전기 자전거의 모든것, 스로틀모드와 pas 모드 = 듀얼모드

전기 자전거의 모든것, 스로틀모드와 파스모드? 듀얼모드?

전기 자전거는 기존 인력으로만 움직일 수 있는 자전거에 충전식 배터리와 모터를 장착시킨 자전거인데, 독일과 중국등 다양한 국가 내에서 큰 인기를 누리고 있고, 기존 소형 오토바이를 대처하고 있는 모습을 보여주고 있다. 이는 전기 자전거가 오토바이가 아닌 자전거로 분류되므로, 다른 이륜차보다 덜 강력한 법률의 잣대에 놓인다는 점이 가장 큰 메리트로 작용되고 있다.


(사진: 영화 E.T 하늘을 나는 자전거[E.T  자전거ⓒ  dachshund-of-dream.tistory.com/, 하늘을 나는 자전거.포토샵, 편집:닥스훈트의 꿈)


전기 모터를 이용해 힘들이지 않고 주행을 할수 있다. 속도는 약 25km/h으로 제한되어있고, 핸들 스로틀로 속도를 올리는 방식과 모터가 페달을 쉽게 돌리도록 도와주는 파스방식이 있다. 1회 충전으로 약 40km/h를 주행할수 있고, 한달 전기료는 고작 2천원 정도라서 출퇴근용으로 많이 사용한다.


국내에서는 25km/h 이하의 속도로만 주행이 가능하다. 행정안전부가 자전거 이용 활성화에 관한 법률 개정 및 불법 개조에 대한 처벌 규정을 마련했기 때문에 최대 속도를 높이는 개조를 한다면 단속 대상이 된다. 하지만 외형상 불법 개조인지 아닌지 분간하기 힘들어 현실적 단속이 힘들것으로 의견들이 많다.


(그림: 자전거 그림 [자전거ⓒ  dachshund-of-dream.tistory.com, 자전거.포토샵, 편집:닥스훈트의 꿈)


전기 자전거는 보통 오토바이처럼 스로틀을 당겨 속도를 올리는 스로틀 모드 자전거가, 운전자의 페달링을 감지하여 모터를 작동시키는 PAS. Pedal Assist System 방식으로 나누어져 있다. 듀얼 방식은 스로틀과 파스를 혼합시킨 것으로, 평소엔 파스 기능만 수행하다가 사용자가 원할 때, 쓰로틀을 당기면 힘차게 나가는, 방식이다.


전기 자전거의 등장


(그림: 최초의 전기자전거1895년, 합치기 [자전거ⓒ  dachshund-of-dream.tistory.com, 자전거.포토샵, 편집:닥스훈트의 꿈)


1895년 등장 했던, 전기 자전거 관련 특허 미국 특허 제 552,271호

1890년 대에 전기 자전거는 미국 내 다양한 특허 기록이 남아 있는데, 1985년 12월 31일, Ogden Bolton Jr 의 6극 브러시 및 정류자 직류 허브 모터를 뒷바퀴에 장착시킨 배터리 구동 자전거가 였다. 이때 모터는 10 V 배터리에서 100A 까지 끌어 올릴수 있었다.


직류기에서의 정류 브러시를 통과하는 회전자 코일에서 통과 전후에 전류 방향이 바뀌는 현상

정류자에서의 전기자에 의해 발생된 유도 기전력을 직류로 변환시키는 부분

브러시에서의 정류자편 면에 접촉되어 전기자 권선과 외부 회로를 연결시켜 주는 부분


1897년 이중 전기 모터가 장착된 전기 자전거의 발명 미국 특허 제 596,272호

2년 후 , 보스턴 Hosea W. Libbey는 이중 전기 모터에 의해 구동되는 전기 자전거를 발했했다. 모터는 크랭크 축의 허브 안에 설계되었으며, 이 모델은 추후 1990년 대 후반 Giant Lafree 전자로 다시 발명 및 모방되었다.


(사진 1993년 PAS 전기자전거[자전거ⓒ  etbike.co.kr  자전거.포토샵, 편집:닥스훈트의 꿈)

1993년 파스 pas 전기 자전거의 첫 등장 일본의 야마하 전동기

야마하 사는 오르막 길이나 역풍 등으로 인해 자전거의 페달링이 힘들어 졌을 때, 이를 어떻게 해결할 지 오랜 기간 고민해 왔다. 1973년 소형 25cc 가솔린 엔진을 강화시킨 시제품과 1982년 35cc엔진을 장착시킨 시제품을 만들어낸 게 작품이다. 그러나 1993년에 PAS 탑재 전기 자전거를 최초로 선보였다.


(사진 2017년 퍼스널 모빌리티 전기자전거[전기 자전거ⓒ  google.co.kr 자전거모음.포토샵, 합친편집:닥스훈트의 꿈)

2017년 부터 지금까지 전기자전거 퍼스널 모빌리티

국내에서도 다양한 제품군과 높아진 스펙으로 인해 직장인들이 많이 찾는 전기자전거 이다. 자전거 업계에 따르면, 지난해 국내 전기자전거에 총 판매대수는 20,000대 정도에 이르렀다고 한다. 비록 글로벌 전기 자전거 시장규모 4,000만 대에 비하면 매우 적은 수준이지만, 보다 진보된 기술과 부품 가격의 안정화로 전기자전거의 가격이 낮아지면 일반 자전거를 완전 대체하는 것도 가능할 것이다. 아직 먼 미래의 이야기가 될수도 있겠지만 말이다.


EU 지침. EN 1594 표준

PAS 기능이 25km/h에 도달하면 자동으로 멈춘다.

모터가 250w 이하의 최대 연속 정격 출력을 생산한다.


(사진 2017년 전기자전거 모드 pas[PAS modeⓒ  bike.moneys.mt.co.kr pas mode.포토샵, 편집:닥스훈트의 꿈)


전기자전거 모드 PAS 모드

PAS 모드 운전자가 페달을 밟을 때만 전원을 공급하는 모드이다. 일반적으로 자전거를 타는 데 익숙하다면, 스로틀 모드보다 해당 모드에서 직관적인 느낌을 받을수 있다. 이 모드는 페달링에만집중할 수 있고 스로틀을 조작하지 않아도 되기 때문에 다루기 쉽다. 그리고 사용자가 페달을 밟아야 모터가 작동되기 때문에 일반적으로 스로틀 모드에 비해 더 긴 주행 거리를 제공하는 편이다. 그리고 유럽 연합에서는 PAS 기능이 탑재된 전기 자전거들 중 위의 두 가지 조건을 충족시킨 전기 자전거를 페델릭 Pedelec라 칭하며, 이를 합법적인 자전거로 분류한다. 반면 250w 이상의 모터를 가지며 25km/h 이상의 PAS 기능이 탑재된 전기 자전거는 S-페델릭 Pedelec. Schnell pedelec, Speedy pedelec 이라고 칭하며 자전거로 분류하지 않는다.


(사진 전기자전거 모드  Throttle mode [스로틀자전거ⓒ  samchuly.co.kr, 삼천리자전거 스로틀.포토샵, 편집:닥스훈트의 꿈)


전기 자전거 모드 Throttle mode

Throttle 모드 오토바이 또는 스쿠퍼가 작동하는 방식과 유사하다. 스로틀을 당기면 모터에서 발생되는 동력에 의해 자전거가 앞으로 추진하게 된다. 그리고 해당 모드는 페달을 밝아도 되고, 안 밟아도 되는 자유로운 자행이 가능하다. 또 해당 모드에서 POD. Power On Demand 모드라고 일컬어지기도 하다.


듀얼 모드가 장착된 자전거로 가볍게 페달을 밟으며 이동하다가, 오르막 길이 나오거나 다리가 아프면 스로틀 모드를 돌려서 전기모터의 동력을 받을 수 있다.



(사진: 전기자전거  장잠  [전기자전거의 장점ⓒ  dachshund-of-dream.com, 전기자전거 장점.포토샵, 편집:닥스훈트의 꿈)


전기 자전거의 장점

모터를 사용하기에 크게 힘들이지 않고, 일정 속도를 유지할 수 있다는 점이 큰 장점이다. 전기 동력이 모터에서 발생되기에, 일정 속도에 있어선 자전거 무게에 큰 영향을 받지 않는다.


PAS 단계를 조작하여 운동 강주를 조절할 수도 있다. 그리고 낮은 레벨의 어시스트를 설정하면 평소타던 자전거와 크게 차이가 나지 않기 때문이다. 체력이 많은 땐 페달링에 무게를 두어 운행하다가, 쉬고 싶을 땐 어시스트 단계를 높게 설정해서 운행하면 된다.


보조 동력 덕분에 쉽게 빠른 속도에 도달할 수 있다. 조금만 페달링 해줬을 뿐인데, 일반 자전거보다. 그리고 무거운 자전거도 보조 동력을 탑재하면 중장거리에 타고 다닐만한 이동 수단으로 거듭나게 된다. 하지만 무거운 만큼 전기도 빨리 소모가 되기 때문에, 대용량 배터리를 장착하거나 추가 배터리를 챙기고 다녀야 한다.


(사진: 전기자전거  단점 [전기자전거의 단점ⓒ  dachshund-of-dream.com, 전기자전거 단점.포토샵, 편집:닥스훈트의 꿈)


전기 자전거의 단점

회사 및 사용자가 도난 방지시스템을 장착을 했다고 해도, 이를 뚫거나 파손으로 가져가는 경우가 발생한다. 그리고 사용할 수록 배터리의 수명이 닳기 때문에 가끔 교체해주어야 하는데, 이러한 측면에서 비용은 단점이 될수 있다.


배터리 기술이 발달했다고 하지만 장거리 여행용으로 사용하기엔 아직까지는 부족하다. 따로 배터리를 개조해서 타는 사람도 있지만, 추가 배터리를 챙겨 다녀야 할꺼 같다.


보조동력을 위해 여러 부품이 장착된 전기자전거의 일반적인 무게는 무려 17에서 40kg정도 된다. 동력을 공급받아 페달링할 땐 모르겠지만, 전기가 모두 사용된 뒤 또는 계단 같은 곳을 오를 땐 이런 단점이 발생한다. 그리고 아직 국내 법률이 확실하게 개정되지 않았기 때문에 전기자전거에 대한 분류 및 속도 제한 등 다양한 부분에서 불편함이 발생되기 때문이다. 그래도 행정안전부에 따르면 전기자전거를 자전거도로에서 사용이 가능하다. 자전거 이용활성화 관련법률 자전거법 일부 개정안이 통과했기 때문이라고 하죠. 해당 법률은 최고 시속은 25km/h미만, 전체 중량 30kg 미만의 제품으로 페달과 전기모터로 움직이는 페달 보조방식 전기자전거에 한해서 자전거도로 주행을 허용하고, 원동기 면허 대상에서 제외한다.

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