모터의 동작
. PAS 방식
1,모터의 동작 방식
전동기(모터)의 힘만으로 가는 쓰로틀 방식과, 페달을 돌리면 힘을 보조해주는 PAS(Pedal Assist Systems, 페달 보조 시스템) 방식이 있다. 스로틀과 PAS를 동시에 적용한 경우도 흔하다.
1-1스로틀 겸용/전용
다만 다음 조건을 만족하는 경우에는 자전거도로 진입이 가능하다.
스로틀 사용 시 페달을 밟지 않고도 자전거를 몰 수 있으며 PAS보다 오르막 가속과 출발이 쉽다. 물론 전기는 더 많이 먹기 때문에 장거리 주행에는 PAS보다 불리하다. 다만 안전 문제로 정지 상태에서 스로틀이 작동되지 않도록 제한이 걸려 있는 모델도 있기에 구입 시 잘 알아보고 구입해야 한다
1-2PAS 방식
PAS 방식, 특히 토크센서 방식은 자전거 가격이 상당히 비싼 경우가 많다. 이는 일단 페달에 가해지는 힘을 측정하는 토크센서의 가격이 비싼데다가, 제어방식도 더 복잡하기 때문이다. 이 때문에 제어방식 자체가 세일즈포인트가 되기도 한다. 아무래도 프로그래밍적으로 알고리즘 짜기가 굉장히 어렵기때문
가령 저가형 전기자전거들은 PAS가 조잡해서 고장이 나기 쉽고 배터리 수명도 상당히 떨어진다. 반면 PAS가 정교한 모델의 경우 PAS 때문에 단가가 미친듯이 오르게 된다. 그리고 반대로 훈련할 시간이나 체력은 없지만 자전거를 레저로 즐기고 싶은 동호인의 경우 스로틀 방식은 애초에 살 가치조차 없고 동호회에서 받아줄리도 없다. 이런 경우 일단 밟아야 나가고 본인이 타는 느낌도 확실히 주는 토크센서 PAS 방식이 답이다
1-3스피드센서 방식
스피드센서 방식은 크랭크와 후륜에 장착된 센서를 통해 바퀴와 크랭크의 회전을 모니터링하고, 둘 모두가 회전 중이라고 판단하면 한계 속도에 도달할 때까지 사전 설정된 출력 패턴을 따라 모터가 가동하는 방식이다. 단, 스피드센서라고 모두 허브모터 방식인 것은 아니며, 위 예시 제품처럼 미드모터 스피드센서를 채택한 제품들도 다수 존재한다. 반대로 후술하겠지만 허브모터 토크센서를 탑재한 제품도 국내에서는 드물지만 꽤나 출시되어 있다.
이 때문에 스피드센서 방식에서 설정하는 PAS 단계는 한계 속도를 설정하는 것이다. 예를 들면 PAS 1단계는 15 km/h, 2단계는 20km/h, 3단계는 25km/h 등 PAS 단계에 따라 정해진 속도에 맞출 때까지 모터가 돌아가는 식이다. 모터의 출력 패턴[22]은 사전에 설정되어 있으며, 펌웨어를 만지는게 아닌 이상 바꿀 수 없다.
작동 방식이 단순하기 때문에 가격이 저렴하여 대부분의 200만원대 이하 전기자전거는 스피드센서 방식이다. 특히 한국은 전동기만으로 작동하지 않고 25km/h 이상일 시 모터가 정지하기만 하면 전기자전거로 인정되기 때문에 거의 대부분 스피드센서를 사용한다.
각 PAS 단계별로 정해진 속도까지 모터가 보조해주는데, PAS 작동을 위해선 크랭크가 ‘회전’만 하고 있으면 된다. 바꿔 말하면 PAS 5단으로 하면 헐리웃 페달링을 하면서 힘을 하나도 안 들이고 25km/h로 항속할 수 있다는 말이다. 운동보다는 편한 이동수단이 필요한 사람, 출근길에 땀을 흘리면 곤란한 직장인 등에게 추천된다
1-4토크센서 방식
토크센서는 탑승자가 페달을 밟는 힘을 인식하여 PAS 단계에 따라 모터의 보조 토크를 조절하는 방식이다. 물론 토크센서라고 스피드를 측정하지 않는 것은 아니고, 토크센서 전동구동계에는 파워미터(토크센서), 스피드센서, 케이던스 센서가 모두 포함되어 있다.
토크센서식 모터는 ‘페달링 토크’의 일정 퍼센트만큼 모터가 도와준다. 예를 들면 PAS 1단계시 밟는 힘에 +50%의 모터 도움, 2단계시 +100% 도움, 3단계시 +200% 도움 같은 식으로 모터의 출력을 유동적으로 조절하는 식이다.(물론 속도제한은 있다)
당연히 라이더의 힘과 상관 없이 똑같은 파워로 작동하는 스피드센서 방식보다 라이더의 페달링 강도에 따라 유동적으로 출력이 변하는 토크센서가 훨씬 자연스럽게 라이더를 보조해주며, 페달링을 시작하고 모터가 개입하기까지의 지연 시간도 토크센서 방식이 훨씬 짧다. 때문에 스피드센서는 자전거에 끌려간다는 느낌이 강하지만, 토크센서는 페달링을 상당히 자연스럽게 보조해주며 미드모터 토크센서의 경우 모터를 쓰지 않을 때에도 저항감이 적은 편이라 ‘자전거를 타는 재미’를 찾고 있다면 토크센서 쪽이 훨씬 낫다.
다만 반대로 페달을 밟는 힘의 일정 퍼센트를 보조해준다는 말은 탑승자가 힘을 안 주면 자전거도 힘을 안 낸다는 말이 되는 것이 단점. 모터 보조 강도를 높게 설정하면 이 단점은 어느정도 보완할 수는 있다.
핵심 부품인 토크센서, 즉 파워미터의 가격 자체가 상당히 비싸기 때문에[23] 토크센서를 장착한 괜찮은 자전거들은 가격대가 상당히 센 편이다. 충분히 고려하고 구매하는게 좋다.
일본의 경우 페달 토크의 최대 2배까지 보조가 가능하다는 규정이 있기에 대부분 허브모터 토크센서 방식이다. 토크가 아니라 속도 기준으로 규제하는 한국이나 해외에선 대부분 허브모터-스피드센서 조합이나 미드모터-토크센서 조합으로 나오는 것과 대조적인 부분이다
이상으로 전기자전거 모터 구동방식에 대해 알아봤습니다 도움이돼셨나 모르겠네요
감사합니다 다음에 또 빕겠습니다