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作者：曾郁茜/工研院

一、全球自行車產業現況與重要議題

觀察全球自行車產業發展有四大趨勢，分別為輕量化、電動化、智能與聯網化及共享與服務化。輕量化包含車架材質選用、車架結構設計、馬達輕量化與技術整合等議題；電動化包含動力套件如中置馬達、輪轂/輪側(邊)馬達、摩擦式馬達、低能耗馬達，及電池管理系統的軟啟動機制、短路偵測與預防、低電池靜置功耗及電池包覆於車架內設計等議題；智能與聯網化則包含終端設備、服務中心、服務與數據收集流程及傳遞之編碼與加密技術等議題，應用端則包含旅行資訊、交通管理、大眾運輸、商用物流、緊急服務等；共享與服務化則多為仰賴基於載具電動化後的聯網技術，並與後端管理平台串聯及相關數據匯流等，另將所收集之商業或個人資訊回饋於產業，進一步創造多元應用價值，讓車廠與營運商得以提供較精準之行銷、產品與服務。

二、全球相關廠商獨家技術與設計—輕量化

(一) 德國夫朗和斐應用研究促進協會LBF研究所-簍空車架及TES管狀電池能源系統

德國夫朗和斐應用研究促進協會的結構穩定性與系統可靠性研究所(LBF)利用載貨自行車(Cargo Bike)進行設計，其車架結構設計及構造由高強度鋁合金製成空心車架，與既有設計相較，減輕約40%的重量。

(二) 德國Huhn Cycles-3D列印鈦合金車架與強化幾何結構

Huhn Cycles為增材登山車製造商，其3D列印打造的Moorhuhn自行車於FORMNEXT CONNECT 2020挑戰賽中獲得Purmundus Challenge第一名頭銜。Purmundus Challenge為邀請來自世界各地設計師及工程師參加並基於以3D列印為主題的設計競賽，2020年競賽主題為「幾何與材料的和諧」。Moorhuhn自行車採用鈦合金，其輕量化及強度與碳纖維相當，但相較於碳纖維材質較能回收再利用，另透過增材製造技術(Additive Manufacturing Techniques)可優化自行車車架幾何結構，並由3D打印凸耳連接車架結構，有助於分散車架受力與提升節點強度。

(三) 義大利Bikee Bike-輕量電動輔助自行車動力套件

義大利電動輔助自行車改裝套件公司Bikee Bike，其動力套件以緊湊、輕量、合理價格等三大訴求為出發點，其輕量化套件Lightest中置傳動裝置僅1.65公斤，提供最高90Nm的扭矩，並可推動45 km/h的速度。Bikee動力套件最高提供1200W峰值功率套件，並有250W(25km/h)、500W(25km/h)及750W(40km/h)的低功率套件選項；電池模組則配合功率輸出提供250Wh到840Wh的電池。

(四) 英國Hummingbird Electric –All-in-One動力套件及輕量化車架

Hummingbird Electric為折疊式電動輔助自行車，車架為碳纖維製造，重量僅約10公斤，採用Zehus一體式(All-in-One)250W後輪轂馬達加上電池僅組3.4公斤，可輔助行駛30-40公里，最大輔助速度設置為25 km/h，可輔助降低40%踩踏力。充電器連接到後輪軸，僅需3個小時即可充滿電，再生制動功能則可在騎行時為電池充電，內建電池可循環3,000次，並可進行更換。

三、全球相關廠商獨家技術與設計—電動化

(一) 美國Beno Technologies-三重密封無輪轂驅動裝置

Beno Technologies成立於2016年，Beno為「Be Innovation」的簡稱，其電動輔助自行車Reevobike採三重密封無輪轂設計，無輪轂驅動裝置(Hubless e-Drive)設計於輪側，馬達功率750W(美規，歐規-250W)，搭配可卸式48V10.5Ah電池，可達極速25mph(美規，歐規-25kph)；在動力輔助方面，則有自適踏板輔助裝置(Adaptive Pedal Assist)偵測坡度，並即時調校輔助動力水平；另有生物辨識啟動、防盜感測器、內建GPS追蹤系統及轉向提醒等，提高車輛安全性。

(二) 美國E-BikeKit-前驅或後驅動力轉換套件

E-BikeKit提供不附電池的轉換套件(Conversion Kits without Battery)及附有電池的轉換套件(Bike Systems Lithium Battery)，讓傳統自行車可直接透過套件更換成為電動輔助自行車。附有電池的轉換套件可選擇前輪驅動或後輪驅動，分有高性能(Performance)與較能載重(人或貨物)的重型(Heavy-Duty)套件版本，高性能套件在48V電力輸出下，極速可達42km/h(26mph)。

(三) 美國Christini Technologies-全輪牽引驅動(AWD)電動輔助自行車

位於費城的Christini Technologies，成立於1999年，為全輪驅動(All-Wheel-Drive，AWD)自行車及機車產品領導廠商。AWD運作原理主要為透過牽引力控制前後輪，前後輪動力輸出可互相調配至符合當前狀況之動力配比，前輪採用CHRISTINI AWD單向離合器，後輪轂則採用Sun Ringle SRC通軸XD驅動器，如上坡時後輪打滑，動力可即時傳遞至前輪，由前輪牽引帶動前進；另當前輪遇到石頭或其他障礙時，牽引力則會傳遞至前輪推動前進。

(四) 西班牙BH Bicycle-全輪驅動(AWD)電動輔助自行車

BH Bicycle為西班牙知名自行車品牌，成立於1909年，一開始主要從事武器製造，1923年則展開自行車製造業務，其Easy Motion EVO Snow 29" Pro、Evo Big Bud Pro電動輔助自行車採全輪驅動，該特性可強化爬坡能力，並容易在較極端地形中(如沙地、岩地或雪地)表現穩定性，另若一組輪轂馬達失效後，仍可以輔助自行車前進，雖目前已停產，但二手車市仍熱銷。

四、全球相關廠商獨家技術與設計—智能與聯網化

(一) 德國Comodule-聯網資訊雲端化管理

Comodule成立於2014年，總部位於德國，研發中心位在塔林，並在臺北設有亞洲銷售部門。車隊管理(Fleet Management)解決方案為Comodule主要產品，可協助車隊數位化、車隊與平台雙向溝通及車隊診斷與即時支援等。

(二) 法國Velco-客製化資訊收集平台與智慧聯網車把

Velco主要利用聯網科技提供車隊管理及OEM相關解決方案，其中Webfleet Manager車隊管理平台服務可針對營運商需求客製化數據收集項目，如車輛位置、用途、站點/區域車輛數、使用流量、平均旅程距離及行駛路線等。

(三) 德國MAHLE-感測器同步車輛與騎士數據

MAHLE自行開發的App，可與自行車進行連結，使用戶可得知相關資訊，如騎乘距離及速度、旅途中所需電力、騎乘時脈搏數據，以及續航里程及維修提醒等，並提供防盜保護、實時數據、動態(動力)輔助級別、GPS定位及旅行紀錄等功能與資訊。

四、結論與建議

自行車產業近年來蓬勃發展，掌握國際關鍵技術將有機會在市場中實現差異化訴求，提高附加價值。本文以自行車輕量化、電動化及聯網化等三大趨勢彙整自行車產業重要技術與特殊產品設計，輕量化方面著重在車體結構設計，透過增程製造工程強化車體剛硬度，以及鋁合金與碳纖維車架的廣泛應用，另在馬達設計上採All-in-One之輪轂馬達一體式設計將重量減輕，提升騎乘效率；電動化方面則有無輪轂電動輔助自行車設計，將馬達裝於輪側帶動車輪前進，並有全輪驅動自行車，讓車輛在顛簸或打滑時維持動力與透過牽引方式達到最適動力配置；聯網化方面，則有系統商提供車隊管理平台，協助營運商設計App或管理平台客製化收集數據，以發展營運端之衍伸服務，在個人健身方面，則可根據心率、踩踏率、踩踏力道，提供個人化健身建議等。

臺灣自行車產業宜掌握國際發展趨勢，推動國內研發能量，建議可發展模組化動力套件與全輪驅動車款，或相關聯網系統衍伸服務，拉長「產品服務生命週期」，將有機會為產業帶來加值效果。