机动自行车你爱的双模和Ansys仿真万博

Bimotal Elevate是一款可拆卸、轻便的电动自行车马达，安装在自行车的盘式制动器上。

你所有的山地自行车朋友都在买电动自行车，即使你也在考虑加入他们，但你有一个问题:你太喜欢你现在的自行车了，不想把它换掉。你的自行车有合适的重量和感觉，你们一起经历了很多。现有的电动自行车或改装套件都没有完美的功能组合。

幸运的是，Bimotal的Elevate便携式电机组件将很快上市。设计使用万博Ansys Motor-CAD仿真软件获得的一部分万博Ansys启动程序Elevate是一款轻便的设备，可以在几秒钟内安装，只需使用您当前自行车后轮制动转子上的一个快速连接凸轮杆。车把上的油门控制装置可以让你决定什么时候打开马达，让动力快速爆发，帮助你爬上前面的山。而且，如果你正在准备一个多岩石的下坡跑，想要减少非弹簧的重量，你可以很容易地断开它，把它放在你的背包里。

Toby Ricco, bimortal创始人兼首席执行官

Elevate是Bimotal创始人兼首席执行官托比·里科(Toby Ricco)和“马达专家”(这是他的官方头衔)查德·弗雷(Chad Furey)的创意，后者是一名专注于马达设计的电气工程师，几年前曾在特斯拉合作过。同样是Ricco和Furey的前同事Jason Roesslein和Matt Rounds于2020年夏天加入了该团队。2018年，里科在一次滑雪事故中摔伤了膝盖，他担心自己可能无法再享受山地自行车的乐趣，因为他的膝盖缺乏推上山的力量。

里科说:“我开始寻找全电动自行车和电动自行车改装系统，发现两者都非常笨重、昂贵和笨重。”“我想要一种方法，把一个马达放在自行车上，它非常轻，而且我可以上下。所以这个系统和公司就这样诞生了。”

寻找更好的电动自行车方式

膝盖需要很长时间才能痊愈，这给了Ricco以一种新的方式看待电动自行车设计的空间。

里科说:“每天晚上下班后，我带着受伤的膝盖盯着我的自行车看一个小时。“我想，‘一定有更好的办法。’这种情况持续了好几个月，我一直在找。”

作为参考，典型的中驱电动自行车的电机位于曲轴前的底部支架上，也就是踏板所在的位置。对于大多数速度(任何高于5英里或8英里每小时的速度)，电机的齿轮下降到用户踩踏板的节奏，然后通过自行车链条和安装在后轮轮毂上的齿轮向上齿轮。因此，电机以较低的总电机与车轮齿轮比运行，这需要更多的电机扭矩，并且在相同的功率下固有的效率较低或较重。其他常见的电动自行车是由轮毂电机驱动的，它将扭矩直接传递到车轮上，通常有限制或没有齿轮减速，这再次导致在给定的扭矩和车轮效率下，电机更重。

Bimotal公司表示，Elevate的电机和电池可以在20秒内拆卸。

“我一直在想，‘我怎样才能给车轮带来扭矩?’”里科说。“最终我意识到:刹车需要很大的扭矩。当时电动自行车领域还不存在驱动车轮的电动变速箱，尽管每辆电动汽车都是这么做的。”

在确定了基本理念后，挑战在于如何简化它。在Ricco的想法中，它必须是这么简单:将Elevate电机固定在制动柱支架上，然后开始骑行。

通过模拟实现电动自行车的想法

随着Elevate马达的想法确立，Bimotal于2019年7月成立了公司，真正的工作开始了。Ricco致力于电机底座设计、快速连接系统和通过自行车制动转子驱动的传动装置，而Furey则忙于模拟电池驱动电机的各个方面，以使Elevate系统最轻、最安静、最高效，并具有尽可能高的功率密度。

Bimotal使用motor - cad中的热模型来了解电机在各种操作条件下的温升。

作为一家资金很少的初创公司，设计和工程必须尽可能地节省成本。“当你开始环顾仿真软件，问Ansys是否为创业公司提供更好的交易时，你很快就会了解Ansys创业计划，”Furey说。万博“我们很高兴能够以如此低的价格使用Ansys软件。”万博

很快，Furey使用了他自己的，完善的过程，使用MATLAB和他编写的自定义脚本，一次自动评估数万到100,000个设计，然后使用Ansys Motor-CAD对最佳候选进行评估。万博这么多的型号很快就堆起来了，只是对设计做了一些调整。

“我想确定磁铁应该这么大还是这么大，转子应该这么大还是这么大?”弗瑞说。“你有10个磁铁变化，10个转子变化和10个热变化，很快你就有1000个迭代。所以在电机设计中，有100个参数需要调整，迭代次数就会激增。”

使用这种强力方法，Furey可以快速评估所有这些组合的基本可行性，然后使用Motor-CAD仔细研究10或15个最可行的候选。

“我完善了优秀的候选人，并使用Motor-CAD来确保一切都很顺利，”Furey说。

他在motor - cad中使用热模型，很好地感受了电机在各种运行条件下的温升。该软件生成效率图，可以帮助他确定驱动轮廓和电机设计中关键点的损失。电机cad也有助于决定使用表面永磁体或内部永磁体。

“在Motor-CAD中，这些都是非常简单的事情，”Furey说。“我可以进行实验，看看‘嘿，我能把扭矩密度提高吗?’”

优化系统

Ricco设计了一种最小的凸轮杠杆连接器系统，具有1000牛顿的夹紧力，以确保Elevate包在粗糙的骑行中保持在自行车上。你可以看到连接电机是多么容易在这里．

最后，尽管Elevate马达是一个可以单手握住的小系统，但还是有很多工程要做。“这是一个整个系统优化的挑战，”Ricco说。“我们到底想要多少权力?”一辆自行车需要多少钱?然后，基本上，我们需要多少热量来排斥或者我们可以排斥?我们能把散热器做多小?我们能把马达做得多小，同时还能有这么强大的系统?”

Motor-CAD在回答所有这些问题和更多问题时发挥了作用。由此产生的Elevate电机仅重2磅，可产生高达750瓦的功率。在Ansys仿真的帮助下，他们忠实万博于自己的座右铭，帮助人们“继续骑你喜欢的自行车”。Bimotal将于2021年第二季度开始交付Elevate，之后他们将专注于微型电动动力总成设计自行车、滑板车和其他形式的最后一英里交通工具。

Ricco表示:“我们的使命是减少无车出行的障碍，我们正在成为汽车、变速箱、电池和电子产品专家。”在Ansys工具的帮助下，电机和变速箱的优化速度更快、效率更高。”万博

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