SD PRO電動自行車維修成18VeKits電輔系統紀錄

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已經不太確定當初從何處得來的SD PRO電動自行車,如下圖所示,是當初研究開發時的初期產物之一,但也已然在倉庫中閒置多年,決定將其維修並以18VeKits的型態重新復活。

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當除這台SD PRO電動自行車,除了原本的電輔系統之外,研發時還有加裝自主研發的系統上去,以此車台作為研發載體使用,因此這台車上其實有著兩套電輔系統,如下圖所示,裝載了兩套車錶。

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反而多年後,筆者決定將車錶裝置移除,做"減法設計",將許多電輔車具備的功能通通移除,回到自行車最單純的交通功能使用,反璞歸真。除了功能越多故障率越高的缺點之外,其實很多功能華而不實,也許對專業發燒友有作用,但對一般人而言,就是雞肋的存在,反而得額外花一筆購買車錶的費用;車錶故障後也得掏錢更換,不然整台電輔系統無法運作,徒增困擾。因此這次維修後就將車錶完全移除,如下圖所示,圖個清靜簡潔,恢復成最為典型的自行車型態。

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SD PRO的原設計是將電池藏於車管內,如下圖所示;其實這也是筆者不愛現今電輔車外觀美學的原因之一,為了電池加粗車管,與傳統自行車的俐落感背道而馳。此外,藏的越好往往也代表越難取出,這也導致電輔車的另一大風險,消費者不願意將電池取出充電,而是利用延長線將電源拉近電輔車,使用延長線來進行充電工作,這種方式會大幅增加充電時的公安風險引起火災,不可不慎重。

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SD PRO的設計十分符合電輔車的主流模式,電池的取放需要額外的鑰匙,主要也是因為電池的費用是最高的,依筆者過往的經驗,自行車整台的成本約為3000元以下,而馬達與電控等系統的費用落在3000~4000元之間,但電池本身的成本就會高達7000元以上,因此與其說在賣自行車,還不入說是在賣電池。也由於電池的單價最高,所以需要額外的防竊措施,因此都會附上鑰匙鎖。

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由於隱藏式電池的設計,導致電池的取放不容易;且電池的重量已然佔到整車的30%以上,拿取十分費力;再加上還需要額外使用鑰匙操作方可卸下電池,這些種種的不方便性,都使得充電這件事複雜化,大幅增加消費者使用延長線充電的機率,也增加了火災的風險。

由於筆者與電輔車業者打混一段時間之後,就決定將電池的自由選擇權利交給使用者,因此寧願採用選擇更多,且具備改裝與擴充性較高的手工具機電池,也就將SD PRO原廠電池拆除,如下圖所示。

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而與電池相接的另一側,就是藏匿控制器的位置,將螺絲拆開打開蓋子後就可以發現控制器,如下圖所示。這就是大陸電輔系統控制器的標準型態,可以看到裡面有各式不同的接線混雜無秩序的塞在裡面,這種不美觀的樣式,確實也只能找個地方藏起來,不然就是有礙觀瞻。

之所有會如此混亂,其實就是為了提高電輔車的售價,額外添加了其它非必要的功能,包括車燈、方向燈、剎車燈、剎車斷電、車錶、喇叭等等,這些過往並不具備在自行車上的功能,其實也是一種強迫加價的手法,畢竟傳統自行車可沒那麼多花樣。但對筆者而言,最痛苦的就是功能越多,故障率也就越高,即便馬達還能動,車子也還能跑,但車燈一旦不亮故障,就是整組更換,消費者就是得要花整份的錢,反而增加了後續維護成本,因此筆者採用"減法設計",讓控制器僅是單純驅動馬達,若真的有車燈需求,額外購買就好,畢竟傳統自行車也是如此,已然有成熟的產品可以使用,不需要都加掛在電輔系統當中,增添故障風險。

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由於要全面更換18VeKits電輔系統,因此舊有的控制器可以完全移除,如下圖所示,讓自行車恢復原本應有的俐落。

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搞定了電池與控制器的部分,再來就是輪轂馬達;其實本台車的輪轂馬達是好的,但是針對原電池電壓36V使用的,更改為18VeKits電輔系統後,可使用12~48V的電池,而初步會使用18V電池,因此馬達的工作轉速會有差異,需要更換為18V的輪轂馬達。也由於電輔車的車型、重量以及配重設計,都不比傳統自行車,因此傳統自行車的架車維修台無法使用,筆者後來都使用最土炮的方式,直接將自行車顛倒置放,如下圖所示,來進行改裝更換工作。

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將其後輪整組卸下,如下圖所示。過往筆者也傾向於採用後輪轂馬達驅動的方式,但實務上會大幅增加後勤維護的成本,後輪不僅是較為不方便拆裝之外,還有變速器、鍊條等零件要調配,使得施工調教的困難度大幅增加;筆者遇過自行車店不願意協助維修保養電輔車,可能就是因為其複雜程度過高,需要消耗的時間與心力都大量增加,導致師傅的處理意願下降。

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想要更換18V的輪轂馬達,首先需將舊輪轂馬達側蓋上的六顆螺絲鬆脫後取下,如下圖所示。側蓋螺絲最標準版本的是採用六顆螺絲,但筆者也遇過使用三顆螺絲的,但拆開的方式其實大同小異;後續也有各家廠商為了維護自家產品的差異性,產生了旋牙式的側蓋,需要使用特殊工具才能拆開;甚至有看過需要優先拆除幅調才能打開輪轂馬達的設計。倘若遇到無法打開的輪轂馬達,那就只能更換整個輪組,無法採用本文步驟來更換馬達芯。

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確認螺絲都卸下後,朝變速飛輪的方向施力,拉或是推都可以,即可將馬達芯取出,如下圖所示。需注意內部往往還會有軸心墊圈,容易掉落在殼體內,要一併取出來。

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再來需將帶著變速飛輪的側蓋,順著馬達軸心方向,施力分離,如下圖所示;此處沒有其它額外的固定措施,僅需要單純地用力將其分開即可。

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再來準備取出18V輪轂馬達芯,也是依樣畫葫蘆,優先將18V輪轂馬達的側蓋六顆螺絲鬆脫取下,如下圖所示。

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取出18V輪轂馬達芯,同樣也需要將側蓋施力取下,如下圖所示;當然,軸心墊圈也不要有所遺漏。

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此時,將18V輪轂馬達芯塞回已編輪完成的外殼當中,如下圖所示。需注意外殼處鑲埋了一組環形齒輪,與馬達芯上的行星齒輪相對應,若齒輪沒順利咬合則不要硬推,需要反覆對正嘗試,確認齒輪組有對咬後後才將馬達芯推到底。

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此時將輪轂馬達翻轉過來,確認一下推入的軸心端面,是否有突出殼體平面2~3mm,如下圖所示,才能確保安裝後車架不會與輪轂馬達殼體干涉磨到。若是不夠突出或是過頭,則可以調整軸心墊圈的數量,就可以改變軸心端面的深度。

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將原本帶著變速飛輪的側蓋安裝回去,將其貼平殼體,如下圖所示。此時還不鎖螺絲,一手壓緊側蓋,另一手再次施力抽回馬達軸心,兩股力量方向剛好相反,確認馬達芯在內部沒有移動空間。若馬達芯無移動,則將六顆螺絲鎖回去即可。

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但若馬達芯可以上下移動,則需要再次打開側蓋,並於側蓋這一側增加軸心墊圈,如下圖所示,直到馬達芯不會動為止。

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最後將更換好18V輪轂馬達芯的後輪組固定回車架上,如下圖所示,就大功告成了。

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由別於之前的18VeKits電輔系統採用了指壓油門的設計,本次將改以電助力的模式運作,因此需要於自行車的五通處安裝踏頻感測器。首要工作是拆除曲柄,第一步是拆除曲柄固定螺絲,如下圖所示。請注意,踏頻感測器會安裝於大盤的對象側,不要搞錯了方向。

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固定螺絲拆除後,其實就可以取下曲柄;然而大部分的曲柄往往會卡死在五通軸上,故有專用的曲柄卸除工具可以協助,如下圖所示,則可藉由螺絲鎖附的作法,將曲柄緩慢頂出。

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將曲柄完全取下後,還需要注意五通軸承還是有分別的,這是目前主流的五通軸承固定方式,內圈會有類似內環齒輪的造型,如下圖所示;傳統的則是採用外鎖固定的方式,則是圓環搭配兩個平面。

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此時將踏頻感測器拿出對照,可以發現踏頻感測器上有一面也有一齒一齒的造型,就是設計可以直接卡在五通軸上,如下圖所示。這也代表者此款踏頻感測器並不適用於傳統五通軸,建議安裝前可以比對確認。

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核對好造型後,將踏頻感測器卡在五通軸上貼平即可,如下圖所示,並不需要額外的固定方法,僅需要確認壓平,且踏頻感測器無法旋轉,就代表安裝完成;最後在將曲柄重新安裝回去即可。

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在依照18VeKits電輔系統的控制器安裝模式,將控制器及電池座利用快拆夾固定於座椅管上,如下圖所示。由於此為開發樣品機,還有些參數會進行調整,故此刻有一灰色排線外露,未來數值確認號,控制器僅剩一大一小兩個防水街頭,大的與馬達出口線對插連接,小的就是用於踏頻感應器的接頭,灰色排線將會移除,避免類似大陸控制器具備一大堆難以辨識的出口接線。

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則將小接頭與踏頻感測器的出口線對插,接頭上有兩個箭頭指示,將其對準後插置底,如下圖所示,就代表連接完成。

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大的馬達連接線也是有箭頭標示,將其倆倆對準後,用力對插置底部,如下圖所示,就代表控制器與馬達連接完成。

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最終收線整理後,將SD PRO電動自行車改裝為18VeKits電輔系統的工作就完成了,成果如下圖所示,後續僅需要正常踩踏自行車,就可以得到電助力的支援,輕鬆騎乘。

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18VeKits 電輔輪賣場連結:

http://e-rim.com/ekitstw/


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