この電動バイクの重量配分と重心は、同等の ICE バイクと比較してどうですか?

電動バイク 一般的には 重心 (CoG) は低くなりますが、総重量は高くなります 同等のICEバイクと比較。バッテリー パック — 最も重い単一コンポーネントであり、多くの場合、 オートバイの総質量の 30 ～ 40% — フレームの低い位置、スイングアーム ピボットの近くに取り付けられています。これにより、質量は、より高く前方に位置する内燃機関のシリンダーや燃料タンクよりも地面に近い位置に再配置されます。その結果、目に見えて異なるハンドリング特性が得られます。低速およびゆっくりとした操作でより安定しますが、ICE マシンから移行するライダーが理解する必要がある限界における独特のトレードオフがあります。

これはわずかな違いではありません。ヤマハ MT-07 (ウェット重量 193kg) のような中型の ICE スポーツバイクでは、エンジンはフレームのほぼ中央の高さに設置され、燃料タンクは上部中央スパインを占めます。 ゼロSR/F (220kg) では、バッテリー パックが低いアルミニウム フレーム内に収まり、CoG が推定で減少します。 40～60mm 同等のICEネイキッドバイクと比較してください。このギャップは、モーターサイクルの感触、操縦、ライダーの入力への反応に目に見える影響を与えます。

バッテリーの配置が CoG のすべてを決定する理由

ICE モーターサイクルでは、最も重いコンポーネントであるエンジン ブロック、トランスミッション、燃料が、地面から約 400 ～ 700 mm の垂直範囲に分散されています。エンジンは中央に高く配置され、燃料タンクはさらに高く、排気システムは下側に沿って配置されています。これにより、やや背が高く前方に偏った質量分布が形成され、エンジニアはフレームの形状とサスペンションの調整を通じてこれを管理します。

電動バイクは、このアーキテクチャの多くを逆転させます。モーターはコンパクトで、通常はスイングアーム近くの低い位置に取り付けられます。 エネルジカ・エゴ のような高性能電動バイクのバッテリー パックの重量は約 単体で110kg 、フレームの背骨と下部セクションを占めます。以前は、はるかに軽量な燃料タンクと狭いエンジンケースが占めていた位置です。バッテリー密度の要件により、設計者は構造的に実現可能な最低点でパックの体積を最大化するよう求められるため、CoG の削減は多くの場合、意図的なチューニングの選択ではなく、レイアウトの固有の副産物です。

一部のメーカーは、角柱セルまたはパウチセルをフレーム内で水平に配向させて、CoG をさらに低くすることでさらに進んでいます。たとえば、ハーレーダビッドソン LiveWire は、パック自体がシャーシの一部を形成する構造的なバッテリー設計を採用しています。これは、最も重い質量を内部に配置できるレイアウトです。 地上高 300 ～ 350 mm 、どの内燃パワートレイン構成よりも大幅に低い。

重量ペナルティ: 電動バイクはどのくらい重いですか?

CoG の利点にもかかわらず、電動バイクは同じパフォーマンス クラスの ICE 同等のバイクに比べて大幅な重量プレミアムをもたらします。これはほぼ完全にバッテリーの質量によるものであり、現在のリチウムイオン技術は約 細胞レベルで 200 ～ 270 Wh/kg ただし、パックレベルのエネルギー密度 (ケーシング、BMS、冷却ハードウェア、配線を含む) は通常 130 ～ 160 Wh/kg に低下します。したがって、約 150 ～ 200 km の混合走行に十分な 20 kWh パックを実現するには、バッテリー ハードウェアだけで約 125 ～ 155 kg が必要になります。

LiveWire の比較は有益です。ハーレーダビッドソンは、大型の V ツイン エンジンと燃料システムを構造バッテリー パックに置き換えることで、自社の ICE クルーザーとほぼ同等の重量を実現しながら、CoG を大幅に削減しました。これは、重量ペナルティが避けられないことを示していますが、重量ペナルティを解消するには、軽量フレーム素材と構造的バッテリー統合への意図的なエンジニアリング投資が必要です。

低 CoG がハンドリングに与える影響: 現実世界の違い

より低い重心は、ライダーがすぐに気づくいくつかの測定可能なハンドリング上の利点をもたらします。

• 低速安定性の向上: このモーターサイクルは、駐車操作、U ターン、低速交通時の転倒に対してより効果的に抵抗します。これは、ほとんどの電動モデルの総重量が重いことを考慮すると、これに直接関係します。
• 無駄のない労力の削減: リーンを開始するには、総質量のジャイロ慣性を克服する必要があります。低重心により、この質量が作用するレバー アームが減少し、ターンインの感触が総重量よりも軽くなります。
• より予測可能なコーナー中間バランス: スイングアーム ピボット付近に質量が集中することで、コーナリング軸を中心としたモーターサイクルの回転慣性が軽減され、持続的な曲がりを通じてよりニュートラルで安定した感触が得られます。
• スライドからのリカバリーの向上: CoG が低いと、滑ったり不安定になったオートバイに強い自己復元傾向が生じ、トラクション障害後にバランスを取り戻すために必要なエネルギーが減少します。

初めて電動バイクをテストする経験豊富なライダーの多くは、マシンの感触を報告します。 仕様書が示すよりも軽い — 実際の質量の減少ではなく、CoG の低さによって直接説明される認識。 220 kg の Zero SR/F は、日常のライディング条件では 190 kg の ICE ネイキッドに匹敵する感触であるとよく言われます。

トレードオフ: 余分な量が現実の課題を生み出す場合

CoG が低いという利点は、総重量の増加による影響を排除するものではなく、単にそれらを再配分するだけです。特定のライディング シナリオでは、明らかに質量ペナルティが明らかになります。

高速方向転換

トラックライディングや一部のスポーツロードライディングの特徴である急速なシケイントランジションでは、ライダーはバイクの回転慣性を克服してバイクをあるリーンアングルから別のリーンアングルにフリックする必要があります。 CoG の高さだけではなく、総質量によって、これにかかる労力が決まります。重量 260 kg の電動バイクは、重量がどこにかかっているかに関係なく、高速で方向を変える際に常に 193 kg の ICE 競技者よりも多くの物理的入力を要求します。

制動距離

質量が大きいほど、任意の速度での運動エネルギーが大きくなります。から 時速 100 km の場合、重量 260 kg のオートバイは、重量 193 kg のオートバイよりも約 35% 多くの運動エネルギーを運びます。 — これらはすべてブレーキとタイヤによって分散されなければなりません。電動バイクは回生ブレーキによってこれを部分的に相殺しますが、ブレーキハードウェアがそれに応じてアップグレードされない限り、正味制動距離は通常、同等のICEマシンよりも長くなります。

オフロードおよび低トラクション環境

緩い路面や舗装されていない路面では、タイヤの横方向の力を生成する能力がすでに損なわれているため、CoG が低くてもあまり有利ではありません。追加の質量が支配的な要因になります。重い電動バイクは、砂利、泥、砂の上で制御するのが難しく、転倒した場合に回復するのが難しくなります。 KTM Freeride E-XC などの専用電動オフロード バイクがバッテリー容量よりも積極的な質量削減を優先するのはこのためです。

前後重量配分: 電動自転車の比較

垂直方向の重心を超えて、フロントアクスルとリアアクスルの間の前後重量配分がオートバイの操縦と加速の仕方を決定します。 ICE スポーツバイクは通常、 50/50 ～ 52/48 前後配分 — エンジンを慎重に配置し、燃料タンクの質量に対してバランスをとることによって実現されます。重いパニアを装着したツーリングバイクはリアバイアスに移行し、場合によっては 45/55 に達します。

ここで電動バイクは構造的な課題に直面しています。多くの場合、バッテリーパックは、以前は軽量のコンポーネントが占めていたスペースに後方に伸びており、質量が後車軸に向かって押し出されています。いくつかのメーカーは、モーターをスイングアームの前方に配置し、重いワイヤーハーネスを前方に配線することでこの問題に対処しています。たとえば、Energica プラットフォームは、次のことを達成するように設計されています。 48/52 前後分割 — わずかに後方に偏っていますが、最新のシャシー形状とトラクションコントロールが完全に補償できる範囲内です。

リアに偏った配分の注目すべき結果は、低速でのフロントエンドの感触とステアリングの精度がわずかに低下することです。フロントヘビーのICEスポーツバイクに慣れているライダーは、最初は電動バイクのステアリングが前輪でわずかに曖昧または浮いているように感じるかもしれません。ライダーが異なるバランスポイントに適応し、それに応じて入力タイミングを再調整するにつれて、この認識は減少します。

電動プラットフォームの質量による必要なサスペンションチューニングの違い

電動バイクの質量が増加すると、ICE 同等のバイクと比較してサスペンションを再調整する必要があります。より重いばね下およびばね上荷重下での過度のへたりを防ぐために、ばねレートを増加する必要がありますが、圧縮とリバウンドの移行中に大きな慣性がフォークと衝撃を圧倒しないようにダンピングカーブを調整する必要があります。

電動バイクを評価している、またはすでに所有しているライダーにとって、次のような影響がいくつかあります。

• 工場出荷時のサスペンション設定は、電動プラットフォームの特定の質量に合わせて調整されています。ICE サスペンションのアップグレード部品が直接転送可能であると想定しないでください。
• 体重の軽い方（70kg未満）のライダーは、工場出荷時のスプリングレートが硬すぎると感じる可能性があり、単純なプリロード調整ではなくリスプリングが必要になります。
• 荷物や同乗者を追加すると、後部重量の偏りが大幅に増幅されます。調整可能なリアプリロードは、ツーリングに使用される電動バイクでは特に重要です。
• タイヤの定格荷重を確認する必要があります — 一部の電動バイクは、同等の ICE モデルで使用されているタイヤの定格荷重に近い、またはそれを超えているため、取り付けられたタイヤの仕様が実際の積載重量に対して正しいことを確認する必要があります。
  
  

進行方向: 全固体電池と CoG の機会

電動バイクの現在の重量と CoG プロファイルは、今日のバッテリー技術の制約の産物であり、プラットフォームの永続的な特性ではありません。全固体電池、二輪車への応用が期待される 2020年代後半から2030年代前半 、パックレベルで 400 ～ 500 Wh/kg に近いエネルギー密度を約束します。これは現在のリチウムイオン性能の約 3 倍です。その密度では、20 kWh パックの重量は 125 ～ 155 kg ではなく、約 40 ～ 50 kg になります。

この変革により、設計者は小型軽量パックをフレームの低い位置に配置することも選択できるため、電動バイクは低コストの利点を維持しながら、ICE マシンと真の重量同等の重量を達成できるようになります。そうすれば、電動アーキテクチャのハンドリング上の利点が、現在の大量のトレードオフなしに完全に現れ、電動バイクと ICE バイクを動的に比較する方法に根本的な変化が表れます。