Sähköpyörä

Wikipediasta
Siirry navigaatioon Siirry hakuun
Polkupyörä, jossa sähkömoottori on alhaalla, lähellä keskiötä ja sen yläpuolella satulaputken suuntaisesti akku. Ohjainjärjestelmä on ohjaustangossa. Pyörässä on napavaihteet ja etupyörässä napadynamo.
Sähköpotkulautoja Helsingissä vuonna 2019.

Sähköpyörä tai sähköpolkupyörä on sähkömoottorilla varustettu polkupyörä tai potkulauta tai niitä muistuttava ajoneuvo. Sähköpyöriä ovat myös moottorilla varustetut nojapyörät ja tandemit. Näistä käytetään myös lyhennettä LEV (engl. Light Electric Vehicle) eli kevyt sähkökäyttöinen ajoneuvo.

Sähköpyörän moottori sijaitsee tavallisesti joko etu- tai takanavassa tai se on kytketty keskiöön. Erilaisilla laitteilla säädellään pyörän toimintaa. Yhdellä akun latauskerralla voi muun muassa rengaspaineesta, ajajan ja lastin painosta, matkareitistä, ajotavasta, ilman lämpötilasta tai akkutyypistä riippuen ajaa noin 20-180 kilometriä.[1]

Alalla on paljon tuotekehitystä, mikä johtuu osittain markkinan kasvusta öljyn hinnan noustua. Varsinkin akkuteknologiaa tutkitaan ja kehitetään voimakkaasti.

Erilaiset nimitykset[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Sähköpyörällä voidaan tarkoittaa ainakin seuraavia ajoneuvotyyppejä:

  • Sähköavusteinen polkupyörä, max 25 km/h, max 250 W (pedelec)
  • Moottorilla varustettu polkupyörä, max 25 km/h, max 1000 W, L1e-A luokka
  • Nopea sähköpyörä, sähkömopo, max 45 km/h, L1e-B luokka
  • Muut kevyet sähköajoneuvot: sähköpotkulaudat, sähköskootterit, sähkörollaattorit, pyörätuolit jne.

Englannin kielen sana "bike" tarkoittaa polkupyörän lisäksi myös moottoripyörää. Useimmiten sähköpyörällä, joista käytetään englanninkielisiä sanoja "e-bike" tai "electric bicycle" tarkoitetaan sähköavusteista polkupyörää. Sähköskootterilla "electric scooter" sähkökäyttöistä tehokkaampaa ei polkupyörään rinnastettavaa ajoneuvoa, sähkökäyttöistä skootteria.

Sähköavusteinen polkupyörä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Sähköavusteisessa polkupyörässä eli pedelecissä sähkömoottori avustaa polkijaa ja vähentää polkemiseen vaadittua fyysistä voimankäyttöä. Nykyaikainen sähköavustusjärjestelmä tarkkailee polkijan voimankäyttöä ja poljentanopeutta. Näiden tietojen perusteella moottorin ohjausjärjestelmä määrittelee sopivan avustustason moottorille, jotta polkeminen on luonnollisen tuntuista.

Polkupyörään lain mukaan rinnastettava sähköavusteinen polkupyörä saa avustaa vain polkemisen aikana ja sähköavustus lakkaa avustamasta 25 km/h nopeudessa. Tätä nopeammin polkiessa pyörä etenee pelkän lihasvoiman avulla.[2]

Yamaha toi markkinoille ensimmäiset pedelecit vuonna 1994. Nykyään valmistajia on erittäin paljon.

Moottorilla varustettu polkupyörä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Henkilö ajaa sähköpyörällä.
Pääartikkeli: Pienitehoinen mopo

Moottoroitu polkupyörä eli pienitehoinen mopo on pääosin kuten sähköavusteinen polkupyörä, mutta sen teho voi olla maksimissaan 1000 W eli tehoa sallitaan enemmän kuin sähköavusteisella polkupyörällä. Ajoneuvoluokkaan L1e-A kuuluvan moottoroidun polkupyörän erona sähköavusteiseen polkupyörään on kuitenkin se, että moottoriajoneuvona se vaatii liikennevakuutuksen. Sitä ei kuitenkaan tarvitse rekisteröidä, sillä se on vapautettu rekisteröintipakosta. [2][3]

Moottorilla varustetun polkupyörässä ihmisen poljentavoiman välitys ja sähkömoottorin muodostama järjestelmä voivat olla itsenäisiä järjestelmiä. Se tarkoittaa, että kaasua ja polkimia voidaan käyttää samanaikaisesti, mutta - toisin kuin sähköavusteisella polkupyörällä - sitä ei välttämättä tarvitse tehdä. Moottoroidulla polkupyörällä voidaan ajaa joko sähköavusteisen polkupyörän tyyliin ohjaamalla moottoria polkuanturin kautta, avustaen polkemista kaasuvivulla, tai polkematta pelkällä kaasulla.lähde?

Näitä kolmea mahdollisuutta käytetään usein ajettaessa samanaikaisesti ja tilanteen mukaan, riippuu myös kuljettajan tyylistä. Moottoroitu polkupyörä voi olla hyvä liikuntaväline niille, jotka eivät halua polkemiseen ulkoista teknistä pakkoa. Se voi myös toimia moponkaltaisena ajoneuvona niille, jotka eivät halua polkea ja joille riittää 25 km/h maksiminopeus. Lakimäärittelyitä löytyy esimerkiksi seuraavasta laista: Asetus ajoneuvojen käytöstä tiellä[4]

Sähköavusteinen nopea polkupyörä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pääartikkeli: Sähkömopot

Nopea sähköpyörä eli sähkömopo (speed pedelec) kuuluu ajoneuvoluokkaan L1e-B ja rinnastuu mopoon. Jos moottorilla varustettu nopea polkupyörä kulkee sähköavustuksella yli 25 km/h, mutta alle 45 km/h, niin se voidaan rekisteröidä Suomessa sähkömopoksi. Rekisteröinti vaatii käytännössä valmistajan tekemän tyyppihyväksynnän, jonka vuoksi tämän luokan ajoneuvot ovat lähes poikkeuksetta tehdasvalmisteisia. Polkupyörän varusteiden lisäksi näistä löytyy yleensä ajovalojen lisäksi jarruvalot, sähköinen merkinantolaite (töötti), ajoneuvokäyttöön hyväksytyt pallopäiset jarrukahvat, kantavuusluokalla varustetut renkaat ja niin edelleen. Tässä 2000-luvun aikana nopeasti yleistyneessä ajoneuvoluokassa on varusteissa jonkin verran vaihtelua johtuen viimeisen vuosikymmenen aikana useaan otteeseen muuttuneista tyyppihyväksyntävaatimuksista.

Suomessa nopean sähköpyörän käyttäjältä vaaditaan ajokortti ja sen myötä vähintään 15 vuoden ikä ja kypäräpakko. Alle 35 kilon painoiset ja alle 1 kW tehoiset nopeat sähköpyörät on kuitenkin vapautettu moottoripyöräkypärän käyttöpakosta, ja polkupyöräilyyn tarkoitettu kypärä riittää.[5]

Tanskan parlamentti päätti että 1.6.2018 alkaen sähköpyörän avustettu nopeus on rajoitettu 45 km/h ja ainoa lisävaatimus on kuljettajan 15 vuoden ikä ja kypärän käyttö. [6]

Sähköskootterit ja sähkömopot[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Segway on seisoen ajettava sähkökäyttöinen kulkuväline.

Sähköskootterit (engl. E-Scooter) ja sähkömopot ovat pienehköjä, sähkömoottorilla varustettuja, istuen tai seisoen käytettäviä ajoneuvoja jotka vaihtelevat moottorilla varustetuista potkulaudoista minimoottoripyöriin.

Seisoen ajettavat mallit[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Skootteria voi kuljettaa eteenpäin jalalla "potkimisen" sijaan "kaasukahvaa" vääntämällä.

Michael Schumacher ajaa sähkömoottorilla varustetulla potkulaudalla.

Tyypillinen seisottava skootteri on vain hieman yli metrin pitkä ja se painaa 12-25 kiloa. Myös vuonna 2001 markkinoille tullut Segway kuuluu näihin kulkuvälineisiin.

Istuen ajettavat mallit[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Istuimella varustettuja pieniä sähkökäyttöisiä ajoneuvoja käytetään samaan tapaan kuin bensiinikäyttöisiä skoottereita. Ohjaustangossa olevalla kaasukahvalla säädellään kiihtyvyyttä. Istuttavat sähköskootterit ovat tavallisesti isompia ja raskaampia kuin seisoen ajettavat. Niiden ulkoasu ja lisäosat vaihtelevat tavallisesti tyylikkäistä tuotteista sellaisiin, joissa on isot istuimet ja ostoskori.

Viimeksi mainituista saatetaan käyttää nimityksiä "sähkömopo" tai "sähköinen mopedi".

EU-lainsäädäntö[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

EU:ssa hyväksyttiin vuonna 2003 asetus 168/2013 kaksi- ja kolmipyöräisten moottoriajoneuvojen tyyppihyväksynnästä.[7] EU:n asetuksen mukaan eurooppalaisen standardin EN 15194 mukaiset ajoneuvot (joiden teho on enintään 250W ja sen antama nopeus 25 km/h) rinnastetaan lain mukaan polkupyöriksi. Asetuksen tiivistelmän mukaan "Ainoastaan tämän direktiivin säännösten mukaisia ajoneuvoja, erillisiä teknisiä yksiköitä tai osia saa saattaa markkinoille ja myydä jäsenvaltioissa." Sellaisille pedeleceille, jotka ylittävät nämä luvut täytyy saada tyyppihyväksyntä ja ne luokitellaan mopoiksi. Niiden täytyy noudattaa lisävaatimuksia, kuten tyyppikatsastus, sekä riittävät jarrut ja peilit. Tämä lainsäädäntö on muuttunut 2010-luvulla paljon.

Sveitsissä ei ole nopeusrajoitusta sähkökäyttöisille polkupyörille, vaan ainoat vaatimukset ovat tyyppihyväksyntä ja vakuutuskilpi. Jotkut sveitsiläiset pedelecit olivat aikaisemmin laittomia EU:ssa, mutta eräs 25 km/h nopeampi pedelecmalli hyväksyttiin Berliinin Brandenburgissa, Saksassa ja tammikuusta 2004 alkaen se on ollut laillinen ajoneuvo kaikissa EU-maissa EU-direktiivin mukaisena mopona ja kansallisen lainsäädännön mukaisena pienitehoisena mopona jonka rakenteelliset vaatimukset ovat mopoa kevyemmät.[8] On kuitenkin huomattava, että tällaisen ajoneuvon kuljettaminen voi maasta riippuen vaatia mopokortin ja se, että kypärä- ja vakuutussäädökset ovat kansallisia ja esimerkiksi Suomessa poliisin mukaan tällainen ajoneuvo on rekisteröitävä ja vakuutettava ja mopokypärää on käytettävä.[9]

Suomen lainsäädäntö[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Polkupyörän satulaputken sisään kiinnitettävä sähkömoottori, joka antaa voiman kulmavaihteen avulla keskiöakseliin.

Suomen ajoneuvolain mukaan polkupyöräksi katsotaan myös sellainen enintään 250 W:n tehoisella sähkömoottorilla varustettu ajoneuvo, jonka moottori toimii vain poljettaessa ja kytkeytyy toiminnasta viimeistään nopeuden saavuttaessa 25 kilometriä tunnissa.[10] Tällaisia ajoneuvoja pidetään ajoneuvolain mukaan moottorittomina ajoneuvoina.

Laki käsittelee siis tätä ajoneuvoa tavallisena polkupyöränä, josta seuraa että sen kuljettamiseen ei tarvita ajokorttia, liikennevakuutusta ei tarvita ja sen paikka liikenneväylillä on sama kuin tavallisella polkupyörällä.

Muunlainen moottoroitu, polkimin varustettu ajoneuvo voi olla esimerkiksi moottoroitu polkupyörä, joka vaatii liikennevakuutuksen mutta jota ei tarvitse rekisteröidä eikä katsastaa. Moottoroitu polkupyörä sai vuoden 2016 alussa voimaan tulleen lain mukaisesti luokituksen L1e-A.[11] Moottoroidun polkupyörän maksimiteho on 1kW. Se on vakuutettava, mutta sitä ei voi rekisteröidä eikä varustaa rekisterikilvellä. Vuoteen 1995 asti mopoissa käytössä ollutta vakuutuskilpeä siihen ei myöskään saa huolimatta vakuutuksesta, joten se on kilvetön.[12]lähde tarkemmin?

Suomessa on mahdollista rekisteröidä nopea sähköpolkupyörä luokkaan L1e-B, jolloin moottori saa avustaa polkemista 45 km/h nopeuteen asti. Tällöin kaksipyöräiseksi mopoksi luokiteltuun ajoneuvoon tulee rekisterikilpi, ja liikennevakuutus on pakollinen.[13] L1e-B luokan nopealla sähköpolkupyörällä riittää lain mukaan polkupyöräkypärä, jos polkupyörän massa on korkeintaan 35 kg ja moottorin nimellisteho enintään 1 kW[5]. Kaksipyöräisellä mopolla (L1e-luokka) saa kuljettaa yhtä matkustajaa matkustajalle varatulla paikalla, jos ajoneuvo on rekisteröintitodistuksen mukaan tarkoitettu matkustajan kuljettamiseen, tai enintään kymmenvuotiasta lasta, jos lasta varten on tarkoituksenmukainen istuin ja tarpeelliset jalkojen suojukset (39 § (29.9.2005/791) [14] ja (42 § (30.12.2015/1612)[15].

Markkinat[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Sähköpyörien laajamittainen käyttö alkoi Kiinassa, jossa on arviolta 120 miljoonaa sähköistettyä polkupyörää. Vielä 1990-luvulla niitä oli Kiinassa muutamia tuhansia.[16] Vuonna 2006 Kiinassa valmistettiin 19 miljoonaa akkukäyttöistä pyörää ja vuonna 2007 tuotannon arveltiin kasvavan 30 prosenttia.[17] Myös Euroopassa ja Yhdysvalloissa on odoteltu sähkökäyttöisten polkupyörien markkinan kasvua.

Euroopassa sähköpyöriä myytiin vuonna 2007 200 000, vuonna 2009 500 000, vuonna 2010 700 000...vuonna 2018 2,6 miljoonaa kappaletta. [18] [19]

Kuvia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Tekniikka[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Sähköpyöriä.

Moottorit[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Harjaton 36V DC-moottori asennettuna joko etu- tai takanapaan. Moottori voi olla myös pyörän keskiön lähellä.

Akku[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Usein litiumioniakku jännitteeltään 36V ja kapasiteetiltaan 8,8-11 Ah on integroitu runkoon tai sijoitettu erilliseen telineeseen. Latausenergian hinta on pieni, mutta akun vaihto saattaa olla kallista. Sähköpyörän akku on ladattava määräajoin myös säilytyksen aikana. Akkukemioita on nykyään monentyyppisiä mutta ovat yleensä litiumpohjaisia ja uusin/tehokkaimpana pidetään Litium-Nikkeli-Mangaani-Koboltti (LiNiMnCo, NMC, NCM).

Hyvälaatuiset akut oikein säilytettynä kestävät noin 500-1 000 latauskertaa.[20]

Nopeuden ja tehon säätö[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Poljinvoima tunnistetaan tavallisesti kampiakselin kiekossa olevilla magneeteilla ja Hall-tunnistimilla, joiden antama nouseva pulssisarja on suhteessa polkemisnopeuteen. Jarrutusenergian hyödyntäminen ei ole yleistynyt, vähäisistä jarrutuksista ja kevyestä pyöräilijän massasta saatavasta pienestä lataustehosta johtuen.

Terveyshyödyt[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Sähköpyörä voi olla hyödyllinen osa sydän- ja verisuonitautipotilaiden kuntoutusta. Joidenkin tutkimusten mukaan sydänsairauksia sairastavien kuntoutuksella kuolleisuutta voidaan vähentää noin 27 prosenttia. [21][22] [23]

Ympäristövaikutukset[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Sähköpyörät luokitellaan päästöttömiin ajoneuvoihin.

Tutkimukset[24] ovat osoittaneet että sähköpyörät ovat:

  • 18 kertaa energiatehokkaampia kuin maastoauto
  • 13 kertaa energiatehokkaampia kuin henkilöauto
  • 6 kertaa energiatehokkaampia kuin kiskoilla kulkeva ajoneuvo
  • yhtä energiatehokas kuin tavallinen polkupyörä

Litiumioniakkujen lentokuljetus on turvallisuussyistä usein kiellettyä.[25] Tästä syystä LiFePO4 litiumioniakut ovat paljon turvallisempia kuin perinteiset LiCoO2 litiumioniakut.[26]

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Viitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Kalkhoff Impulse XXL 8-G Nexus (valmistajan verkkosivu) Kalkhoff. 2011. Kalkhoff. Viitattu 12.12.2011. (englanniksi)(saksaksi)
  2. a b Sähköiset liikkumisvälineet Traficom. Viitattu 1.4.2020.
  3. Edita Publishing Oy: FINLEX ® - Ajantasainen lainsäädäntö: Ajoneuvolaki 1090/2002 www.finlex.fi. Viitattu 1.4.2020.
  4. Edita Publishing Oy: FINLEX ® - Ajantasainen lainsäädäntö: Asetus ajoneuvojen käytöstä tiellä 1257/1992 www.finlex.fi. Viitattu 1.4.2020.
  5. a b Edita Publishing Oy: FINLEX ® - Ajantasainen lainsäädäntö: Asetus ajoneuvojen käytöstä tiellä 1257/1992 www.finlex.fi. Viitattu 16.9.2017.
  6. Super electric bikes approved despite accident risks Viitattu 30.06.2018.
  7. Euroopan parlamentti ja neuvosto, Kaksi- ja kolmipyöräiset moottoriajoneuvot: tyyppihyväksyntämenettely. Viitattu 16.12.2007.
  8. First Fast Pedelec Legal in the EU, ExtraEnergy. Viitattu 16.12.2007.
  9. Ylikomisario Pekka Ylikippari, Salon poliisilaitos, Pienitehoinen mopo, vastaus nimimerkille waltomar, Poliisi. Viitattu 25.5.2008.
  10. Ajoneuvolaki 11.12.2002/1090, 19§ Moottorittomat ajoneuvot. Viitattu 16.12.2007.
  11. Ajoneuvolaki 11.12.2002/1090, 11§ L-luokan ajoneuvot. Viitattu 3.4.2016.
  12. Liikenne- ja viestintäministeriö, asetus kaksi- ja kolmipyöräisten ajoneuvojen sekä nelipyörien rakenteesta ja varusteista 19.12.2002. Viitattu 25.5.2008.
  13. Nopeat sähköpyörät | Liikkuva Laatikko liikkuvalaatikko.fi. Viitattu 20.5.2016.
  14. Edita Publishing Oy: FINLEX ® - Ajantasainen lainsäädäntö: Asetus ajoneuvojen käytöstä tiellä 1257/1992 www.finlex.fi. Viitattu 1.4.2020.
  15. Edita Publishing Oy: FINLEX ® - Ajantasainen lainsäädäntö: Asetus ajoneuvojen käytöstä tiellä 1257/1992 www.finlex.fi. Viitattu 1.4.2020.
  16. J. David Goodman: An Electric Boost for Bicyclists. The New York Times, 31.1.2010. Artikkelin verkkoversio Viitattu 1.2.2010. (englanniksi)
  17. China 'e' bikes silently drive lead demand, ABC News/Reuters 12.10.2007. Viitattu 3.11.2007
  18. Autoblog Staff: Daimler gets in on the electric bicycle game with Smart E-Bike Autoblog Green. 23.8.2011. 2011 AOL Inc.. Viitattu 11.12.2011. (englanniksi)
  19. E-bike unit sales Europe 2009-2018 Statista. Viitattu 1.4.2020. (englanniksi)
  20. Sähköpolkupyörä - Motiva Viitattu 13.04.2016.
  21. Exercise - Rehabilitation - NHS Choices 25.1.2010. Nhs.uk.
  22. How To Use An Electric Bike For Effective Cardio Rehabilitation 29.9.2006. E-articles.info.
  23. Rehabilitation and Fitness Theelectricbikeco.com.
  24. Shreya, Dave (February 2010). "Life Cycle Assessment of Transportation Options for Commuters". Massachusetts Institute of Technology. 
  25. http://www.prba.org/publications/batteries-in-transport-shipping-batteries-safely/
  26. Mitch Jacoby: Assessing The Safety Of Lithium-Ion Batteries Chemical & Engineering News. 11.2.2013. American Chemical Society. Viitattu 20.5.2015. (englanniksi)

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Commons
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Sähköpolkupyörät.