輪穀馬達 vs 中置馬達
馭車捷報

電輔車心臟大解密:中置電機 vs 輪轂電機到底差在哪?

正準備入手一台電動輔助自行車(E-bike)嗎?當你興沖沖地打開網頁或走進車行,看到規格表上寫著「中置電機」與「輪轂電機」這兩個專業名詞,再看看兩者動輒上千上萬元的價差。賣中置的說中置電機騎乘體驗比較好,賣輪轂的說輪轂電機直接驅動輪子,所以效率比較高。兩邊都在自賣自誇,到底中置電機跟輪轂各有哪些優缺點?就讓本文來為你解惑。

如何分辨中置跟輪轂電機

要談這兩者區別之前,還是先科普一下什麼是中置跟輪轂電機吧!

中置電機就是把馬達裝在踩踏的五通(BB)處,馬達是輔助踩踏出力,通常車架需要針對使用的馬達設計專屬鎖點。

黃色Wandr電動小徑車

輪轂馬達,又常被稱作是花鼓馬達,是把馬達設置在輪軸的花鼓處,馬達直接助推輪子。好處是車架可以維持比較傳統車款的造型,甚至像下圖的公路電動車,小輪轂電機藏到快讓人分辨不出來。

電輔車上的花鼓電機

1. 價格差異

輪轂電機因為結構較為簡單,本身的成本就比較低。車架也不需要特別設計裝置鎖點,甚至拿一般自行車的車架加個貨架放電池,搭配輪轂電機就是一台電輔車。因此成本與售價較為低廉,可以讓低預算的消費者也能輕鬆享受電動帶來的好處,這是輪轂的一大優點。

2. 操控重心與避震性能

中置電機裝在整台車中間的五通位置,當下坡時騎士常常是把身體重心踩在這個位置。把外加的電機重量放在這邊是最不影響操控的,甚至能讓整體重心降低,從而讓車身更為穩定。

而輪轂電機無論安裝在前輪或後輪,都會讓輪組額外增加約 2~4 公斤的重量。這會使避震性能中最關鍵的「簧下重量」成倍上升。當車輪遇到坑洞時,避震系統必須處理更大的慣性負擔,導致反應變慢、回彈不順,對整體避震效果相當不利。

因此,幾乎所有講究操控與避震效能的中高階雙避震登山車,都是搭配中置馬達,例如下面這台法國的Moustache J 的高階通勤車

高階通勤e-bike

3. 爬坡能力與效率

輪轂電機是直接驅動輪子,而中置電機是透過變速等傳動系統才去驅動輪子。有一說是輪轂電機因此效率優於中置電機——這個說法也不能說錯,但這只考慮了「傳動過程」的效率,而忽略了「馬達本身」的效率表現。

典型的馬達效率相對於轉速的關係,不論是中置還是輪轂電機,馬達的特性曲線都有特定的高效率區間。在設計時,工程師會把效率較佳的區域設定在最常用的轉速區間,以獲得比較長的續航里程。

馬達效率對轉速變化圖

在輪轂馬達上,轉速等於輪子的轉動速度,也正比於車行速度。若車速低於最佳效率區間,效率會接近正比下降;反之若超過這個區間,馬達效率則是斷崖式的下降。

這就是為什麼輪轂馬達不擅長於爬陡坡。在爬坡時,馬達被迫在低轉速的低效率區運轉,不僅影響整體續航,馬達浪費掉的能量還會轉變為熱能,導致馬達快速升溫,甚至過熱而觸發保護機制。

相較於輪轂電機的直接傳動,中置馬達的變速就發揮了關鍵作用。當踩踏轉速過低或過高時,我們可以切換到相對應的檔位,讓轉速維持在較佳效率區間,減少廢熱產生並有效提高續航。

A cartoon illustration comparing two cyclists going uphill. A woman on an e-bike with a mid-drive motor rides effortlessly and waves happily, while a man on an e-bike with a rear hub motor struggles, sweats, and pants behind her. Callout bubbles highlight the two different motor types.

  • 提高續航的訣竅:騎乘中置電機時,盡量運用變速去適應地形,讓踩踏維持在 60 至 90 rpm 之間,讓馬達能快樂地工作在最佳效率區。
  • 簡單的比喻:輪轂電機就像你在騎單速車,不管太快或太慢都難騎;而中置電機就像變速車,你可以運用變速讓自己的踩踏轉速與出力更穩定,騎起來更舒服也更有效率。

你可能會疑惑,中置電機透過變速系統難道沒有效率減損嗎?其實在一般最常見的外變速系統,工作效率都在 95% 上下,相較於隨著轉速接近線性降低的馬達效率,中置電機在爬坡時絕對還是相對有效率許多的。

4. 維修與保養

中置電機的傳動需要經過變速系統,鏈條、齒盤與飛輪的受力都比原來純人力時增加許多,因此這些零件的磨耗會較為快速。

輪轂電機的出力是直接推動輪胎,因此沒有變速系統磨耗增加的問題。但相對的,在一些大馬達或是小輪徑的狀況下,鋼絲會特別短,如果遇到鋼絲斷裂的情況,通常不是一般傳統車行能輕易處理的。

除此之外,輪轂電機在需要拆裝輪子時會比較不方便。許多入門的輪轂電機還是使用外六角的方式鎖固,如果在戶外破胎,手邊只有一般內六角便攜工具的話就會非常難處理。

  • 保養與維修總結:中置電機需要花較多心力去保養傳動零件,但在遇到突發狀況的維修上(如拆裝輪組)相對較為容易。

一台灰色的登山車正在調整後變速器

總結

如果你的 E-bike 主要用在日常通勤,路線平坦、單次騎乘距離也不長,那麼輪轂電機會是更容易入手、CP 值也更高的選擇。

但如果你騎的是登山車、路線包含較多爬坡,或是想追求更好的馬達效率與純粹的避震表現,那麼中置電機絕對會為你帶來明顯更佳的騎乘手感與續航能力。

了解這些差異後,相信你在挑選電輔車時,已經能做出最適合自己的選擇──你已經是半個專家了!

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