LỊCH SỬ CỦA XE ĐẠP ĐIỆN – E BIKE

School of Engineering
Blekinge Institute of Technology 371 79 Karlskrona
SWEDEN

Wiibike Việt Nam.

1/2021

Bạn có thể sẽ ngạc nhiên khi biết rằng những thí nghiệm đầu tiên làm một chiếc xe đạp hoạt động bằng điện đã được thực hiện cách đây khá lâu. Những hồ sơ ghi chép lại cho biết rằng những chiếc xe đạp điện đầu tiên đã có mặt vào thập nhiên 1890. Điều này được chứng minh qua nhiều bằng sáng chế khác nhau trong thời gian đó.

Vào ngày 19 tháng 9 năm 1895, đơn xin cấp bằng sáng chế cho “xe đạp điện” đã được nộp bởi Ogden Bolton Jr đến từ Canton Ohio (bằng sáng chế số 552271). Nguyên mẫu xe đạp điện chạy bằng nguồn pin 10 V, trong đó động cơ có thể sử dụng điện đến 100 A. Động cơ trung tâm được sử dụng đặt ở bánh sau và không có hệ thống bánh răng vì thời kỳ đó bánh răng vẫn là một khái niệm bí ẩn đối với ngành công nghiệp xe đạp.

Hình 1: Bản thiết kế của Ogden Bolton Jr

Vào ngày 8 tháng 11 cùng năm đó, một đơn xin cấp bằng sáng chế khác cho “xe đạp điện” của Hosea W. Libbey ở Boston được đệ trình (Số bằng sáng chế: 596272)

Hình 2: Bản thiết kế của Hosea W. Libbey

Hosea W. Libbey đến từ bang Boston đã phát minh ra một chiếc xe đạp điện chạy bằng động cơ điện kép. Động cơ được kết nối với trục của bánh sau. Mô hình này đã được sử dụng trong nhiều thiết kế sau này của xe đạp điện.

Vào năm 1898, một thiết kế kết hợp dây đai bao quanh cạnh ngoài bánh xe liên kết với mô tô điện được cấp bằng sáng chế mang tên Mathew J. Steffens. Cùng năm đó, John Schnepf đã thử nghiệm một chiếc xe đạp điện kiểu “bánh lăn” ma sát với bánh sau. Tiếp đó vào năm 1969, một phiên bản cải tiến đã được giới thiệu gồm 4 động cơ nối tiếp thông qua hệ thống bánh răng truyền động.

Hình 3: Thiết kế bộ truyền động ma sát của John Schnepf

Trong những năm 1990, cảm biến mô-men xoắn và bộ điều khiển công suất được phát triển. Vào năm 1992 những chiếc xe đạp điện thương mại nổi tiếng sử dụng công nghệ trên có tên ‘Zike’ được ra mắt, khi đó đó hầu như chưa có bất kỳ chiếc xe đạp điện thương mại nào có mặt trên thị trường. Nhật Bản là quốc gia đi đầu và đã thử nghiệm sản phẩm này với bằng sáng chế mang tên Takada Yutky được cấp vào năm 1997.

Sau năm 1993 các công ty nổi tiếng của Nhật Bản tham gia sản xuất xe đạp điện và thương mại hoá sản phẩm với số lượng lớn. Điều này đã thu hút sự chú ý của nhiều công ty trên toàn thế giới với ước tính tiềm năng khổng lồ của một thị trường mới. Kết quả là tốc độ tăng trưởng đối với xe đạp điện tăng lên 35%, dẫn đến sự sụt giảm trong sản xuất xe đạp thông thường.

Năm 1989, Michael Kutter, người sáng lập ‘Dolphin E-bikes’ đã thực hiện bước đi đầu đầu tiên trong việc sản xuất thương mại xe đạp điện trên thị trường. Sau nỗ lực của ông, một công ty xe máy nổi tiếng của Nhật Bản ‘Yamaha’ đã có bước nhảy vọt trong việc phát triển xe đạp điện thương mại, sản xuất một số lượng lớn xe đạp điện vào năm 1994, lấy tên là “Power Assist” – xe đạp trợ lực.

Hình 4: Xe đạp “Power Assist” xe đạp trợ lực

Các phiên bản đời trước của xe đạp điện hoặc các dòng xe đạp điện chất lượng thấp chủ yếu hoạt động bằng acqquy axit chì, có độ bền và mật độ nặng lượng thấp, ngoài ra chúng còn rất nặng và cồng kềnh. Ở những thiết kế mới hơn thì hầu hết xe đạp điện được trang bị pin NiMH, NiCad và Lithium-ion, ưu điệm nhẹ, kích thước nhỏ, mật độ năng lượng cao và dung lượng lớn, cho khả năng quãng đường di chuyển xa hơn, mang lại độ bền tối đa về điện năng và hiệu suất.

Các tên gọi liên quan đến thuật ngữ xe đạp điện được sử dụng đa dạng như ‘pedelec’, ‘pedal-assisted, ‘power assisted’ và đơn giản là ‘power bike’, trong khi các loại xe đạp điện công suất lớn hơn thường được gọi là xe máy điện hoặc E-motobike, những loại này có tốc độ cao và quãng đường di chuyển lớn, có thể đạt tốc độ khoảng 80 km/h.

Trong lịch sử phát triển các các dòng xe đạp điện, có ba phương án gép nối động cơ điện với lực đạp của con người được thử nghiệm. phương án đầu tiên, xe đạp điện lai kiểu song song, cả lực đạp của con người và mô men quay của động cơ đều được ghép nối cơ học và chuyền vào một trong các bánh xe đạp. Phương án thứ hai, xe đạp điện lai kiểu cơ khí, khi đó lực đạp của con người và mô men quay của động cơ được kết nối với nhau thông qua hệ thống bánh răng vi sai, sau đó lực truyền động này mới truyền đến bánh xe. Với phương án thứ 3, xe đạp điện lai kiểu điện, sức đạp của con người sẽ được chuyển hóa thành điện năng và lượng điện này sẽ cung cấp trực tiếp cho động cơ, sau đó năng lượng từ pin được bổ sung để hỗ trợ cho động cơ chạy liên tục.

Một cục pin xe đạp điện thông thường yêu cầu cần 8 giờ để sạc đầy và năng lượng đó đủ để xe đạp điện đi được quãng đường từ 48 đến 60 km, ở tốc độ trung bình khoảng 20 km/h.

Hình 5: xe đạp điện sử dụng acquy chì

Tại Việt Nam, xe đạp điện đã xuất hiện trên thị trường hơn 10 năm, tuy nhiên hầu hết xe đạp điện tại thị trường nước ta đang sử dụng các công nghệ cũ gần như đã bị cấm tại các nước phát triển như sử dụng ăc quy chì, tự trọng xe rất nặng, không có cảm biến trợ lực. Rõ ràng sự phát triển của xe đạp điện tại Việt Nam đang đi theo hướng lách luật, công dụng như xe máy điện nhưng được hưởng các chính sách, quy định kỹ thuật của xe đạp điện.

Trong sự phát triển chung của xã hội và các vấn đề cấp bách về môi trường tại các thành phố lớn, nhu cầu sử dụng xe đạp và xe đạp điện ở Việt Nam trong thời gian gần đây cũng tăng mạnh. Mỗi người dân thành phố đang cảm nhận rõ hơn bao giờ hết tác động xấu của một bầu không khí ô nhiễm đến sức khoẻ bản thân và gia đình. Lựa chọn đạp xe thay vì ngồi trên một chiếc xe máy hay ô tô đang là một xu hướng mới của giới trẻ và những người quan tâm đến sức khoẻ. Cùng xuất phát từ xu hướng đó, một startup Việt có tên Wiibike đã nghiên cứu thành công và đưa ra thị trường sản phẩm xe đạp trợ lực điện hiện đại, rất gọn nhẹ và đảm bảo giữ nguyên mọi tính chất của một chiếc xe đạp thông thường. Sản phẩm của Wiibike đang dần được thị trường đón nhận vì đây là đúng là một chiếc xe được trang bị các công nghệ hiện đại và tuyệt đối an toàn với môi trường. Sản phẩm hứa hẹn sẽ là giải pháp hoàn hảo cho việc di chuyển trong thành phố thời hiện đại.

Hình 6: Xe đạp trợ lực điện Wii E Bike

Với những nội dung đã giới thiệu ở trên, rõ ràng mong muốn phát triển một chiếc xe đạp điện hữu ích đã được thực hiện trong một thời gian dài, nhưng do nguyên nhân nào đó, xe đạp điện không thể phát triển đến mức có thể trở thành loại phương tiện tốt nhất, thông dụng nhất. Nhưng khi thời gian thay đổi, các sản phẩm công nghệ có những bước tiến đột phá , và mục tiêu xây dựng một thế giới phát triển bền vững của con người được đặt lên hàng đầu thì xe đạp điện sẽ trở thành một loại phương tiện tốt nhất cho mọi thành phố.