电子无级变速器（eCVT）很可能成为电动山地车（eMTB）的下一个重大突破。Gobao 和 Avinox 都在欧洲自行车展上展示了他们的最新产品，获得了大量关注。据外媒消息，去年Fox Factory也申请了一项 eCVT 技术专利，虽然还没有正式获批，但设计思路十分独特。

跟Pinion等品牌主打的MGU（电机齿轮箱单元）相比，eCVT 的优势在于重量更轻、耐用性更高，以及在负载下换挡更顺畅。此外，eCVT 还拥有无限的齿比选择，而非有限的预设齿比。

eCVT 的基本原理是利用两个输入电机协同工作，控制输出轴（即链轮）的转速和扭矩。当然，链轮的转速与曲柄的转速是解耦的。一个扭矩电机直接连接到输入轴（曲柄轴），负责调节链轮的扭矩；而一个转速电机则控制链轮的转速。eCVT 内部没有机械变速机构；齿轮比是通过改变上述电机之一的转速来电子调节的。

但Fox Factory的设计与我们在自行车行业见过的任何 eCVT 设计都截然不同。例如Owuru eCVT，它包含了行星齿轮组和两个电机，但Fox 的设计采用了一种应变波结构和两个电机。

应变波结构在TQ电机的HPR-40、HPR-50和HPR-60型号中应用。在TQ电机中，其“谐波销环”机构（也称为应变波机构）的作用是将电机的高速低扭矩转换为链轮所需的相对低速高扭矩，减速比固定为 17.5:1。Fox 的设计也基于与 TQ 相同的减速原理，但 Fox 设计的减速比是可变的，实际的减速比取决于第二个电机的转速，于是顺理成章成了“电子无级变速”。

图3是Fox 专利中提出的应变波齿轮机构的布局。效果演示中由电机驱动的波发生器（135，绿色）使内部柔性花键齿轮（140，红色）发生形变，从而使其绕着圆形外齿轮（145，蓝色）的齿“移动”。外环齿数与柔性花键齿数之比决定了柔性花键绕圆周“移动”的速度。

如此一来，电机的高转速、低扭矩输出便可一步转换为低转速、高扭矩输出。Fox 专利指出，该布局可实现高达 100:1 的减速比。

因此，改变柔性花键和外圆齿轮的齿数比例可以改变减速比。另一种改变方法是将外圆齿轮改为旋转部件。

“应变波齿轮机构包括由第一电机驱动的圆形花键、由第二电机驱动的波发生器以及配置为向车轮输出动力的柔性花键”——Fox

 

双电机如何协同工作？

Fox eCVT 变速器配备两个电机。其中一个电机 (110) 与骑行者的踩踏频率相结合，控制应变波机构内部波形发生器的转速；另一个电机 (105) 控制应变波机构外环花键的旋转。这两个电机共同作用，影响柔性花键的扭矩和转速，而柔性花键最终决定链轮的扭矩和转速。

骑行者的踏频由曲柄轴检测。第二个电机（110）匹配（或放大）该踏频，驱动应变波机构（115）内的波形发生器，从而在柔性花键（140）中产生运动。这是两个电机的差动输出。它驱动小齿轮（120b）旋转，进而驱动链轮旋转。

这一专利的曝光，意味着着 Fox Factory 正式向传动系统领域发力，未来的 eMTB 市场格局或许真的要变了。