Elektrokolo nemá žádný plynový knoflík, který by ho rozjel samo. Motor jen přidává sílu k tomu, co uděláte nohama, a rozhoduje o tom malý systém uvnitř rámu, který několikrát za vteřinu vyhodnocuje, jak šlapete. Tenhle text vysvětluje, jak ten systém funguje jako celek.

Kterou konkrétní kolo si koupit, řeší jiný text, tenhle je o principu.

Co se stane, když sešlápnete pedál

Kliky elektrokola nejsou spojené jen s řetězem. Táhne se od nich i signál. Přímo v místě, kde kliky procházejí rámem, bývá u většiny systémů schovaný malý snímač. Zaznamená, že se kliky točí, a u dražších systémů i to, jakou silou do nich tlačíte.

Signál jde během zlomku vteřiny do řídicí jednotky. Ta rozhodne, kolik energie z baterie pošle do motoru, a motor přidá točivou sílu do pohonu. Celý řetězec, senzor, jednotka, motor, baterie, funguje jako smyčka, která se opakuje pořád dokola, dokud šlapete.

Bez šlapání se nic z toho nespustí. Tím se elektrokolo liší od elektrických koloběžek nebo skútrů, kde stačí přidat plyn. U elektrokola, které se u nás počítá za jízdní kolo, musí motor sílu vyřadit z činnosti, jakmile přestanete šlapat.

Senzor otáček, nebo senzor síly

Existují dva základní způsoby, jak systém pozná, že má přidat.

Levnější řešení sleduje jen to, že se kliky točí. Jakmile se rozjedou, motor naskočí na předem daný výkon podle zvoleného režimu, bez ohledu na to, jestli šlapete zlehka nebo ze všech sil. Asistence je tak trochu hrubá, hlavně při rozjezdu z klidu, kdy kolo vystřelí dřív, než čekáte.

Přesnější systémy měří přímo sílu, kterou tlačíte do pedálů, přes snímač točivého momentu. Motor pak přidává úměrně vaší vlastní síle, ne podle pevného schématu. Jízda tím působí přirozeněji, jako by měl člověk najednou lepší nohy. Rozdíl mezi oběma řešeními se nejvíc pozná na semaforu při rozjezdu do kopce.

Žádný z těchto senzorů neřeší, kolik toho motor reálně vydrží nebo jak dlouho pojede na jedno nabití. To je otázka výkonu motoru a kapacity baterie, ne způsobu snímání.

Řídicí jednotka rozhoduje za všechny

Řídicí jednotka je malá deska s elektronikou, obvykle schovaná v rámu nebo pod krytem u motoru. Bere signál ze senzoru, hlídá zvolený režim asistence na displeji a podle toho určuje, kolik proudu poteče z baterie do motoru.

Zároveň hlídá rychlost. Jakmile kolo dosáhne 25 km/h, jednotka asistenci postupně stáhne na nulu, i kdybyste šlapali sebevíc. Nad tuhle hranici jedete čistě vlastní silou, motor se jen veze. Přesně tenhle mechanismus je jednou z podmínek, díky které se elektrokolo u nás posuzuje jako obyčejné jízdní kolo, ne jako motorové vozidlo.

Podrobně to i s dalšími zákonnými podmínkami rozebírá průvodce výběrem elektrokola.

Jednotka taky hlídá teplotu motoru a stav baterie. Když se motor při dlouhém stoupání přehřívá, výkon si sama omezí, aby se nepoškodil. Řidič to pozná tak, že kolo v prudkém kopci najednou přidává míň, než na jaký režim je nastavené.

Motor jen předává sílu, nevymýšlí ji

Motor je poslední článek řetězce, který dostane povel od řídicí jednotky a promění elektrický proud v otáčky. Umí sedět na dvou místech, uprostřed u klik nebo v náboji jednoho z kol, a od toho místa se odvíjí, jak přesně sílu do pohonu předává.

Středový motor vhání sílu do řetězu ještě před převody, takže z ní stejně jako vy těžíte při řazení na lehčí rychlost, motor v náboji tlačí kolo přímo a na volbě převodu mu nezáleží. Rozdíl mezi oběma řešeními se výrazně projeví v terénu a při vážení hmotnosti kola, a protože jde o svébytné téma, patří do samostatného srovnání, ne do vysvětlení principu.

Ani jeden typ motoru netáhne kolo sám o sobě rychleji, než dovolí zákon. Výkon je u obou u legálního elektrokola limitovaný stejně, liší se jen způsob, jakým se síla dostane na zem.

Uvnitř motoru se nic netře

Motor elektrokola nemá kartáčky ani jiné součásti, které by se o sebe třely a rychle opotřebovávaly, jako starší elektromotory z hraček nebo vrtaček. Uvnitř sedí nehybná cívka, takzvaný stator, a kolem ní se otáčí prstenec s magnety, rotor. Řídicí jednotka posílá do cívky rychlé impulzy proudu, které magnety postrkují dál, a tím se motor otáčí.

Aby jednotka věděla, kdy přesně impulz poslat, potřebuje znát polohu rotoru. K tomu slouží další drobný snímač přímo v motoru, oddělený od senzoru šlapání na klikách. Bez něj by motor jen bezradně cukal na místě.

Tahle konstrukce má jednu praktickou výhodu. Protože se nic netře, motor sám o sobě nepotřebuje běžnou údržbu a vydrží roky bez servisního zásahu. Co se u elektrokola sjede první, jsou naopak mechanické díly kolem, řetěz, kazeta a brzdové destičky, na které se přenáší vyšší síla a vyšší hmotnost celého kola.

Kdo hlídá jednotlivé články baterie

Baterie elektrokola není jeden velký akumulátor, ale sada menších lithiových článků propojených do skupin. Aby fungovaly bezpečně a vydržely co nejdéle, potřebuje každá skupina vlastní dohled.

Tuhle práci dělá malá deska uvnitř baterie, které se říká systém pro správu baterie. Sleduje napětí a teplotu jednotlivých článků, při nabíjení je postupně vyrovnává, aby žádný nešel do přebití, a v případě zkratu nebo přehřátí dodávku proudu okamžitě přeruší.

Tahle ochrana pracuje automaticky a bez zásahu uživatele. Neznamená to ale, že se baterie nedá poškodit nesprávným zacházením, jen že má vestavěnou první linii obrany proti nejčastějším poruchám. Jak se s baterií zacházet, aby k poškození vůbec nedošlo, včetně nabíjení, mrazu a skladování přes zimu, popisuje znovu průvodce výběrem elektrokola, kde je to rozvedené jako samostatné bezpečnostní téma.

Baterie je zásobník, ne generátor

Baterie energii jen skladuje, nevyrábí ji. Jde o sadu lithiových článků propojených dohromady a řízených malou elektronikou, která hlídá, aby se články nabíjely a vybíjely rovnoměrně a bezpečně. Kapacita se udává ve watthodinách, zkratkou Wh, a určuje, kolik energie má motor celkem k dispozici. Čím větší číslo, tím déle motor vydrží přidávat, než dojde šťáva. Kolik to reálně znamená v kilometrech a co dojezd nejvíc sráží, je otázka výběru konkrétního kola podle vaší trasy, ne principu, jak baterie funguje, a řeší to znovu průvodce výběrem elektrokola.

Baterie dodává proud podle toho, co si vyžádá řídicí jednotka. Když jednotka pošle povel na plný výkon do prudkého kopce, baterie musí energii dodat rychle, a to ji zahřívá a časem opotřebovává rychleji než pozvolné dávkování v rovině.

Displej je jen okno do systému

Displej na řídítkách sám o sobě nic nerozhoduje. Jen ukazuje, co se děje uvnitř: zvolený režim asistence, stav nabití baterie a rychlost. Přepínání režimů na displeji mění, jak agresivně řídicí jednotka reaguje na signál ze senzoru, ne nic víc.

U některých systémů displej komunikuje i s telefonní aplikací a umí zobrazit historii jízd nebo diagnostiku. Je to nadstavba nad základním principem, ne jeho součást. Kolo funguje stejně, i kdyby displej úplně chyběl, protože smyčka senzor, jednotka, motor a baterie běží nezávisle na tom, jestli se na ni díváte.

Asistent chůze je výjimka z pravidla

Jedna funkce se z pravidla „bez šlapání žádná asistence“ vymyká záměrně. Stačí přidržet tlačítko a motor se rozjede sám, bez jediného otočení klik, ale rychlost mu zůstává o poznání nižší než při normální jízdě, zhruba jako svižná chůze. Hodí se na vytlačení kola do kopce nebo na popojetí na parkovišti, ne na jízdu. Popisuje ji norma pro jízdní kola s pomocným elektrickým pohonem EN 15194 a najdete ji v manuálech výrobců.

Mimo tuhle jednu výjimku platí zásada beze zbytku. Jakmile přestanete šlapat, motor se do vteřiny odpojí.

Proč se stejný režim cítí jinak na jiném kole

Dvě elektrokola mohou mít na displeji stejně pojmenovaný režim, třeba „eco“ nebo „turbo“, a přesto se chovat úplně jinak. Řídicí jednotka totiž nepracuje podle univerzálního vzorce, ale podle softwaru, který výrobce nastavil pro konkrétní motor a konkrétní použití.

Nastavení určuje, jak rychle asistence nastupuje po sešlápnutí, jak plynule se stupňuje s vyšší silou v pedálech a kde přesně končí, ještě než kolo dosáhne 25 km/h. Jeden výrobce laduje nástup měkce, aby kolo nepůsobilo trhaně, jiný ho naladí ostřeji, protože cílí na rychlejší rozjezd ve městě.

Právě proto se vyplatí projet se s konkrétním kolem, ne se spoléhat na popis parametrů v katalogu. Číslo výkonu v tabulce řekne, kolik motor smí maximálně dodat, ale nic neřekne o tom, jak plynule se k tomu číslu dostane.

Na co si dát pozor

Nabídka s otočnou rukojetí, která kolo rozjede bez šlapání jako motorku, není systém popsaný výše. Takové vozítko se řídí jinými pravidly a nemusí patřit mezi jízdní kola.

Kolo, které v žádném režimu nepřekročí 25 km/h a motor má maximálně 250 W, funguje přesně podle principu z tohoto textu. Cokoli, co tenhle limit obchází nebo posunuje, mění celou kategorii vozidla i povinnosti řidiče, a do toho se nemá cenu pouštět.

Stejně tak platí, že žádný ze snímačů nepozná, jestli jedete bezpečně. Senzor šlapání ani senzor síly nesledují okolní provoz, sklon vozovky ani to, jestli je terén mokrý. Vyhodnocují jen to, co se děje na klikách, a zbytek rozhodování zůstává na cyklistovi stejně jako na kole bez motoru.

Řídicí jednotka je uzavřený systém od výrobce. Zásah do jejího nastavení kvůli vyššímu výkonu nebo rychlosti není legální úprava, je to změna, po které kolo přestává být kolem.

Shrnutí

Celý princip se dá shrnout do jedné věty: senzor pozná, že šlapete, řídicí jednotka rozhodne, kolik síly přidat, motor ji dodá do pohonu a baterie za to všechno platí energií. Kdo chce vědět, podle čeho konkrétní elektrokolo vybrat, motor porovnat nebo baterii posoudit, najde postup v průvodci výběrem elektrokola.