XNUMX. XNUMX.Enquête achtergrond

　Elektrisch ondersteunde fietsen zijn in Japan populair geworden omdat het stadsfietsen zijn (algemeen bekend als mamachari) waaraan een elektrische ondersteuningseenheid is toegevoegd. De reden hiervoor is dat het in 2009 legaal werd voor fietsen om drie personen te vervoeren, zolang ze maar voldeden aan de normen voor tweezitsfietsen, waardoor het voor kinderen gemakkelijk werd om hun fiets op te halen en af ​​te zetten (er is minder trapkracht vereist). Fietsen werden populair. (Als er twee kinderen zouden worden vervoerd, zou het gewicht meer dan 30 kg bedragen, waardoor het instabiel wordt om met de hand te rijden en er dus elektrische energie nodig was om de trapkracht te ondersteunen.) Bovendien wordt in de wereld (vooral in Europa) de nadruk gelegd op sportiviteit De populariteit van elektrisch ondersteunde fietsen neemt toe. Zoals hierboven beschreven vertoont de vraag naar elektrisch ondersteunde fietsen tekenen van een toenemende vraag, zowel in Japan als in het buitenland. In de toekomst zullen de meeste fietsen waarschijnlijk worden uitgerust met elektrische ondersteuning en zal verdere ontwikkeling van elektrische aandrijfeenheden nodig zijn. Daarom zullen we de status analyseren van patentaanvragen die zich richten op aandrijfeenheden, de belangrijkste onderdelen van elektrisch ondersteunde fietsen, en toekomstige trends op het gebied van elektrisch ondersteunde fietsen voorspellen.

*Het productieaantal elektrisch ondersteunde fietsen in Japan is van 2015 tot 2022 veranderd van ongeveer 20 naar 33 eenheden. (Van de Fietsvereniging, General Incorporated Association)　

XNUMX.Technisch overzicht

　Er zijn kleine verschillen in de normen voor elektrisch ondersteunde fietsen, afhankelijk van het land. In het bijzonder moeten Japanse elektrisch ondersteunde fietsen de hulpkracht zo beheersen dat deze bij 24 km/u nul bereikt. Op dit punt is het in Europa niet nodig om de hulpkracht te controleren, alleen de maximale hulpsnelheid en het maximale vermogen van de motor worden geregeld. Vanwege deze verschillen in regelgeving winnen in China gemaakte elektrische fietsen, die geen controlefuncties vereisen, marktaandeel in Europa. De laatste jaren is de aandacht echter gericht op sportgerichte (gezondheidsgerichte) fietsen die de trapkrachtondersteuning kunnen regelen, en de vraag naar elektrische fietsen die zijn uitgerust met aandrijfeenheden die de juiste hoeveelheid hulpkracht kunnen regelen, neemt toe.

XNUMX. XNUMX.Enquêtestrategie (overzicht)

　Bij deze zoekopdracht is een octrooipopulatie gecreëerd volgens de volgende zoekstrategie.

・Eerst hebben we ons op Japan geconcentreerd om de trends van binnenlandse fabrikanten te begrijpen.
・Van toepassing op aanvragen ingediend na 10 januari 2015, de meest recente 1 jaar. (Omdat het in opkomst is)
・Maak een groep aandrijfeenheden voor elektrisch ondersteunde fietsen.
└ Fietsen uitgerust met elektromotoren B62M6/40, B62M6/80 IPC (FI) classificatiecode,
　Het toepassingsgebied is IPC (FI): B60L15/00, dat in grote lijnen elektrisch ondersteunde fietsen omvat, en F-term: 5H125, die wordt gegeven vanuit het technisch perspectief van "elektrisch ondersteunde fietsen", werd gebruikt.

Door de bovenstaande IPC- en F-term-classificatiecodes toe te passen, werden zoekbewerkingen uitgevoerd en werden 1167 items als populatie ingesteld.

<Classificatie van gebruikte patenten>
・ B62M6/40 ・Fiets met passagiersaandrijving en elektrische hulpmotor [2010.01]
・ 5H125AA18 Elektrisch ondersteunde fiets (een die menselijke kracht ondersteunt)
(Compatibel IPC (FI): B60L15/00 Besturingsmiddelen voor het aandrijven van voertuigen met elektrische aandrijving met een bepaalde snelheid, bijvoorbeeld het toerental van de tractiemotor)

4. Applicatietrends (analyse van de vastgestelde populatie)

·Applicatietrends in Japan
　Het aantal octrooiaanvragen met betrekking tot aandrijfeenheden voor elektrisch ondersteunde fietsen bedraagt ​​955/1167 (exclusief de door motoren aangedreven fietsen in abstracto). Als gevolg daarvan stijgt het aantal aanvragen sinds 2015 en in 2018 is het aantal aanvragen snel gestegen tot 195 aanvragen. De afgelopen jaren is er wereldwijd sprake van een trend van toenemende vraag, dus het lijkt erop dat er inspanningen worden geleverd voor ontwikkeling. Toekomstige trends in toepassingen zullen nauwlettend in de gaten worden gehouden.

*1) Onbepaald: Aangezien het pas zal worden gepubliceerd als er één jaar en zes maanden zijn verstreken sinds de aanvraag, wordt het aanvraagjaar dat ten tijde van het onderzoek ongepubliceerde staatscouranten omvat, behandeld als het onbepaalde jaar.

　Voorafgaand aan het onderzoek werd gedacht dat de ranglijst van topkandidaten gedomineerd zou worden door Panasonic en Yamaha, maar het was onverwacht dat Shimano Panasonic voorbijstreefde en de eerste plaats behaalde. Bovendien eindigde Taiyo Yuden, een fabrikant van elektronische onderdelen (inductoren, enz.), op de 4e plaats en werd bevestigd dat hij producten ontwikkelt die verband houden met elektrische fietseneenheden (motoronderdelen).

・Applicatietrends en aantal sollicitaties voor de top 7 aanvragers

　Shimano ziet sinds 201 een sterke stijging in het aantal aanvragen. Momenteel zijn er in 2018 99 aanvragen ingediend, waarbij het grootste aantal aanvragen betrekking heeft op aandrijfeenheden voor elektrische fietsen, maar het aantal aanvragen daalt sinds 2019.
　Hoewel het aantal aanvragen voor Panasonic, Yamaha en Honda Motor Co., Ltd. enigszins fluctueerde, bereikte het bovendien een piek in 2018-2019 en is het de afgelopen jaren aan het dalen. Er wordt aangenomen dat het proces zich verplaatst van ontwikkeling naar productie. Taiyo Yuden had het aantal aanvragen tot 2019 op ongeveer 10 gehouden, maar sinds 2020 is het aantal aanvragen afgenomen, maar de ontwikkeling is doorgegaan.

XNUMX. zoekresultaat

　Panasonic en Yamaha, de topfabrikanten wat betreft het indienen van aanvragen, hebben bevestigd dat Shimano sinds 2017 het nummer één bedrijf is geworden in termen van het aantal aanvragen en deze nummer één positie behoudt. Shimano is een wereldberoemde fabrikant van fietsonderdelen en heeft zich de afgelopen jaren gericht op de ontwikkeling van elektrische aandrijfeenheden, en je kunt zien dat ze hieraan werken als een van de belangrijkste producten van Shimano. Bovendien worden er over de hele wereld andere fietsonderdelen dan elektrische aandrijfeenheden verkocht en maken veel fietsfabrikanten (afgewerkte fietsproducten) in Europa, Taiwan, de Verenigde Staten enz. gebruik van Shimano, zodat elektrische aandrijfeenheden nu overal ter wereld worden verkocht. de wereld, dat zie ik (uit algemene informatie). Panasonic verkoopt de meeste van zijn elektrisch ondersteunde fietsen voornamelijk voor de binnenlandse vraag, maar is vanaf ongeveer 2017 begonnen met de productie van elektrisch ondersteunde fietsen (voltooide producten) voor sportdoeleinden en is begonnen met de productie van elektrisch ondersteunde fietsen voor sportdoeleinden. Bovendien is gemeld dat Yamaha's elektrische sportaandrijfeenheden sinds ongeveer 2015 op de markt zijn en momenteel hun aanwezigheid in Europa tonen.

　Zoals hierboven vermeld, werd het aantal patenten met betrekking tot aandrijfeenheden voor elektrische fietsen gedomineerd door de twee belangrijkste fabrikanten van aanvragen, maar het lijkt erop dat Shimano onlangs is begonnen met de ontwikkeling van aandrijfeenheden voor elektrische fietsen, wat heeft geleid tot een ontwikkelingswedstrijd tussen de drie fabrikanten. Elektrische aandrijfeenheden van Bosch en Yamaha worden veel gebruikt in Europa, en het zal interessant zijn om te zien hoe Shimano, als al lang bestaande fabrikant van fietsonderdelen, aandrijfeenheden voor elektrische fietsen gaat ontwikkelen. Daarnaast zullen Yamaha en Panasonic zich ook concentreren op trends in hun inspanningen om uit te breiden. Bovendien zien we nieuwe fabrikanten (startups, Chinezen) de markt betreden, dus we moeten de trends in de ontwikkeling van elektrische aandrijfeenheden voor fietsen in de gaten houden. Waarom wordt Honda Motor Co. er bovendien bij betrokken als het geen aandrijfeenheden (mechanismen) voor elektrisch ondersteunde fietsen ontwikkelt? Er zijn veel toepassingen gerelateerd aan besturingssystemen voor aandrijfeenheden (inclusief elektrische fietsen), en deze omvatten patenten met betrekking tot besturingssystemen voor aandrijfeenheden van elektrische fietsen, dus deze zijn opgenomen in de populatie van dit onderzoek.　
*Uitgelegd in trendrapporten van grote bedrijven.

5.1 Shimano’s trends

　Elektrisch ondersteunde fietsen die Shimano rond 2010 ontwikkelde, hadden voornamelijk een elektrische aandrijfeenheid met een motor ingebouwd in de naaf (voorwiel). Deze configuratie had een elektromotor die aan de voorwielnaaf was bevestigd om de voertuigsnelheid en het motorvermogen te regelen.
　Degene die in 2018 werd ingediend, verplaatst de elektrische hulpeenheid naar de crank en heeft een groter aantal sensoren, die de hulpkracht regelen door de menselijke belasting te voelen die op de pedalen wordt uitgeoefend.

Referenties:JP 2020-1578
　De huidige toepassing is een aandrijfmechanisme van het type met één as, en heeft specificaties die gedetailleerde hulpcontrole mogelijk maken met behulp van verschillende sensoren. Omdat het een aandrijfmechanisme met één as is, heeft het bovendien het kenmerk van directe ondersteuning, wat de voorkeur heeft in Europa en andere landen.
*Er zijn ook aanvragen ingediend in Duitsland, wat erop wijst dat Shimano zich geleidelijk gaat concentreren op elektrische onderdelen door gebruik te maken van de kracht van het onderdelenmerk.

　Bovendien is gemeld dat het bedrijf onderdelen van hulpeenheden (zie onderstaande afbeelding) wereldwijd verkoopt onder de naam "SHIMANO STEPS".
*Maakt gebruik van een aandrijfmechanisme met één as.

　Shimano heeft onlangs een technologie aangevraagd die mechanisch gegevens leert en controleert die zijn verkregen uit een groot aantal sensorinformatie (JP 2020-6834,JP 2023-151357 enz.), wordt voorspeld dat in de toekomst de besturing van elektrische onderdelen, inclusief elektrische hulpeenheden, gecommercialiseerd zal worden, waarbij AI/ML is geïntegreerd.

5.2 De trends van Panasonic

　Panasonic staat al vóór 2010 bekend als een Japanse fabrikant van elektrisch ondersteunde fietsen.
　Het elektrische aandrijfmechanisme van Panasonic rond 2010 heeft een aandrijfeenheidconfiguratie die een pedaalkrukas omvat, maar is samengesteld uit twee assen: een menselijke krachtas voor het trappen, en een as voor het genereren van koppel (een elektromotor) voor assistentie. was dat De afgelopen jaren (2018) zijn er echter door aandrijfeenheden waarvoor aanvragen zijn ingediend, eenheden ontwikkeld die in twee configuraties kunnen worden gebruikt: enkelassig en dubbelassig, en units die alleen enkelassig of dubbelassig zijn. dat ze een verscheidenheid aan aandrijfeenheden ontwikkelen met twee specificaties: een die direct hulpkoppel levert bij een type met één as, en een die een mild hulpkoppel levert bij een type met twee assen. Wat de toekomstige besturingstechnologie betreft, zijn er momenteel geen pogingen om AI/ML te gebruiken om de aandrijfeenheid te besturen, maar de AI/ML-technologie van Panasonic is al in andere producten toegepast en is noodzakelijk. Er wordt aangenomen dat de ontwikkeling snel zal gaan als er een geslacht naar voren komt. Het huidige nieuwste model (2024) is een fiets met trapondersteuning die gemakkelijk in gebruik, compact, gemakkelijk mee te nemen (kinderen vervoeren) en geschikt is voor woon-werkverkeer naar school en voor ouderen. Het bedrijf verkoopt ook e-BAKE ``XEALT'', wat de nadruk legt op sportiviteit.

　De basisconfiguratie van de aandrijfeenheid van Panasonic. In eerste instantie de aandrijfeenheidconfiguratie voor elektrisch ondersteunde fietsen. *Patent 4906982[Figuur 2] Zie

　Verder is deze figuur een doorsnede van een aandrijfeenheid met een uniaxiale configuratie. Een aandrijfeenheid die zowel in een enkelassige configuratie als in een tweeassige configuratie kan worden gebruikt. Deze configuratie is ingediend voor een structuur (Fig. 7) die voornamelijk een tweeassige configuratie is, maar een aangepast voorbeeld is de configuratie getoond in (Fig. XNUMX).
Referenties:JP 2020-79016
(De configuratie van figuur 2 is JP 2023-49765is ook overgenomen)

5.3 Trends bij Yamaha Motor

　Net als Panasonic is Yamaha Motor een grote binnenlandse fabrikant die elektrisch ondersteunde fietsen ontwikkelt, en was het het eerste bedrijf in Japan dat elektrisch ondersteunde fietsen ontwikkelde en verkocht. Bekend is dat hij destijds (1993) onder de naam "PAS" werd verkocht. Daarna probeerden we uit te breiden naar Europa, maar op het moment van de verkoop werden elektrisch ondersteunde fietsen in Europa niet ondersteund door menselijke kracht, maar werden ze geaccepteerd als fietsen die eenvoudigweg de snelheid en het vermogen konden controleren (ze konden ook zelfrijdend zijn). Omdat de elektrische hulpbediening in Japanse stijl echter niet populair was, verliep de verkoop traag en moest het bedrijf zijn strategie heroverwegen. In 2014 hebben we een aandrijfeenheid ontwikkeld die het vorige probleem verbeterde (de besturingsmethode van het elektrische ondersteuningsmechanisme herzien) en deze opnieuw naar Europa uitgebreid. De aandrijfeenheid is ontwikkeld en op de markt gebracht voor Japan en Europa, en naar verluidt bereikte de cumulatieve productie van aandrijfeenheden in 2019 500 miljoen eenheden.
　Op basis van de toepassingsstatus wordt de aandrijfeenheid van Yamaha Motor ontwikkeld in twee configuraties: een type met één as en een type met twee assen. Het type met één as geeft gemakkelijk een direct gevoel af, en het type met twee assen is goed Het is bevestigd dat de ontwikkeling van een elektrisch ondersteunde fiets gebruik maakt van de kenmerken van

Referenties:JP 2019-147528
　Het heeft een tweeassige configuratie met een pedaalas en een as voor het genereren van hulpkoppel, en het koppel wordt gedetecteerd en geregeld vanaf de pedaalas. *Zie figuur 1

Referenties:JP 2019-31257
　Er is een aanvraag ingediend voor een aandrijfeenheid met een configuratie met één as, waarbij de pedaalas en de as voor het genereren van hulpkoppel een gemeenschappelijke as delen. *Zie figuur 1

　Daarnaast zijn er in aanvragen ingediend na 2022 veel uitvindingen met betrekking tot de besturing voor het efficiënt leveren van elektrische stroom (batterij) in de configuratie van de elektrische aandrijfeenheid zoals hierboven beschreven.JP2022-118600,JP 2023-30689 etc. zijn ook te zien.

5.4 Trends bij Honda Motor Co., Ltd.

　Het was in maart 2023 dat er informatie was dat Honda Motor Co., Ltd. de markt voor elektrisch ondersteunde fietsen betrad. Wat werd aangekondigd was "SmaChari", dat betrekking heeft op de besturing van elektrisch ondersteunde fietsen. De besturingsgerelateerde uitvinding is een werkwijze voor het regelen van een motoraandrijfkracht volgens een pedaalkracht die wordt geschat door een rekeneenheid die de pedaalkracht schat, zonder de structuur voor het detecteren van de pedaalkracht ingewikkeld te maken of een aanpassing van de fiets te vereisen. controle. Referenties:JP 2020-124945

　Figuur 100 toont de configuratie van de elektrische ondersteuning. In figuur XNUMX bestuurt een besturingseenheid XNUMX de aandrijving van een motor op basis van wat door verschillende sensoren wordt gedetecteerd. Het lijkt erop dat dit soort controle gekoppeld aan een smartphone-app is gecommercialiseerd als ``SmaChari.''

5.5 Nidek-trends

　De bedrijfsnaam van Nidek is in 2023 gewijzigd van de bedrijfsnaam Nidec naar "Nidek". Het patent in 2023 is geregistreerd onder de oude bedrijfsnaam.
　Nidek ontwikkelt borstelloze gelijkstroommotoren en anticipeert op de vraag naar motoren voor elektrisch ondersteunde fietsen.
　Het elektrische voertuig 100 is een elektrisch ondersteunde fiets die de trapkracht van de gebruiker ondersteunt, en de aandrijfinrichting 10 is geconfigureerd met een krachtoverbrengingsmechanisme 103 om een ​​aandrijfmechanisme te vormen voor een elektrisch ondersteunde fiets.

Referenties:JP 2022-121335
　Figuur 100 Een elektrisch voertuig 101 omvat een voertuigcarrosserie 102, twee wielen 103, een krachtoverbrengingsmechanisme 10, een aandrijfinrichting 104 en een stroomvoorzieningsgedeelte XNUMX. Figuur XNUMX is een perspectivisch aanzicht van de binnenkant van de aandrijfinrichting.

5.6 Bosch-trends

　Bosch produceert elektrische aandrijfeenheden voor elektrische sportfietsen. De afgelopen jaren heeft het bedrijf zich geconcentreerd op het leveren van aandrijfeenheden voor elektrisch ondersteunde fietsen, ``Bosch eBike Systems.'' De in Japan toegepaste technologie omvat onder meer een methode voor het bedienen van een elektrisch ondersteunde fiets die kan worden aangedreven door spierkracht en aanvullend motorvermogen, een hulpkracht van de motoraandrijfeenheid en een methode voor het hanteren van obstakels in een hindernisbaan afhankelijk van de obstakels. Er wordt echter hulpcontrole uitgevoerd om dit probleem gemakkelijker en betrouwbaarder te overwinnen dan in het conventionele geval. Op deze manier concentreren we ons op de ontwikkeling van een elektrisch ondersteunde aandrijfeenheid die een gedetailleerde controle van de hulpkracht mogelijk maakt.
Referenties:JP 2023-81345

5.7 ZF-trends

　Het is een fabrikant van auto-onderdelen en produceert aandrijfeenheden (voor voertuigen) die compatibel zijn met elektrificatie. Tijdens dit onderzoek hebben we een patent gevonden met betrekking tot een fietsaandrijfeenheid dat was ingediend door ZF, dus we willen dit hier graag introduceren.
Referenties:Speciale tafel 2023-519268

"Aandrijfeenheid (10) voor een mensaangedreven voertuig, in het bijzonder voor een fiets of EPAC, omvattende een trapas (14), een elektrische hulpaandrijving (16) en een als holle as uitgevoerde uitgaande as. (22) ) zijn coaxiaal ten opzichte van elkaar opgesteld.”

XNUMX.Samenvatting

　Een trendanalyse van patentaanvragen heeft bevestigd dat de motorische besturing van elektrisch ondersteunde fietsen jaar na jaar evolueert.
　In de toekomst zal er behoefte zijn aan controle die kan worden toegepast op een breder scala aan menselijke macht.
　De technologie voor het verwerken van gegevens die door sensoren worden gedetecteerd, omvat AI/ML-technologie om mensvriendelijke controle uit te voeren (bijvoorbeeld reageren op pedaalkracht, reageren op de omgeving, voldoen aan wet- en regelgeving, enz.), en vereist als reactie optimale hulpcontrole. aan voortdurend veranderende omstandigheden. Dat wordt verwacht (Vanaf 2023 hebben sommige fietsfabrikanten het al overgenomen, maar het is niet genoeg)

Onderzoek deel 1 Iwata