전동 자전거

1 개요

일본어 : 電動でんどうアシスト自転車じてんしゃ
영어 : Pedelec(Pedal electric bicycle)

구동부에 배터리로 작동하는 모터를 장치하여, 페달을 밟는 힘을 보조해 주는 자전거. 이름과는 달리 자력으로는 1mm도 움직이지 않으므로 오토바이와 모페드(moped), 스쿠터, 원동기장치자전거 등과는 차이가 있다. 다만 법적으로는 아직 원동기장치자전거로 분류되므로, 운전면허가 반드시 필요하고 번호판을 부착해야 하며, 반드시 헬멧을 착용해야 한다. 차체중량 30kg미만, 최고속도 25km/h 미만 자전거의 경우 별도 법률을 제정하여 원동기장치자전거에서 제외할 예정은 있다고 한다. 관련기사

일본의 야마하전동기가 1993년 개발한 것이 유래로 최근들어 친환경 열풍등이나 고연령화에 힘입어 여러 메이커에서 발매되고 있다.

어린이, 출퇴근하는 직장인 따위가 크게 힘들이지 않고도 이용할 수 있어 요즘들어 각광받고 있으며 시장도 계속 커지고 있다.

페달을 밟으면 일정 비율 만큼, 모터가 힘을 보조해주는 방식과 오토바이처럼 스로틀을 당기면 모터의 힘만으로 달릴 수 있는 방식이 있다. 달리기 시작할때, 언덕을 오를때, 적재한 짐(사람)이 무거울때 등에 편리하다. '합법'적인 틀에서 놓고 보자면, 일본제 자전거의 경우, 2008년 이전에는 페달을 밟는 힘과 모터가 보조해주는 비율이 1:1이었지만, 법이 개정된 2008년 이후부터는 1:2로 바뀌었다.

주행거리는 기종, 엔진, 배터리, 운전자나 코스의 상태 등에 따라 편차가 매우 크다. PAS모드 기준으로 1회 충전으로 100km이상 달릴 수 있는 것이 있는가 하면, 10km 남짓 달렸는데 배터리가 바닥나는 물건도 있다. 때문에 자신이 어떤 자전거를 어떤 방식으로 얼마나 운전할지 등을 고려해서 적당한 것을 사지 않으면 크게 후회할 수 있다. 배터리가 떨어지면, 끌고 다니거나, 그냥 자전거처럼 달릴 수도 있다. 하지만 배터리나 모터 등의 무게가 더해진데다 엔진 등에서 추가로 저항이 발생하여 평범한 자전거보다 몰기 힘든 상태가 된다. 때문에 장거리를 운행할 때는 패달링을 열심히 하여 모터의 보조를 줄여 배터리를 아낄 필요가 있다. 아니면 아예 여분의 배터리를 하나 더 챙겨갈 수도 있다.

한국에서의 법률 문제로 10km/h가 넘어가면 모터의 보조가 차차 감소해서 24km/h가 넘으면 완전히 보조가 멎도록 되어 있다. 그와 더불어서 완성차는 법률의 제약때문에 250w 이상의 모터를 달지 못하고, 달더라도 대외적인 표기는 250w으로 한다.하지만 이미 그 이상의 출력을 가진 모델들이 당당히 판매되고 있어 사실상 눈가리고 아웅이다.

초창기 전기 자전거는 도시내 통근/통학용에 가깝운 도시형 자전거 모델로 나온 것이 많지만, 기술이 점점 발전하면서 고출력 모터에 대용량 배터리를 MTB에 달아 패달링 없이 스로틀만 당겨도 업힐이 가능한 모델도 나오는 등 종류가 점점 다양해지고 있다.

2 유형

2.1 모터의 위치

모터는 크게 보면 휠의 축에 위치하는 방식과 그렇지 않은 방식으로 나눌 수 있고 휠에 다는 방식은 전륜인지 후륜인지로 나뉘고, 밖에 다는 방식은 크랭크에 연결하는 방식과 휠에 다는 방식으로 나뉜다.

이 중에서 전륜에 다는 방식은 케이블을 단순하게 정리할 수 있다는 장점이 있으나, 자전거의 주제동을 주로 뒷브레이크로 하는 것과 모순되면서, 무게중심이 좋지 않고, 조향할때의 위험성 등등의 문제로 요즘은 보기 힘들다.
휠 외부에 장착하는 방식은 무게중심이 한쪽으로 크게 쏠리지만, 가격은 가장 저렴한 방식이어서 철티비용 개조킷 정도만이 시판되고 있다.
결국 대세는 크랭크에 연결하여 기어비를 활용할 수 있게 해주는 중앙구동형과 후륜 축에 장착하는 방식(후륜구동이라고들 한다.)으로 수렴된다.

중앙구동형은 판매자들의 이야기에 따르면 자전거의 동력원인 페달동력 손실이 가장 적고, 자연스러운 구동방식이라고 하며, 기어비를 활용할 수 있기 때문에 언덕을 올라갈 때 유리하다는 장점이 있다. 그러나 결국 자전거 체인을 사용하는 모델이므로 원리상 출력의 한계가 존재하며, 그걸 어찌저찌 잘 조정해서 모터의 와트수를 올리면 가격대는 안드로메다로 올라간다. 750w급의 전기자전거 개조킷만으로도 꽤 좋은 입문용 로드를 살수 있을 정도. 그리고 외관이 덕지덕지 붙는 모양새라고 싫어하는 사람도 많다. 그리고 가장 결정적으로, 생활방수와 내충격성을 아무리 잘 개선해도 도로턱을 오르거나 비를 맞으면 잘 고장난다. 이것을 점잖게 오염에 취약하다고 소개한다. 또한 인력으로 가도록 설계된 스프라켓과 크랭크,체인이 중앙구동형 모터의 힘을 견디지 못해 자주 손상되는 문제점이 있다. 그리고 체인이 끊어지면 집까지 걸어가야한다. 완성차의 경우 이런 단점들이 해결된 자전거들이 있지만 가격이 안드로메다 (..).

반면 후륜 축에 다는 방식은 손쉽게 고출력의 모델을 만들 수 있고 가격도 훨씬 저렴하다. 대신 개조킷이나 완성차 모두 후륜과 일체형으로 나온다. 림과 일체형인 타이어거나 이미 타던 자전거의 림이 좋은 상황이라면 골룸한 상황이어서, 개조킷들은 개조 원형이 된 림의 상표명을 함께 표기하곤 한다. 대신 부품들이 일체형으로 나오므로, 조립은 훨씬 쉬운 편. 그리고 단점을 굳이 더 들자면 바퀴 자체에서 동력이 들어오므로 큐알 방식으로 림을 고정했다가는 장거리 주행도중 자전거는 공중분해, 사람은 오체분시되는 수가 있다. 다만, 애초에 전기 자전거 모델은 공중분해에 대한 두려움 때문에, 전 후륜 모두 큐알 방식을 거의 쓰지 않으므로 의미없는 단점이다.

실제 나오는 자전거는, 2015년 기준으로 국산 완성차는 거의 100% 후륜구동이라 보면 되고, 개조킷은 후륜 구동과 중앙구동형이 반반씩 먹고 있다. 알톤은 전륜이다.

2.2 모터의 동작 방식

전동기(모터)의 힘만으로 가는 방식과, 자신이 페달질을 하면 거기에 힘을 보태는 방식이 있다. 전자를 쓰로틀이라고 하고, 후자는 PAS(페달 보조 시스템)이라고 한다.
쓰로틀을 돌리면, 전기를 많이 먹는 대신 오토바이처럼 편하게 간다. PAS는 전기를 덜 먹어서 멀리가지만 대신 페달질을 해야된다.거리 뿐만 아니라 250W는 생각보다 약하기때문에 PAS모드로 페달과 함께 밟는게 가속이든 오르막이든 속도면에서도 많이 유리하다. 개조킷이 아닌 이상 PAS 도중에 쓰로틀 입력을 받는 경우는 없다 보면 된다.
국가나 주에 따라서는 쓰로틀이 달린 자건거를 불법으로 간주하기도 하지만, 한국의 경우는 두 가지를 모두 장착해서 나온다.

쓰로틀이 없는 자전거는 전기 자전거 구매자들의 특성상 극혐으로 치부되지만, 실제로는 PAS가 더 고난도의 기술이다. 가령 중국산 저가형 전기자전거들은 PAS가 조잡하기 때문에 쓰로틀이 없으면 전기자전거로서의 존재가치를 유지할 수 없는 경우도 많다. 반면 PAS가 정교한 유럽이나 일본의 모델의 경우, PAS 때문에 단가가 미친듯이 오르게 된다.

3 장점

- 더 적은 힘으로 일정 속도로 자전거를 주행할 수 있다
15~30km 수준의 중단거리 통근 시, 땀이 안 나고 일정 속도도 출근이 가능하다.

- 자전거의 종류에 상관없이 일정한 속도를 쉽게 낼 수 있다.
평속 15km 내외인 미니벨로라도 전동화 할 경우 평속 25km까지 무리없이 낼 수 있다. 다운힐바이크 같이 무거운 기체도 전동화할 경우 투어링이 가능하다!

- 언덕이나 역풍에서 추진력을 얻을 수 있다
특유의 모터를 통한 보조 동력을 통해, 언덕을 오를 경우에 힘이 약한 사람이라도 편하게 주행이 가능하며, 역풍에서도 바람을 가르며 달리기 좋다. 다리힘이 부족하거나 힘든 걸 싫어하는 사람이라도 자전거 통근이 가능하게 하는 원동력. 이 장점은 그냥 좋은걸 넘어서, 심지어는 프로가 타는 로드를 50대 아저씨가 타는 전기자전거가 관광보내는 영미 유럽권 업체의 공격적인 흥보 영상이 종종도는데, 대부분 산을 오래 올라가는 코스에서 뒤쳐진걸 만회하고 역전되는 전개가 벌어진다.

- 가속 및 속도유지의 용이함
동력에 의한 보조는, 초반 가속 시, 30km/h 까지 가속 시간을 단축시켜주며, 해당 속도를 유지하는 데 역시 도움을 준다.

- 운동 효과 조절가능.
운동을 더 하고싶으면 페달 어시스트 단계를 낮춰서 주행하면 된다. 장거리 주행을 하며 유산소 운동처럼 하고 싶으면 페달어시스트 단계를 높이고 오랜시간 주행하면 된다.

4 단점

- 비싼 가격 이로 인한 도난 우려
만드는 사람도 짱구는 아닌지라, 배터리와 휠, 핸들에 키를 만들어서 잠그도록 한 모델도 있지만, 그냥 들고 가버리면 그만...(그렇다고 들고다니자니, 무겁고 주변 사람들의 시선이 곱지않다.엄마! 저 사람좀 봐!) 그리고 500회 완충/완방전을 하면 80% 용량이 된다. 즉 사용하기에 따라서 언젠가는 배터리를 갈아야하는데 값이 저렴한 일반 자전거 한두대 값; 다만 완성차 메이커에선 1년 보증을 기본으로 하고 있으며 보통 3년은 무리없이 사용 가능하다. 3년 사용한다고 완전방전되는 것도 아니고 80%정도의 용량은 여전히 남아있다.

- 베터리 용량
베터리 용량이 보통 50km 정도의 주행만 가능한 수준이다 보니, 본격적으로 장거리 자전거 여행에 쓸 수는 없다 배터리와 센서 기술의 발전으로 최근들어 배터리팩 하나로도 100km이상 주행이 가능한 완성차가 나오고 있으며 한개당 60km정도를 갈 수 있는 300Wh급의 배터리 무게가 2kg 정도에 불과하므로 장거리 여행을 가고싶으면 여분의 충전기와 배터리 여러개를 갖고가면 된다. 장거리 여행을 갈 떄 챙겨갈게 더 많아 귀찮다는게 단점.

- 무게
보통 20kg 내외의 무게를 지닌다. 물론 비싼 모델 중에는 가벼운 것들도 존재하지만, 기존 자전거에 모터 및 베터리의 무게가 더해진다는 특성 상, 동급 재질에서 5~8kg 정도의 무게가 더 나갈 수 밖에 없다. 물론 이러한 무게를 동력 공급을 통해 극복할 수 있지만, 계단 등을 들고 올라갈 경우 대략 낭패.
게다가, 자전거 베터리가 떨어지면 대략 엄청나게 난감한 상황이 된다. 20kg의 철TB를 힘으로 끌어야 하는데, 휠셋이나 구동계에 동력 공급을 위한 모터가 연결되는 특성으로 인해, 동력공급이 끊긴 상황에서는 모터의 무게로 인한 저항이 추가적으로 발생할 수 있다. 쉽게 말하자면, 정상적인 상황이라면 엔진이 전기로 페달을 돌려줘야 하는데, 발이 엔진을 돌려야 하는 상황이 온다는 뜻.

- 속도의 한계
일반적으로 25~30km/h 이상의 속도에서는 동력이 제공되지 않는다. 동력이 제공되지 않는 경우 일반 자전거에 비해 매우 무겁고 안나가는 차체 특성 상, 전기자전거의 속도는 대략 25~30km/h를 꾸준히 유지하게 된다.
일반적인 자전거는 저속(10~20), 중속(20~30), 고속(30~50) 주행이 가능하며 개인의 역량에 따라 평속 35 km/h도 유지 가능하지만 (물론 괴수인 경우), 전기자전거로 35km/h 이상의 속도를 유지하는 것은 생각보다 더 어렵다. 일반 자전거로 일반인이 평속25km/h이상 기록하는게 더 어렵지 않나?
따라서 언덕이나 역풍 상황의 경우 전기자전거의 이점이 빛나지만, 반대로 순풍 및 내리막 구간에서 빠르게 쏘는 맛은 없다. 특히 구간의 잘 포장되고, 신호대기로 멈추는 구간이 적으며, 역풍이 없는 무풍지대를 달릴 경우에는 오히려 로드자전거에 비해 느린 경우가 많다.

- 토크로 타는 버릇이 생김
동력 보조로 인해, 같은 주행 상황에서 근육의 부하가 1/3로 줄어든다. 따라서, 최적 케이던스가 일반 자전거와 다르다.
보통, 기존 60~90rpm의 케이던스 보다 낮은 케이던스로 주행을 하게 된다. 전기자전거만을 탄다면 상관 없으나, 일반 자전거를 탈 때 이 습관을 못 버리면 근육에 무리가 갈 수 있다.

5 기타

병크를 터뜨리는 중국산 싸구려 전기자전거가 있으니 조심해야한다.
이 경우 온갖 좋은 미사여구를 갖다 붙히면서 판매하지만 실상은 품질이 극악인 경우가 많으며 컨테이너 유령공장 등을 차려 온갖 소비자들을 호갱님으로 만들고 A/S 등을 책임지지 않고 도망치는 경우도 많으니 조심할 것.
일부 전동자전거 마니아 사이에서는 저렴한 중국제에 눈독을 들여 해외직구에 나서기도 한다. 그러나 국내 안전인증을 받지 않았기 때문에 어떠한 위험이라도 본인이 감수해야 한다는 단점이 있다.모든 해외구매가 그렇지 뭐
전동자전거가 초짜인 위키러들은 안전하게 정식수입되어 국내 안전인증을 받은 제품을 구매하면 된다.가격은! 가격은!

기존의 문서에서 중국산 모터와 완성차들 수입해서 파는 모 업체의 홍보글이 장황하게 서술되어 있었으나, 현재 한국의 전기자전거는 걸음마 단계로 세계 수준에서 한참 떨어져 있다는 것을 명심하자. 일본이나 서유럽, 북미는 전기자전거가 상당히 활성화된 단계로 일본은 야마하나 파나소닉, 브리지스톤 독일의 Haibike나 영국의 A2B등의 완성차 업체들이 우수하면서 신뢰성 높은 제품군을 선보이고 국제 자전거 모터쇼에서도 상당한 성과를 내고 있으나 국내에는 아직 이런 국제적인 모터쇼에서 성과를 낸 업체가 전무하므로 한국내에서 전기자전거 구입은 주의하자. 독일제나 영국제 완성판 수입 전기자전거는 상상이상으로 비싸고 국내에서 파는 출처불명의 전기자전거들은 싸지만 비지떡이다. 살거면 최소한 전국의 대도시마다 AS가 가능한 지점이 존재하는 회사의 물건을 사자.

일반 경주용 자전거를 몰래 전동 자전거로 개조하여 경주에 참여하는, 이른바 '모터 도핑'이란 것도 있다. 당연히 정규 경주에서 사용하는 건 규정 위반이다. #