摘要：在城市交通日益拥堵的今天，寻找一种高效、便捷且环保的出行方式成为许多人的追求。电单车，作为一种融合了传统自行车与现代电动技术的交通工具，正逐渐走进人们的生活，为我们的日常出行带来新的解决方案。
在城市交通日益拥堵的今天，寻找一种高效、便捷且环保的出行方式成为许多人的追求。电单车，作为一种融合了传统自行车与现代电动技术的交通工具，正逐渐走进人们的生活，为我们的日常出行带来新的解决方案。
一、电单车的独特魅力
电单车，从外观上看与传统自行车极为相似，保留了脚踏设计，但其内部却蕴含着先进的科技。它搭载了以力矩传感器为核心的动力系统，配备电机与电池。与常见的电动自行车不同，电单车并非通过转把调节动力，而是依靠力矩传感器感知骑行者踩踏脚踏的力度，从而理解骑行意图，提供恰到好处的动力支持。这种 “人力 + 电力” 的混合驱动模式，使得骑行方式与骑自行车无异，却巧妙地解决了骑行费力的问题。
由于人力的参与，电单车在配备较小容量电池的情况下，也能实现出色的续航表现，一般续航里程可达 50-100 公里，远超普通电动自行车。例如，在一些欧洲国家，山地款电单车备受骑行爱好者青睐。他们可以借助电单车的助力，轻松挑战更远的路程和更高的坡度，享受山林穿越和坡道速降带来的刺激体验，为骑行运动增添了更多乐趣。
二、电单车的发展历程
电单车的起源可以追溯到上世纪 80 年代末 90 年代初的日本。当时，雅马哈推出了世界上第一款电单车，随后松下、三洋、普利司通、本田等企业也纷纷跟进，推出采用同类技术的产品。在日本，电单车被广泛称为 PAS（Power Assist System 动力辅助系统的缩写），并且相关技术规范和法律法规非常完善。日本甚至强制要求电单车采用 “比例助力” 控制系统，即 “人力 + 电力” 同时运行的混合模式或单纯人力骑行，禁止纯电力运行模式，以确保骑行安全与车辆可靠性。
90 年代末，电单车概念传入中国。然而，由于技术和生产工艺的限制，中国企业难以研发出 Power Assist System 动力辅助系统，从日本进口零部件成本又过高，导致整车价格超出主流消费水平。于是，中国企业另辟蹊径，采用各种替代技术，但动力辅助效果欠佳。最终，类似摩托车 “拧把”（油门）结构的设计大获成功，这便是如今常见的 “电摩”。不过，这种设计使得电动自行车逐渐失去了自行车原本的脚踏功能。直到近年来，国内企业如创办于清华大学的轻客通过自主研发打破技术壁垒，推动了电单车在中国的普及。
在自行车文化盛行的欧洲，电单车的发展也经历了不同阶段。早期，部分欧洲人认为电单车是为体力不佳者设计，用户多为 “银发族”。但随着电单车的不断推广，其 “人力 + 电力” 的运行模式所带来的独特骑行体验逐渐被认可，尤其是山地款电单车，受到越来越多热爱骑行运动的欧洲人的追捧。
三、核心技术解析
PAS 动力辅助系统：雅马哈在研发 PAS 时，采用了以力矩传感器为核心的多传感器控制系统。力矩传感器能够精确检测人力输出力矩，进而控制电机输出相应力矩辅助人力。一套优秀的动力辅助系统，其动力输出应与使用者力量需求相匹配，即人力输出大时，动力输出相应提高；人力输出减小时，动力输出也随之减少，实现动力随人力线性变化，达到最佳动力辅助效果，同时合理利用人力与电力。VeloUP! 威履！智慧动力系统：轻客 TSINOVA 开发出的 VeloUP! 威履！智慧动力系统具有创新性。它不仅包含力矩、踏频、速度三重传感器，能自动感知用户骑行意图和车辆状况，使整车输出绵密动力，还在互联网大数据应用方面取得突破。该系统可收集用户骑行数据并进行深度学习，随着用户使用时间增长和用户数量增多，动力辅助将更加智能，能够根据个体用户使用习惯匹配动力，解决了传统动力辅助系统低齿比助力不够线性的难题。主要部件：力矩传感器：作为电单车领域前沿技术之一，是多数高端电单车动力辅助系统理解骑行者意图的核心。双边力矩传感器技术长期被德国 BOSCH 及日本 YAMAHA 等公司垄断，导致搭载此类传感器的车辆售价高昂。轻客自主研发的高精度双边力矩传感器获得多项专利，在测量精度、反应速度、使用寿命等方面表现出色。此外，市场上还存在一些替代传感器，如后轴勾爪传感器、扭簧传感器、转速传感器等，但性能均不及力矩传感器，多应用于低端电单车。整车控制器 VCU：整车控制器犹如系统的 “大脑”，采用汽车级飞思卡尔 ARM Cortex-M0+ 32 位内核处理芯片，能在 2 毫秒内完成对来自力矩、踏频、速度三重传感器数据的计算，并通过高速传输线束通讯，调动动力锂电池、高性能电机及时输出动力。其所采用的局域控制网络 CAN 总线技术，具备大带宽传输、信号大容量高保真、抗干扰性强等特点，还具有高度可拓展性，为车辆功能升级提供可能。电机及控制器：优秀的电单车通常采用 “无刷有齿直流高速电机” 和 FOC 正弦波控制器。高速电机转速高，体积和重量小，输出效率高。电单车电机安装位置主要有中置（安装在自行车五通中轴位置）和轮毂安装两种。高性能无刷有齿高速电机起步平稳，加速迅猛，动力输出柔和无抖动，且散热良好，能保证动力系统长效稳定运行，即使在无电状态下也可正常骑行。电池及电池管理系统：电单车诞生初期，雅马哈曾使用铅酸电池，后改进为镍镉电池。随着锂电池技术发展，如今中高端电单车大多采用锂电池。国内电单车品牌研发的高效电池管理系统（BMS），配备松下动力锂电池，可实现高效均衡放电，并提供高温预警、电流保护、防止过充过放等安全保障。近年来，为提升电单车使用体验和安全性可靠性，更多汽车技术和电子信息技术被应用其中，如后方盲区提醒、ABS 碟刹、正时皮带传动、CAN 总线等技术。
四、国内外市场发展现状
在国外，德国博世、日本雅马哈与松下等企业率先推出电单车，并长期垄断核心技术。在日本，电单车经过 20 多年发展已成为较为普及的两轮代步工具。在欧洲市场，电单车近年来发展势头迅猛，2015 年荷兰电单车销售量飙升 24%，德国销量增长 11.5%，产量更是增长 37%。面对传统自行车销量下滑的趋势，电单车的崛起备受期待，相关企业纷纷加大布局力度。
在中国，随着经济发展、消费能力提升以及自主技术进步，电单车市场前景广阔。尽管目前电动自行车市场中 “电摩” 类产品占据较大份额，但电单车凭借其独特优势正逐渐获得消费者关注。一些城市已开始积极推广电单车，如杭州市余杭区对共享电单车进行升级置换，采用 “以换代充” 模式，提升骑行体验的同时保障安全；北京市也在经济技术开发区部分区域开展共享电单车试点，取得了良好成效。
五、共享电单车的兴起与挑战
共享电单车作为共享经济的一部分，在国内多个城市迅速发展。它有效拓展了公共交通服务半径，满足了市民 3 至 10 公里中短途出行需求，成为城市公共交通的重要补充。据中国城市公共交通协会初步统计，截至目前，全国投放运营共享电单车的城市已超 300 个，投放数量超 1500 万辆。
然而，共享电单车在发展过程中也面临诸多问题。一方面，部分城市存在违规投放现象，如广州市中心外围区域出现未上牌私自投放的共享电单车；另一方面，乱停乱放、乱收费、不予退款等问题也时有发生，影响城市秩序和用户体验。为解决这些问题，各地政府积极出台管理措施，如昆明市对入市车辆严格上牌，南宁市由多部门联动对企业进行日常考核等。同时，企业也在不断改进运营管理，如哈啰出行建立换电柜进行集中充电，并运用智能管理网络监控车辆状态；南宁滴滴青桔电单车通过运维人员网格化巡护，保障车辆停放秩序和使用需求。
六、安全与规范使用
无论是个人拥有的电单车还是共享电单车，安全使用都至关重要。对于电动自行车（包括电单车），国家有明确的安全技术规范，如最高设计车速不超过 25km/h，整车质量小于或等于 55kg，蓄电池标称电压小于或等于 48V 等。消费者在选购电动自行车时，应选择正规渠道，购买有厂名厂址、合格证、CCC 认证标识的产品，并保留好相关凭证。
在使用过程中，要严格遵守交通规则，电动自行车属于非机动车，驾驶人无需驾驶证，但不得有驾驶非法改装、拼装车辆，超速行驶、逆向行驶、闯红灯、驶入机动车道等违规行为。同时，注意车辆充电安全，避免在建筑物内共用通道、楼梯间、安全出口等公共区域停放或充电，防止火灾事故发生。对于共享电单车，用户还应爱护车辆，按照规定停放，共同维护良好的出行环境。
电单车以其独特的设计、先进的技术和环保便捷的特点，为我们的出行带来了新的选择。随着技术的不断进步和市场的逐步规范，相信电单车将在未来城市交通中发挥更加重要的作用，为人们的出行带来更多便利与乐趣，同时也为构建绿色、高效的城市交通体系贡献力量。无论是作为日常通勤工具，还是休闲骑行伙伴，电单车都值得我们去了解和尝试。
来源：射手座观测员
