在今年的欧洲自行车展（Eurobike）上，Avinox、Gabao 等品牌纷纷展示了各自研发的电子无级变速器（eCVT）原型机或预生产样品。这种将电机与变速功能高度集成的新技术，引起了业内广泛关注——它是否会成为传统拨链器和变速箱的替代方案？
要回答这个问题，需要先了解 eCVT 究竟是什么，以及它如何工作。
什么是eCVT？
简单来说，eCVT是一种将电机和无级变速功能集成于一体的驱动单元，但它不使用物理齿轮。而是采用两台电机和一个行星齿轮组，无需任何物理改变，只需向电机发送不同的电子信号即可在一定范围内提供连续的齿比。例如，链轮的转速可以达到曲柄转速的1倍到5倍，从而实现500%的齿比范围，并且在这个范围内可以进行近乎无限的微调。
- 工作原理：eCVT的核心是行星齿轮组。理解行星齿轮组的关键在于它有三个同轴转轴，在eCVT变速器中，这三个轴分别作为两个输入轴和一个输出轴。两个输入轴的转速决定了输出轴（链轮）的转速。
- 与机械CVT的区别：eCVT与汽车或自行车花鼓中使用的机械式CVT（通常靠皮带和锥形轮物理改变传动比）完全不同。eCVT没有任何物理换挡动作，改变传动比只靠改变电信号，因此组件更少，可靠性也更高。
- 带来的体验：
- 恒定踏频：可以设置为在自行车加速或减速时保持骑行者的踏频恒定。
- 虚拟档位：骑行者还可以设置任意数量的“虚拟齿轮”，并通过安装在车把上的遥控器以传统方式进行切换
eCVT变速器的工作原理是什么？
以Owuru系统（如图所示）为例。（Gabao和Avinox的装置基于相同的原理）
在这个系统中，曲柄连接到中等尺寸的灰色花键。黑色外环直接连接到这些花键，也可以由我称之为扭矩电机的第一个电机直接驱动。该电机驱动外侧的黑色齿，并直接辅助曲柄转动外环。在普通的电动自行车驱动单元中，链轮会通过单向离合器直接连接到这个组件，这样电机就只辅助曲柄增加链轮的扭矩，而不是转速。这就是为什么把驱动外侧黑色花键的第一个电机称为扭矩电机的原因。
移至另一侧，当曲柄和/或扭矩电机驱动黑色外圈时，它会带动环形齿轮内侧的齿与白色行星齿轮啮合。如果中心的太阳轮静止不动，行星齿轮会绕自身轴线旋转，同时也会像行星绕太阳一样绕太阳轮公转（或公转）。三个行星齿轮的中心连接到一个行星架，该行星架隐藏在白色行星齿轮后面、黑色环形齿轮内部。该行星架连接到另一侧的输出轴，因此当曲柄/环形齿轮顺时针旋转且太阳轮固定时，链轮也顺时针旋转，但速度比曲柄慢，具体速度取决于环形齿轮和太阳轮的齿数。
但如果中心的太阳轮保持静止，链轮的转速仍然与曲柄的转速直接相关。关键在于，第二个电机通过中间的钢轴连接到太阳轮。当电机与曲柄同向旋转时，链轮相对于曲柄的转速会加快，从而有效地提高传动比。电机也可以在曲柄静止时（例如在滑行或步行模式下）旋转，甚至可以反向旋转以降低链轮相对于曲柄的转速。这样，速度电机就可以独立于曲柄转速来调节链轮转速。
速度电机本身无法控制链轮的扭矩。链轮扭矩会根据太阳轮和齿盘的齿数按一定比例分配。因此，为了在骑行者无需加大踩踏力度的情况下增加输出扭矩，扭矩电机就会启动。
这样，就可以通过两个电机独立控制输出链轮的转速和扭矩。因此，eCVT 仅通过对这两个电机的电子控制，即可同时控制助力比（输出功率/输入功率）和传动比（输出转速/输入转速）。
eCVT的优势
1、超宽齿比范围
可精确控制输入转速与输出转速之比，例如 Gabao 的系统能提供曲轴转速 0.8 倍至 4 倍 的齿比（即 500% 的调节范围），且在此范围内可实现近乎无限的微调，无固定档位间隔。
2、结构紧凑，活动部件极少
仅需一套行星齿轮组即可实现，活动部件数量远少于传统的 6 速或 12 速机械变速箱。
3、换挡平顺无中断，无动力延迟
不同于传统变速箱（如 Pinion MGU）在换挡时出现的动力下降和顿挫，eCVT 改变齿比仅需调整电信号，无需物理移动，在欧洲自行车展上试骑Gabao eCVT时，将其设置为最大助力模式（1500瓦），并用力拉住后刹车进行冲刺。强制它切换到手动模式（该模式下有12个“虚拟档位”），也能毫不费力地完成换挡。这就是基于eCVT的换挡原理——调整发送给电机的电信号。
对于某些应用场景，再生制动或倒档功能或许可行。这可能不适用于全避震电动山地车，但对于货运自行车而言，却是一项显著优势。
除此之外，它还具备“传统”电机变速箱单元的所有优势，包括更优的重量分配和悬挂性能、（潜在的）更高可靠性以及静止状态下换挡的能力。
eCVT的缺点
1、技术未成熟
对eCVT推广前景持怀疑态度的最大原因在于，这项技术在电动自行车领域尚未得到充分验证。Owuru已为迪卡侬的城市自行车量产了一款基础型号，还有一些公司瞄准通勤市场，但我们尚未看到该技术在越野路况下的表现。
2、重量与体积
目前我们看到的eCVT原型机比传统驱动单元略显笨重，例如Avinox的eCVT就需要采用不同的安装标准。它们的重量也更重（Gabao的eCVT重3.85公斤，而Axinox M2S为2.6公斤），因此即使考虑到不再需要的部件（例如拨链器和飞轮）的重量，整个系统的重量也可能增加几百克。不过，Gabao声称其重量仍然比Pinion MGU轻300克。
3、效率与法规问题
另一个问题在于其效率。你可能会好奇在没有电力辅助的情况下——例如，当骑行速度超过辅助速度限制时，或者电池没电时——变速是如何工作的。扭矩电机可以关闭，但为了让链轮的转速高于曲柄，速度电机必须运转。这可能不会增加骑行者在链轮上的扭矩（取决于系统的齿轮比），但会提高转速。由于功率 = 扭矩 × 转速，这意味着系统必然会放大骑行者的功率，从而提供更大的齿轮比（这在欧洲，对于时速超过25公里/小时或北美时速超过20英里/小时的1级电动自行车来说是违法的）。
Pinbike向Gabao的首席技术官询问了这个问题，在他们的系统中，一个电机（扭矩电机）可以充当发电机，向另一个电机（速度电机）输送电力。这样，它就可以保持“辅助中立”——在不提供功率的情况下提高输出转速。然而，这个过程不可避免地会有一些损耗——如果发电机和电机的效率都是90%，那么整个系统的效率就只有81%。这并不理想。但只要符合监管规定，或许可以利用电池来弥补动力不足，而无需额外提供辅助动力。不过，这样做会消耗电池电量。
那么电池耗尽后会发生什么呢？据了解，Gabao系统在显示屏显示电量为0%后会保留一些能量。这是为了确保变速功能能够维持到你回家为止。但是，我认为这种方式的耗电量会远远超过使用MGU（电机发电机）或由主电池供电的电子变速器进行变速，后者通常可以在辅助动力停止后继续变速数小时。
4、高功率需求，不适用于低功率车型
Avinox也表示，他们的系统需要强劲的电机才能正常工作。这或许可以解释为什么Gabao一出手就推出了1500瓦的电机，而Avinox似乎也是类似的功率。然而，这表明这项技术可能并不适用于轻度助力车型，例如SL电动山地车。
那么，eCVT 变速器是未来趋势吗？
在 Eurobike 上，Avinox 联合 Canyon、Forbidden、Commencal、Mondraker 和 Megamo 等品牌展示了五款搭载其 eCVT 原型机的概念车，而 Gabao 虽未公布合作品牌，但有传言称某知名厂商即将采用。这些概念车多为长行程重型车型，暗示该系统当前更偏向重力导向的应用场景。
不过，目前尚未有独立的效率测试和踩踏感受对比数据。因此，尽管 eCVT 技术正在迅速发展，现在断言其会取代传统拨链器或变速箱为时尚早。可以预见的是，传统拨链器驱动的电动自行车仍将在低成本、轻量化或低功率车型中占据一席之地，而 eCVT 则可能率先在高端、大功率、注重耐用性的细分市场（如重型 eMTB 或货运自行车）找到突破口。
