问题

京东上某众筹电动自行车厂商宣称,以 25 km 时速纯人力骑行2小时能把电池充满,请问理论上能实现吗?

回答
这真是一个很有意思的问题,也是不少消费者在看到这种宣传语时会产生的疑问。咱们仔细分析一下,看看这到底是不是“忽悠”。

首先,我们要明白电动自行车电池充电的原理。电池充电的过程,本质上是将电能转化为化学能储存起来。而这个过程中,无论是通过外部充电器还是通过骑行中的动能回收,都需要能量的输入。

京东上这家厂商宣称的“25 km 时速纯人力骑行2小时能把电池充满”,我们可以拆解一下其中的关键信息:

25 km/h 的速度: 这属于一个中等偏快的骑行速度,对于大多数日常骑行者来说,25 km/h 的速度需要一定的体能和技术才能持续维持。
纯人力骑行: 这意味着在骑行过程中,除了骑行者自身的体能输出,电动助力系统是不工作的,甚至可能是在“蓄力”状态。
2小时: 这是能量输入的持续时间。
充满电池: 这是能量输出的目标。

现在,我们就要考虑几个核心的能量转换效率问题了。

第一,人体的能量输出效率。 人体骑行时,消耗的卡路里最终转化为驱动自行车前进的动能,以及克服空气阻力、摩擦阻力等。这个过程的能量转换效率并不是百分之百。大部分能量会以热量的形式散失,比如人体散发的热量。一个健康成年人持续骑行2小时,能够输出多少瓦的功率?这取决于个体的体能水平,但即使是训练有素的骑行者,持续输出200300瓦的功率已经是相当不错的表现了。而对于普通消费者来说,100150瓦的持续输出可能更现实。

第二,动能回收系统的效率。 即使是“人力骑行”,如果车辆真的有动能回收系统(比如刹车时的能量回收),那么这个能量回收系统的效率是关键。动能回收是将骑行过程中产生的动能(或者说惯性)转化为电能并储存进电池。这个过程同样存在损耗,包括电机效率、逆变器效率、以及能量传输到电池过程中的损耗。一般来说,一个比较高效的动能回收系统,其能量回收效率可能在 50% 70% 之间,甚至更低。这意味着,即便你把自行车蹬得飞快,能回收到的能量也只有你输出能量的一小部分。

第三,电池的容量和充电效率。 电动自行车的电池容量大小不一,常见的可能在 300Wh 到 500Wh 之间。而充满电池所需的能量,除了电池本身的能量储存,还需要考虑充电过程中的损耗。

我们来做一个粗略的计算。假设一个体重70公斤的骑行者,以25 km/h 的速度骑行,忽略路况和风阻,仅考虑克服空气阻力和滚动阻力。为了维持25 km/h 的速度,大约需要 150200 瓦的功率输出(这已经是一个比较有挑战性的持续功率了)。

如果一个骑行者能够持续输出 150 瓦的功率,骑行2小时,总共输出的能量是:
150 瓦 2 小时 = 300 瓦时 (Wh)。

理论上,如果这300Wh 的能量能够100%地通过一个效率为100%的动能回收系统,并以100%的效率充入电池,那么它确实可以充满一个300Wh 的电池。

但是,现实情况是:

1. 人体输出功率的持续性: 25 km/h 的速度持续骑行2小时,对于普通人来说是相当困难的,需要很强的体能。很多人可能在半小时后就难以维持这个速度,功率输出会下降。
2. 动能回收系统的效率: 如前所述,动能回收系统并非100%高效。即使是最好的系统,能量损失也是存在的。
3. “纯人力骑行”的定义: 如果这里的“纯人力骑行”指的是在骑行过程中,电动助力系统完全不工作,但车辆本身却能够通过某种方式(例如,在下坡时利用重力产生动能),那又是另一个概念了。但从厂商的宣传语来看,更可能是指用户自己踩踏,并通过某种机制(通常是动能回收)给电池充电。
4. 电池充电效率: 充电过程本身也有能量损耗,特别是在快充或者接近充满时,效率会略有下降。

所以,理论上能否实现?

如果这辆电动自行车配备了极其高效的动能回收系统,并且电池容量正好是300Wh,而骑行者是一位能持续稳定输出150W功率的“超级赛亚人”,那么在理想的、无任何阻碍的条件下,或许勉强能做到。

但从现实角度来看, 这是一个非常、非常、非常乐观的宣称,甚至可以说 在绝大多数实际使用场景下,这种宣传是有很大水分的,甚至难以实现。

为什么这么说?

人体能量输出的实际水平: 大多数普通人在25 km/h 的速度下,持续2小时输出的平均功率可能远低于150W,更别说将这部分能量有效回收了。
动能回收并非万能: 动能回收主要是在减速或下坡时才能发挥作用。在平坦路面上,如果只是匀速骑行,能够回收的能量非常有限,甚至可以忽略不计。很多动能回收系统更像是“刹车助力”,而不是一个能独立产生大量能量的装置。
电池容量的考量: 如果电池容量远大于300Wh,那么想靠2小时人力骑行充满,就更不可能了。

总结来说, 这种宣传更像是一种营销噱头,意在突出车辆的某种“智能”或“节能”特性。它忽略了人体体能的个体差异、动能回收系统的效率限制以及实际骑行环境的复杂性。如果说的是那种“踩下去能感觉到阻力,并感觉有微弱的能量反馈”的动能回收,那2小时充满25 km/h 的电池,是相当不现实的。更常见的情况是,这种宣传可能是在理想化条件下,将人体骑行输出的能量,加上车辆本身的动能回收,再打个非常高的折扣来计算的。

所以,在看到这样的宣传时,大家更需要擦亮眼睛,理性看待,它更像是一个“亮点”,而不是一个“保证”。

网友意见

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能,他没有告诉你骑到25需要多少功率

认真你就输了

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