家访/电动自行车：近年来，紧凑轻便的电动自行车电机发展显著改变了市场格局。巴伐利亚公司TQ是这一领域的关键参与者，尤其凭借其HPR50电机，在轻型电动山地车的发展趋势中发挥了重要作用，并正通过HPR60和HPR40进一步推动这一趋势。我们参观了位于阿默湖畔伊宁的TQ工厂，与开发人员探讨了传动理念和传感器技术，并详细了解了他们的本地生产情况。
TQ的故事：从电子产品服务提供商到电动自行车先驱
TQ如今在自行车行业扮演如此重要的角色，这在公司1994年成立之初是无法预料的。公司最初只有两名员工，主要业务是电子服务和早期机器人技术。如今，TQ在全球拥有约2.000名员工，其中约200人在位于阿默湖的电动自行车部门工作。
自行车驱动系统的研发历程始于2010年左右，与托尼·罗斯伯格（Toni Rossberger）密切相关。这位前极限运动员兼机械装配工长期以来一直致力于为航空航天等领域开发TQ解决方案，后来他亲自参与了一家电动自行车初创公司。然而，当时的原型产品笨重不堪，而且采用效率低下的链条设计。罗斯伯格寻求的是一种旋转对称、结构紧凑的解决方案。由于现有的电动自行车工业变速箱既不高效也不经济，他开发了自己的概念，最终奠定了如今TQ产品组合的基础。
技术：谐波销环齿轮
TQ传动系统的核心是所谓的销环传动装置，也称为“HPR”（谐波销环传动）。与传统的同轴传动或多级齿轮设计不同，这种结构能够实现极其紧凑的环形动力传输。这使得在非常小的安装空间内即可实现极高的扭矩密度。另一个技术优势在于其围绕五通轴的集成设计，从而可以实现较低的Q值（脚踏之间的距离）和较短的后下叉长度。
TQ的首款量产电机HPR 120S于2014年问世。这款电机最大扭矩高达120牛·米，在当时可谓遥遥领先——相比之下，第二代博世Performance Line CX电机当时的扭矩为75牛·米，但重量却更重。尽管从今天的角度来看，120S或许显得有些过时，但它却展现了销环式传动技术的核心性能。
通过软件实现创新：用力测量代替传统传感器
中置电机设计面临的最大挑战之一是集成扭矩传感器。这通常需要空心轴和额外的空间，这与电机追求极致紧凑的目标相悖。因此，TQ 选择了一种非常规方案：驱动器无需传统的扭矩传感器。
TQ 并没有采用传统的机械结构，而是使用安装在五通轴承上的成熟应变片。这些应变片能够精确测量踩踏时产生的垂直力和最小扭转力。真正的奥秘在于软件：一个高度复杂的算法实时处理这些数据，不仅计算施加的扭矩，还能分析踩踏技巧、重心分布（左右），甚至检测骑行者是否站立。这种简化的机械结构与先进软件的完美结合，是目前 TQ 电机尺寸紧凑的关键因素。
范式转变：从动力源到辅助动力
尽管TQ最初专注于追求极致性能，但他们很快意识到，在高功率领域与博世、禧玛诺或博泽等行业巨头直接竞争会适得其反。通过与对传统电动自行车持批评态度的骑行者进行试骑和数据分析，他们发现了一个新的需求：电机应该保留非电动自行车的自然骑行感受，而不是用强大的动力掩盖它。
从这个“潜艇项目”中诞生了一种齿轮比更低、功率更小、飞轮质量更轻、噪音更低的驱动装置。这标志着HPR50的诞生。这款电机专为那些既想获得灵敏、高效的助力，又不想牺牲山地车操控灵活性的骑行者而设计。它被整合到Trek等主流厂商的车型中，最终为TQ在快速增长的轻型电动山地车市场带来了决定性的突破。
HPR系列的发展历程：HPR60和HPR40
TQ的产品策略也很有意思。HPR60是HPR50的升级版，在相同的外壳尺寸下，扭矩提升了10牛米，峰值功率提高了50瓦，同时还优化了散热管理。这种向下兼容性对机架制造商和终端用户来说都是一大优势，因为其外形尺寸保持不变。
HPR40电机将极简助力理念发挥到了极致。这款电机重量仅略超过一公斤，专为电动砾石自行车和电动公路自行车设计。从外观上看，电机完全隐藏在链轮后面，使得这类自行车与传统自行车几乎难以区分。
阿默湖的生产情况一览
此次参观的一大亮点是位于伊宁的生产设施。在如今的自行车市场，“德国制造”往往只是一个营销噱头，但在这里却是实实在在的现实。TQ的垂直整合能力令人印象深刻。大部分传动部件、复杂的电力电子设备以及电机的最终组装都在公司自身的生产网络（伊宁、佩廷、德林）内完成。
在装配线上，各个部件通过半自动化流程组装在一起，精密的机器人和熟练的手工操作完美配合。研发部门与批量生产部门的紧密联系尤为值得关注。这使得改进后的部件或原型通常能够在24小时内完成测试和应用——这在如此快节奏的技术环境中是一项巨大的优势。
创新终有回报
参观TQ E-Bike公司表明，创新并不总是意味着追求最高的性能指标。TQ凭借其独特的针环技术和基于软件的功率测量技术，在技术上实现了显著差异化，并开辟了一片新天地，如今已成为自行车行业最重要的发展趋势之一。高度本地化生产以及电机在相同外形尺寸下持续的迭代升级，使得该系统不仅对自行车制造商极具吸引力，也深受精通科技且热爱运动的骑行者的青睐。