電動自転車モーターの説明: ボッシュ、シマノ、その他のシステムの比較

Shimano Steps で Bosch をご存知ですか? あなたのヤハマからのファズアは？

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ポール・ノーマン著

公開日: 2022 年 11 月 1 日午後 12 時

電動自転車はモーターとバッテリーがなければ電動自転車とは言えません。

さまざまなブランドからさまざまなモーター システムが発売されており、そのすべてが電動自転車に乗るメリットを享受するのに役立ちます。

Bosch や Shimano など、市場を独占する有名な電動自転車モーター ブランドがいくつかありますが、牽引力と市場シェアを獲得している小規模な新興ブランドも多数あります。

多くの自転車メーカーは、自社製品のさまざまなブランドのモーターを組み合わせて使用​​しています。 たとえば、キャニオンは、自転車の要求に応じて、電動自転車のラインナップにシマノ ステップス、ボッシュ、ファズアのモーターを使用しています。

各モーターは、その性能特性と、各電動自転車モデルの使用目的にどれだけ適合するかによって選択される傾向があります。

eMTB で使用される最も一般的なシステムについて詳しく知るには、最高の電動マウンテン バイク モーターのテストをお読みください。

その前に、電動自転車とは何ですか? という質問に答える詳細な初心者ガイドを確認してください。

ほとんどの電動自転車は、3 つの異なる位置のいずれかにモーターを搭載しています。

フロントハブモーターは、電動ハイブリッド自転車や電動折りたたみ自転車など、通勤用に設計された電動自転車の専有物となる傾向があります。 安価な電動自転車にもよくある機能です。

多くの電動バイク変換キットもフロントハブモーターを使用しています。

ミッドマウントモーターは、通常ボトムブラケットが配置される領域に設置されます。

ミッドマウントモーターは、あらゆる種類の電動自転車に使用されています。 重量が中央で低い位置にあるため、電動マウンテンバイクに特に適しています。

リアハブモーターは通常、ハイブリッド車や最高級の電動ロードバイクに搭載されています。

リアハブモーターは非常に洗練された外観をしており、一見しただけでは、取り付けられている自転車が電動自転車であることがわかりにくいことがよくあります。

一方、バッテリーはダウンチューブの上部またはシートチューブの前部に沿って取り付けられる場合があります。

ダウンチューブに内蔵されたバッテリーは、取り外し可能または所定の位置に固定できる内蔵バッテリーも、特にマウンテンバイクで人気のオプションです。

一部のシティハイブリッド車では、バッテリーが荷物棚の下に取り付けられていることがよくあります。

取り外し可能なバッテリーには、室内に持ち込んで充電できるという利点がありますが、そうでない場合は自転車の近くにコンセントが必要になります。 一方、取り外しできないバッテリーは、見た目がすっきりし、保護が強化され、盗難の可能性が低くなります。

電動自転車のモーター出力は通常、ワット単位で測定されます。

ほとんどの国の電動自転車法では、モーターの連続出力を 250 ワットに制限する必要があると定められています。 ほとんどのモーターは許容最大電力 250 ワットを超えて出力でき、短時間でかなり高いピーク電力を提供します。

モーターの最大トルクは、より重要な性能数値です。 モーターが供給できる最大トルクも、モーター システムによって大きく異なります。

ニュートン メートル (Nm) で表され、モーターが発する回転力を測定します。

電動マウンテンバイクでは、障害物を素早く乗り越えたり、急な勾配を上ったりするために、十分なトルクを確保することが重要な状況に遭遇することがあります。

最高の電動マウンテンバイクには通常、より高いトルク出力を備えたハイスペックなモーターシステムが搭載されており、電動カーゴバイクにも同じことが当てはまります。

電動グラベルバイクやロードバイクはそれほど力強さを必要としない場合があります。また、メーカーはより自然な乗り心地を提供するために、より強力でないモーターを仕様することを選択する場合があります。

電動自転車のモーター システムには通常、別のコントローラーが付属しているため、必要なアシスト レベルを設定できます。 通常、アシスト レベルは 3 ～ 5 段階あり、パワーが増加するだけでなく、電動自転車で健康を維持したい場合に役立つ、アシストなしでペダルを踏むオプションも提供されます。

ご想像のとおり、ダイヤルインするアシストが少ないほど、電動自転車のバッテリーはより長く持続します。 丘などの障害物にぶつかったときや、ライディングの停止/開始時にダイヤルを上げ、地形が楽になったら再びダイヤルを下げることをお勧めします。

一部のシステムには、「ブースト」または「ターボ」モードと呼ばれるオプションがあります。 これにより、250 ワットを超える追加のパワーが得られ、素早いスタートや急な登りに役立ちます。

コントローラーは通常、自転車のハンドルバーに設置されていますが、トップチューブに設置されているものもあります。 デザインは、ナビゲーションを含む多くの統計情報を画面に表示するものから、シンプルな 1 つのボタンと LED でバッテリーとアシスト レベルを表示するものまでさまざまです。

ほとんどの電動自転車モーター システムにはアプリが付属しており、これを使用してステータスやバッテリー寿命を監視できます。

各レベルで得られるアシスト量などの設定を変更できるものや、スマートフォンを電動自転車のコントローラーとして使用するものもあります。 多くのアプリでは、ナビゲーション、乗車統計、その他のデータも提供します。

ミッドドライブモーター配置を使用する主な電気モーターブランドは、Bosch、Shimano Steps、および Fazua です。 これは、Giant や Specialized など、独自のモーター システムを製造する他のブランドが選択するオプションです。

ボッシュには、ミッドドライブモーターユニットの 6 つの異なるバリエーションがあり、その中にはハブギアとディレイラーギアのバリエーションもあります。

ほとんどは時速 25 キロ (英国、EU、オーストラリアにおける電動アシストの法定制限) に制限されています。 Performance Line Speed モーターは、高速電動自転車で使用する場合、時速 45 キロに制限されています。

いずれも 4 つのレベルのアシストを提供し、最大トルクはアクティブ ライン ユニットの 40Nm からパフォーマンス ライン CX の 85Nm までの範囲です。 モーター重量は2.9kg～3.2kgです。

Performance Line CX モーターは、多くのトルクを必要とする電動マウンテン バイクや電動グラベル バイクに搭載されているのをよく目にします。 Bosch Active Line モーターは、電動ハイブリッド バイクでよく見られます。

ボッシュは、Performance Line CX モーター、Flow アプリ、リモコン、Kiox 300 ヘッドユニット、および最大 725Wh 容量のバッテリーをスマート システムと呼ぶものにパッケージ化しました。 これは、常習的にいじくり回す人に可能な限り最高レベルのカスタマイズを提供するように設計されています。

ボッシュの PowerPack バッテリーは、バイクのダウンチューブの上またはリアラックの下に取り付けられるように設計されています。 Bosch PowerTube バッテリーはフレーム内に収納されています。 場合によっては、航続距離を延ばすために 2 番目のバッテリーを追加するオプションもあります。

6 つのコントローラー オプションは、バイクのハンドルバーに取り付けるか、システム コントローラーの場合はトップ チューブに統合され、LED ディスプレイが組み込まれるように設計されています。 3 つのアプリを使用すると、スマートフォンを使用してモーターを制御および監視できます。

Cannondale、Canyon、Cube など、さまざまなブランドの電動自転車に取り付けられた Bosch モーターを見つけることができます。

シマノは、ステップモーターシステムをアーバンライダーとeMTBライダーにターゲットにしていますが、現在はそのサポートをeロードバイクとeグラベルバイクにも拡大し、Di2電子グループセットシフターとの統合を提供しています。

モーターは5種類ご用意しております。 マウンテンバイク向けの E7000 と最新の EP6 および EP8 モデルには、60Nm または 85Nm のトルクと最大 630Wh の大容量バッテリーが搭載されています。 これはダウンチューブの外側またはフレーム内に取り付けることができます。

EP801 モーター (一般的に EP8 として知られる) は、Shimano のオリジナル EP8000 モーターを置き換えました。 これは、ボッシュの最高出力パフォーマンスライン CX の 85Nm トルク出力に匹敵し、同時に他の MTB 向けステップモーターよりも重量を軽減しています。

人間工学を改善するために、Q ファクター (ペダル間の距離) も狭くなりました。 最大射程も 20% 向上しました。

シマノによれば、新しい EP6 モーターは EP8 の出力をより手頃なパッケージで提供するという。 若干重いですが。 EP6 と EP8 モーターはどちらも、電子グループセットと組み合わせた場合の自動シフトや、ペダルを踏まずにシフトを可能にするシステムなどの機能を提供します。

一方、E6100モーターはハイブリッド電動自転車を対象としています。 重量は 2.8kg で、トルクは 60Nm で、Di2 グループセットと組み合わせると自動ギアシフトが可能です。 MTB ユニットと同様に、418Wh ～ 630Wh の容量のバッテリーで駆動できます。 これらはパニアラック、または外部または内部のフレーム取り付けに取り付けることができます。

EP8 カーゴ、EP6 カーゴ、および E6100 カーゴは、名前が示すように、カーゴ バイクで使用するために設計されています。 これらは、標準ユニットと比較して、低速から高いトルクを提供します。

シマノは、電動カーゴバイクでの使用に向けて、最大 1,000Wh 以上の高容量を実現するサードパーティ製バッテリーとの接続を提供しています。

最後に、トルクが低い E5000 モーターは、電動ハイブリッド バイクで使用するように設計されています。

Fazua は現在 3 種類のモーターを提供しています。 このドイツのブランドのキットは、ピナレロ、ルック、トレックなどの多くの一流電動自転車で使用されています。

軽量、内部配置、小型であるため、電動ロードバイクとして人気があります。 Fazua システムのプログレッシブ アシストは、アシストなしのロード バイクに乗っている感覚を再現するとよく言われます。 一部のハイブリッドバイクや電動マウンテンバイクにも搭載されています。

モーターはダウンチューブの下端にあり、バッテリーはチューブのさらに上に収納されています。 どちらもオリジナルの Evation と Ride 50 では単一のユニットとして取り外し可能であるため、電動自転車をアシストなしの自転車のように乗ることができる可能性もあります。

モーターは、両側のトルクとケイデンス測定を提供する独自のボトムブラケットを介して電力を供給します。

Fazua は、バーマウント型コントローラーとトップチューブ一体型コントローラーの両方を提供しています。 ブーストボタンもあり、押している間ユニットを450ワットに達させることができます。

Fazua の最新モーターは Ride 60 です。これは、重量 2.3kg の 432Wh バッテリーと組み合わせた重量 1.96kg のモーターから 60Nm のトルクを提供します。

Evation and Ride 50 とは異なり、ボトムブラケットとモーターユニットは単一の部品であるため、モーターを取り外すオプションはありません。

Fazua Ride 50 のトルクは 58Nm で、モーターの重量は 1.8kg です。 252Whのバッテリーを搭載しており、重量は1.4kgです。 トレイルとストリートの 2 つのバージョンがあり、これら 2 つの環境のさまざまなニーズに合わせて調整されています。

最後に、オリジナルの Fazua Evation モーターとバッテリーがあり、トルクは 55Nm で、モーター、バッテリー、ドライブ パックの重量は 4.6kg です。 これらは同じフォームファクターを持ちながら出力特性が改善されているため、時間の経過とともにこれが Fazua の新しいユニットに置き換えられる可能性があります。

ヤマハは 5 つの異なるモーター システムを製造しており、そのモーターの主要ユーザーは Giant と Haibike です (ただし、Giant はモーターを自社ブランドに変更しています)。

トルク出力の範囲は、eMTB 向けの PW-X3 モーターの 85Nm から、PWseries CE の 50Nm までです。

最大出力 500 ワットを提供し、時速 45 キロの PW-X2 もあります。

ヤマハの電動自転車モーターは、400Wh ～ 600Wh の容量を持つさまざまなバッテリーと組み合わせられています。 これらは内部または外部に取り付けることができます。

バーマウントディスプレイを備えたコントローラーオプションは 3 つあり、そのうち 2 つは別個のバーマウントリモコンを備えています。 これは、乗車時に使いやすいようにハンドルバーグリップの近くに配置できます。

Specialized は電動自転車に自社ブランドのモーターを使用しています。 モーターはドイツのブランドBrose製です。 2 種類の味があります。

Specialized '4x You' 電動自転車には、より強力なモーターが使用されています。

軽量で出力の低いモーターは、ターボ SL 電動自転車に使用されており、スペシャライズドでは、提供される支援レベルの低さを反映して 2x You と呼んでいます。

軽量の SL 1,2 モーターは 35Nm のトルク出力を持ち、320Wh のバッテリーを搭載しています。

Specializes によれば、最新世代の高耐久 2.2 モーターは、前世代のものより 15% 小さく、11% 軽量になっています。 565Wのピークパワー（連続定格250W）と90Nmのピークトルクを発揮します。 スペシャライズドは、最大トルク 70Nm の Turbo Tero アーバン/マウンテン バイクなど、一部の電動自転車でわずかに強力ではない 2.0 モーターを使用しています。

より強力なモデルには、500Wh ～ 710Wh のバッテリーが搭載されています。 見積もられた航続距離は、ハイブリッドバイクとロードバイクで約 130km、eMTB で約 5 時間です。 スペシャライズドによると、同社の電動ロードバイクの航続距離は、ボトルケージ内に収まるレンジエクステンダーを使用することで最大195km以上延長できるという。

Specialized には独自のディスプレイもあり、ブランドの Mission Control スマートフォン アプリを介して微調整できる Bluetooth および ANT+ 接続も備えています。

TQ は電動自転車モーター ゲームへの新規参入者です。 その背景はロボット工学と航空宇宙です。

このモーター システムは、Trek Fuel EXe トレイル マウンテン バイクでデビューしました。 これにDomane+ SLRとALロードバイクが続きました。 BMC の Fourストローク AMP LT でも使用されています。

TQ HPR50 モーターは、一般的な多段ギアやベルトではなく、ワンステップのダイレクトドライブ減速システムを使用します。 TQ によれば、これによりモーターが軽量かつ静かになり、磨耗が少なくなります。

TQ では、モーター重量は 1,850g、ボトムブラケット幅は 135mm と狭いと見積もっています。 最大出力は300W、最大トルクは50Nm。 重量 1,950g の 360Wh バッテリーを搭載し、システムの総重量は 3.9kg です。

TQ にはトップチューブに統合されたコントロールパネルがあり、ハンドルバーに取り付けられた小さなボタンを介して 3 つのアシストレベルから選択します。 いつものように、スマートフォン アプリがあるほか、トレック独自の Trek Central アプリを使用して電動自転車を制御することもできます。

リアハブにモーターを配置することは、eMTB に乗る場合と比べて体重を移動する必要があまりないロードバイクやハイブリッドバイクではうまく機能します。

ライダーの体重の多くが後輪にかかるため、トラクションが十分にかかります。 モーターの電力がドライブトレインを経由しないため、余分な磨耗も発生せず、モーターのトルクに対処するためにドライブトレインを強化する必要もありません。

一部のミッドマウントモーターの Q ファクターは非常に広い場合があるため (モーターメーカーは Q ファクターを通常の自転車の基準に下げるよう取り組んでいますが)、ドライブトレインのアライメントやライダーのフィット感も問題になる可能性があります。 モーターをハブ内に配置すると、標準のクランクセットで動作するため、この問題が回避されます。

Mahle ebikemotion システムには、ダウンチューブ内の内蔵バッテリーによって駆動されるリアハブ モーターが搭載されています。

Mahle には現在、オリジナルの X35 とより新しくコンパクトな X20 の 2 つの eikemotion リアハブ モーターがあります。

オリジナルの X35 モーターの出力は 40Nm ですが、新しい X20 はそれを 55Nm に引き上げます。 どちらのシステムも約 250Wh のバッテリーを搭載していますが、X20 には 350Wh のオプションもあります。

X20 のシステム総重量は 3.2kg であると言われています。 X35 の公称重量は 3.5kg です。 この軽量さは、市場で最も軽量な電動自転車の一部に搭載されているものと考えられます。

コンパクトなサイズにより、通常のペダル式自転車とそれほど変わらない自転車のプロファイルが得られます。 ボトルケージバッテリーを追加して航続距離を2倍にするオプションもあります。

Orbea、Wilier、Colnago、Ribble など、ロードバイクに Mahle ebikemotion リアハブ モーターを使用している自転車ブランドは数多くあります。 また、Cannondale Quick Neo、Lapierre E-Sensium、Wilier Urta ハイブリッド マウンテン バイクなどのハイブリッドにも使用されています。

同ブランドの iWoc コントローラー オプションには、トップ チューブに取り付けられた薄型ボタンやバーに取り付けられたユニットが含まれます。 BLE および ANT+ 接続と、モーターを調整できるアプリがあり、心拍数に基づいて出力を制御するオプションもあります。

ポールはほぼ 10 年にわたり、自転車テクノロジーについて執筆し、サイクリングに関するあらゆることをレビューしてきました。 彼は Cycling Weekly に 5 年間勤務し、CyclingNews、Cyclist、BikePerfect などのタイトルでも執筆しており、BikeRadar にも定期的に寄稿しています。 技術面では、リム幅から最新のサイクルコンピューターまであらゆるものをカバーしています。 彼は、Cycling Weekly で最初の電動バイクのいくつかをレビューし、それらが今日の洗練されたマシンに発展する様子を取材し、電動に関するすべての専門家になる途中です。 ポールはグラベルが発明される前から夢中で、シクロクロスバイクでサウスダウンズを越えたり、チルターンの泥だらけの道を走ったりしていた。 彼はクロスカントリーマウンテンバイクにも手を出しました。 彼が最も誇りに思っているのは、クロッサーでサウス ダウンズ ウェイを完走したことと、ロードバイクでモンテ グラッパに登るという長年の野望を達成したことです。

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