkość i zasięg, będzie szeroko promowany przez rządy na całym świecie. Niestety, jest zupełnie przeciwnie. Największą przeszkodą dla producentów i użytkowników elektrycznych welomobili jest prawo. Wiele krajów, skutecznie zdelegalizowało elektryczne welomobile, stawiając ograniczenia dotyczące prędkości, mocy i wykorzystania silnika elektrycznego.

Part 1 / Part 2.

Głównym problemem jest to, że silnik elektryczny może wspomagać kierowcę tylko do określonej prędkości: 25 km/godz. w większości krajów UE (także w Polsce, przyp. tłum.) i 32 km/godz. w większości stanów USA i prowincji Kanady. Dla rowerów elektrycznych takie restrykcje nie stwarzają problemów, ponieważ i tak, mało który rowerzysta osiąga prędkość 25-32 km/godz. Ciągle wspomaganie pedałowania zwiększa zasięg i średnią prędkość rowerzysty, zmniejszając jednocześnie wysiłek. Jednak, nawet przeciętny welomobilista jest w stanie osiągnąć prędkość podróżną na poziomie 35-50 km/godz. Oznacza to, że silnik elektryczny będzie pomagał kierowcy tylko, kiedy nie będzie przekraczał połowy, możliwej prędkości podróżnej.

Powyżej tej prędkości silnik elektryczny i baterie staną się balastem, a to z tego powodu, że kierowca będzie musiał zużyć więcej energii, aby rozpędzić cięższy pojazd. Tylko podczas podjazdów, kiedy welomobil miałby problem z osiągnięciem prędkości 25 km/godz., wspomaganie elektryczne dozwolone prawem, stałoby się pomocne.

Nielegalny Pojazd

Oprócz limitu prędkości, prawo wprowadza dwa dodatkowe ograniczenia dla pojazdów na pedały ze wspomaganiem elektrycznym. Po pierwsze, moc silnika jest ograniczona od 250 Wattów w większości krajów UE (w tym Polski, przyp. tłum.), do 500 Wattów w większości kanadyjskich prowincji i do 750 Wattów w większości stanów USA. Po drugie, silnik elektryczny ma przestać pracować w momencie, kiedy rowerzysta przestanie pedałować. Jazda wyłącznie dzięki napędowi elektrycznemu jest niedozwolona, nawet na zmianę z pedałowaniem.

W niektórych państwach i stanach USA, elektryczny welomobil można zarejestrować jako moped lub motocykl, dzięki czemu, można nim jeździć drogach razem z samochodami. Jednak, to rozwiązanie stawia innego typu przeszkody. Kierowca musi osiągnąć odpowiedni wiek i zrobić prawo jazdy, a pojazd należy zarejestrować i ubezpieczyć. Co roku trzeba przejść przegląd techniczny. Jednak największym problemem jest to, że welomobile, rejestrowane jako mopedy czy motocykle, będą traktowane przez prawo jako pojazdy silnikowe, a nie towary konsumpcyjne, co oznacza, że przed wprowadzeniem ich na rynek, będę musiały przejść szereg surowych testów i spełnić restrykcyjne wymagania w kwestii bezpieczeństwa. Spełnienie tych wymagań sporo kosztuje, a firmy wytwarzające welomobile to z reguły bardzo małe przedsiębiorstwa.

W granicach obecnego prawa silnik elektryczny i akumulator to raczej wada niż zaleta.

W Belgii, tak jak w większości europejskich krajów, elektryczny welomobil nie dostanie homologacji na moped czy motocykl. Z tego powodu, eWAW którego testowałem, był nielegalnym pojazdem. Naruszyłem dwa, z trzech, obowiązujących przepisów: czujnik odłączający wspomaganie powyżej 25 km/godz. był wyłączony, a silnika używałem do woli, nawet wtedy, kiedy przestawałem pedałować.

Prawny Chaos

Przepisy dotyczące rowerów ze wspomaganiem elektrycznym różnią się ogromnie w zależności od kraju, stanu, prowincji czy nawet mniejszych jednostek samorządowych. W Niemczech, za rower uważa się pojazd na pedały ze wspomaganiem elektrycznym o mocy nie przekraczającej 250 Wattów i prędkości 25 km/godz. W Szwajcarii, pojazd na pedały ze wspomaganiem elektrycznym, do mocy 500 Wattów i prędkością maksymalną 45 km/godz., można zarejestrować jako moped, a rowery elektryczne ze wspomaganiem o mocy powyżej 1000 Wattów trzeba rejestrować jako motocykle ( dla których nie ma żadnych ograniczeń prędkości). W Austrii, pojazdy na pedały z silnikiem, do 600 Wattów mocy i prędkością 45 km/godz., nadal traktowane są jako rowery.

Zdjęcie: Wind Explorer.
Zdjęcie: Wind Explorer.
View original image View dithered image

W Stanach Zjednoczonych, maksymalna moc silnika elektrycznego waha się od 750 do 5000 Wattów, w zależności od stanu. W niektórych stanach, zezwala się traktować jako rower, pojazd na pedały z ciągłym wspomaganiem elektrycznym, do prędkości 30, 40 lub nawet 60 mil/godz. (48, 64, 94 km/godz.). Za to w innych stanach, każdy rower ze wspomaganiem elektrycznym trzeba zarejestrować jako moped lub motocykl, bez względu na to, jaki ma silnik i jaką osiąga prędkość. Jeszcze inne stany, nie mają żadnych przepisów w tej kwestii albo całkowicie zakazują elektrycznych pojazdów na pedały. Żeby to wszystko jeszcze bardziej skomplikować, wiele krajów dodatkowo reguluje takie kwestie jak: wysokość siedzenia, drogę hamowania, rodzaj przeniesienia napędu, wagę pojazdu, średnicę i ilość kół (niektóre dopuszczają dwa i trzy koła, ale nie cztery, inne zezwalają na dwa i cztery, ale nie trzy).

Samochód, zdolny pędzić 270 km/godz., można prowadzić gdziekolwiek na Ziemi, za to elektryczny welomobil, ze wspomaganiem do 50 km/godz., jest zakazany w większości krajów.

Przepisy drogowe są jeszcze bardziej pogmatwane, ponieważ często komplikują je dodatkowe, regionalne i miejskie regulacje. Generalnie, jeśli elektryczny welomobil ma być zarejestrowany jako rower, to powinien, jeśli to tylko możliwe, jeździć po ścieżkach rowerowych. Jeśli w dowodzie rejestracyjnym będzie figurował jako moped, albo motocykl, to nie może jeździć ścieżkami, tylko musi poruszać się razem z samochodami po drogach. Jednak od tych reguł istnieje wiele wyjątków, które wszystkie razem tworzą prawny chaos.

Wszystko to stoi w wyraźnym kontraście z przepisami regulującymi moc i prędkość samochodów, które są takie same na całym świecie. W szczególności osiągi silnika i prędkość maksymalna nie są regulowane. Doprowadziło to do dziwnej sytuacji, w której samochód, taki jak Porsche Cayenne Turbo S ważący 2 355 kg o mocy silnika 380 tys. Watów i prędkości maksymalnej 270 km/godz., można prowadzić bez przeszkód na całym świecie, a jednocześnie elektryczny welomobil ważący 35 kg, z silnikiem o mocy 250 Wattów, wspomagany elektrycznie do prędkości 50 km/godz., jest zakazany w większości krajów! Jeśli mielibyśmy być konsekwentni, to powinniśmy prawnie uregulować moc i prędkość, zarówno samochodów jak i welomobili, albo pozostawić, dla obu tych pojazdów, oba parametry nieuregulowane, stosując jedynie ograniczenia i kontrole prędkości na drogach.

W Stronę Nowej Kategorii Pojazdów?

Złożona sytuacja prawna, w której znajduje się Welomobile, jest wymowna. Welomobile, a w szczególności te ze wspomaganiem elektrycznym, podważają zasadność obecnie istniejących kategorii pojazdów. Welomobil można postrzegać jako wyjątkowo szybki i wygodny rower, albo wyjątkowo wydajny samochód. Trudność z zaklasyfikowaniem czyni tą technologię wyjątkowo interesującą. W sporze o mobilność wyrosły dwa obozy ideologiczne: zwolnicy silników faworyzujący samochodu i bezsilnikowcy stawiający na rowery rowery. Elektryczny welomobil może stać się pomostem, dającym nadzieję na pogodzenie obu zwaśnionych stron.

Ilustracja: Liniowa ewolucja indywidualnych środków transportu.
Ilustracja: Liniowa ewolucja indywidualnych środków transportu.
View original image View dithered image

W swojej pracy, pt. „Bicycles Don’t Evolve: Velomobiles and the Modelling of Transport Technologies”, Peter Cox i Frederik Van De Walle (ten drugi opracował WAW), przedstawiają welomobile jako nową, oddzielną klasę pojazdów. Dowodzą, że prawne niejasności, w które wpadają welomobile, są konsekwencją pseudodarwinowskiego pojmowania rozwoju technologicznego. Przyjmując ten tok myślenia, powiemy, że rowery “wyewoluowały” w ciągu dwudziestego wieku w szybsze motocykle, a następnie, w szybsze i bardziej komfortowe samochody. Z tego wynikałoby, że usprawnienia techniczne tworzą logiczny ciąg, odzwierciedlający niepowstrzymany postęp technologiczny i ciągły wzrost racjonalności.

Elektryczne welomobile, podważają zasadność obecnie istniejących kategorii pojazdów

Każdy środek transportu, znajdujący się bliżej początku w narracji o ewolucji transportu, jest postrzegany jako gorszy, zacofany, anachroniczny. Musi on zostać zastąpiony przez lepszych, doskonalszych, “bardziej wyewoluowanych” następców. Z tego powodu, kiedy rozpoczyna się dyskusja o przyszłości transportu, punktem wyjścia zawsze staje się samochód - spójrzcie na obecny szum wokół samochodów na wodór, biopaliwa, prąd, czy na sprzężone powietrze. Pojazdy na pedały nie są brane pod uwagę, ponieważ w większości zachodnich krajów uważane są za pojazdy używane rekreacyjnie i dla sportu, albo przez ludzi, których po prostu nie stać na samochód.

Ponieważ (elektryczny) welomobil nie pasuje do tego modelu myślowego, podważa on jego zasadność. Prędkość elektrycznego welomobilu zbliża się do prędkości motocykla, czy samochodu, jednocześnie nadwozie i wygodna pozycja, czynią go prawie tak wygodnym jak samochód. Welomobil osiąga to dzięki jedynie ułamkowi energii, zużywanej przez motocykle i samochody, więc ciężko nazwać go staroświecką czy przestarzałą technologią. Co więcej, elektryczny welomobil kosztuje tyle, co bardzo mały samochód (eWAW obecnie kosztuje ok. 8 900 Euro, wliczając 21% podatek VAT, przyp. tłum.), a przecież zakładamy, że rowery kosztują znacznie mniej niż samochody.

Image: Nieliniowa ewolucja indywidualnych środków transportu.
Image: Nieliniowa ewolucja indywidualnych środków transportu.
View original image View dithered image

Cox i Van De Walle proponują alternatywne ramy koncepcyjne kategoryzowania pojazdów. Stworzyli oni matrycę zawierającą cztery kategorie (patrz diagram powyżej): rower, motocykl, welomobil i samochód. Tak, jak motocykl różni się od roweru, tak samochód różni się od welomobilu - decyduje tutaj obecność lub brak silnika. Motocykl, tak różni się od samochodu, jak rower od welomobilu - formą otwartą lub zamkniętą, jazdą “w” lub “na”. Granice, pomiędzy tymi czterema kategoriami, nie są ostre. Częściowe, lub zdejmowane, nadwozie rozmywa różnice morfologiczne (przykładem niech będzie Hase Klimax i BMW C1), a użycie silnika wspomagającego zaciera różnice wynikające z obecności silnika (rower elektryczny i elektryczne welomobile).

Elektryczne welomobile, będące hybrydami samochodu i welomobilu, można zaprojektować na wiele różnych sposobów.

Ramy jakie kreślą Cox i Van De Walle, dla różnych typów środków transportu indywidualnego i ich hybryd, nie wartościują poszczególnych ich części, tak jak robi to “koncepcja ewolucyjna” w której dominuje samochód. Wprowadzając welomobil, jako czwartą kategorię, ta dominacja znika. W tym nowym modelu myślowym, samochód nie jest postrzegany jako wróg. Elektryczne welomobile - hybrydy pomiędzy welomobilem a samochodem - można zaprojektować na wiele różnych sposobów. eWAW’owi blisko do niewspomaganego welomobilu, lecz elektryczne welomobile bardziej podobne do samochodów również są możliwe.

Odpicuj Swój welomobil

Istnieje z grubsza pięć sposobów, na to, jak można zaprojektować welomobil. Pierwszy sposób, to taki, w którym wysiłek wkładany przez kierowcę w napędzanie pojazdu przewyższa wkład wspomagania elektrycznego. To jest kategoria do której należy eWAW, jeśli używa go się zgodnie z przeznaczeniem. Taki pojazd, spełni prawne wymagania dotyczące rowerów ze wspomaganiem elektrycznym w Unii Europejskiej, jeśli tylko limit prędkości, wspomagania elektrycznego,zostanie podniesiony z 25 km/godz. do 50 km/godz. (odzwierciedli to wyższą prędkość podróżną welomobili). Drugim sposobem, jest zrównanie wkładu silnika wspomagającego z wkładem kierowcy. Różnica, między pierwszym, a drugim, polega na tym, że silnik pomaga kierowcy jadącemu z prędkością podróżną do granicy 45 lub 50 km/godz. To jest klasa, do której należy eWAW, jeśli kieruje się go tak, jak robiłem to ja.

Zdjęcie: Wind Explorer.
Zdjęcie: Wind Explorer.
View original image View dithered image

W trzecim typie, moc silnika przewyższa moc kierowcy. Mocniejszy silnik pozwoli na szybsze przyśpieszanie i wyższą prędkość na podjazdach (co razem da wyższą średnią prędkość), ale nie na szybszą prędkość maksymalną, ponieważ silnik wyłączy się po osiągnięciu 45-50 km/godz. Takie rozwiązanie, zmniejszy wysiłek kierowcy potrzebny do utrzymania prędkości podróżnej (kiedy jest on/ona w dobrej kondycji), lub pozwoli ludziom o przeciętnej kondycji, jeszcze łatwiej osiągnąć wysoką prędkość podróżną.

Takie pojazdy jeżdżą w Niemczech, gdzie mocniejsze silniki i wyższe prędkości są dozwolone, jeśli pojazd zostanie zarejestrowany jako moped. Przykładem może być 500 Watowy Alleweder 4, 600 Watowy Alleweder 6, 750 Watowy Aerorider Sport i 500 Watowy Hase Klimax 5K (nie jest to prawdziwy welomobil, a elektryczny rower poziomy z odpinanym poszyciem, który rusza spod świateł szybciej niż niejedna wyścigówka). Aerorider wykorzystuje dodatkową moc w nietypowy sposób: dzięki niej może pozwolić sobie ma luksusowe wykończone wnętrze, co ma dawać wrażenie jazdy samochodem. Oczywiście komfort swoje waży (pojazd ma masę 55 kg).

Ponieważ eWAW, jest 80 razy bardziej sprawny niż samochód elektryczny, jest sporo możliwości żeby go “podpakować”.

Czwartym sposobem, na zaprojektowanie welomobilu, będzie zniesienie limitów prędkości. Można to zastosować do trzech poprzednich typów. Silnik będzie automatycznie wspomagał kierowcę przy każdej prędkości. Prędkość maksymalna będzie zależeć, tak samo, od wkładu kierowcy i silnika. Nie ma na rynku takich pojazdów, ale nie trudno jest przerobić już istniejące przez usunięcie czujnika, który odcina wspomaganie po osiągnięciu ustalonej prawnie prędkości oraz przez dołożenie wyższych przełożeń. Nie ma przeszkód technicznych, z powodu których, welomobile nie mogłyby pędzić 120 km/godz., zważywszy na to, że rekord prędkości niewspomaganego welomobilu wynosi 130 km/godz.

Prędkość i Komfort, Kosztem Sprawności i Zasięgu

Piątym, ostatnim sposobem w jakim można zaprojektować welomobil, jest zniesienie automatycznego załączania i wyłączania się wspomagania (co jest dzisiaj standardem w rowerach elektrycznych) i pozostawienie sterowania silnikiem woli kierowcy. Można to rozwiązanie zastosować we wszystkich, czterech wspomnianych wcześniej, konfiguracjach, a efekt będzie ten sam: silnika można używać nawet kiedy kierowca nie pedałuje. eWAW, którego prowadziłem, mógł być obsługiwany w ten sposób na dystansie mniej więcej 60 kilometrów, do prędkości około 30 km/godz. - to wciąż na tyle szybko, żeby wyprzedzić szybkich rowerzystów. Nie jest to może zbyt ekscytująca forma podróżowania, ale za to bardzo przyjemna (nadwozie gwarantuje, że nikt się nie dowie że nie pedałujesz).

Zdjęcie: Wind Explorer.
Zdjęcie: Wind Explorer.
View original image View dithered image

W pojęciu „elektrycznego welomobilu” można zmieścić naprawdę wiele konstrukcji: rowery wspomagane elektrycznie, motocykle wspomagane pedałami czy lekkie pojazdy napędzane wyłącznie silnikiem. W każdej kolejnej konfiguracji, sprawność i zasięg spadają na rzecz wzrostu prędkości i wygody. Mocniejszy silnik będzie bardziej obciążał akumulatory. Można dołożyć więcej baterii, żeby zrekompensować stratę zasięgu, ale wtedy wzrośnie waga pojazdu, co obniży jego sprawność. Z drugiej strony, skoro eWAW jest 80 razy bardziej sprawny niż samochód elektryczny, pozostaje dużo przestrzeni “do przypakowania” welomobilu. W Niemczech można kupić Allewedera z potężniejszymi silnikami i bateriami o pojemności 1,664 Wh - który ciągle jest 14 razy sprawniejszy od Nissana Leaf, a ma podobny zasięg.

Pędząc nawet 100 km/godz., obciążony dodatkowymi bateriami, elektryczny welomobil ciągle będzie sprawniejszy energetycznie od Nissana Leaf. Wciąż mówi się o tym, że samochody żeby mniej paliły muszą zwolnić i schudnąć, lecz dlaczego po prostu nie podpakować rowerów?