В настоящее время велосипед является одним из самых востребованных и популярных способов передвижения.
Занимаясь велоспортом, можно практически бесплатно доехать до места назначения, одновременно тренируя определенную группу мышц, тем самым поддерживая свое тело в отличном здоровом состоянии.
Главным преимуществом такого перемещения является отсутствие влияния на загрязнение окружающей природной среды.
Велосипедные прогулки на большие расстояния могут в некоторой степени утомлять велосипедиста. Для облегчения его работы был изобретен велосипедный электродвигатель. Первые модели такого оборудования начали выпускаться в 1998 году.
Первоиспытателями данной продукции стали жители горных местностей по причине частых тяжелых подъемов, которые напрочь отбивали у них желание пользоваться велосипедами. Велосипедный электродвигатель также моментально оценили люди преклонного возраста, находящиеся не в лучшей физической форме.
Применение велосипеда с установленным на него полезным оборудованием позволяет велосипедисту не прикладывать усилия для осуществления процесса езды. В некоторых случаях это чудо устройство позволяет обеспечить самостоятельное перемещение велосипеда, абсолютно без прикладывания усилий извне, за счет заряда батарей и электродвигателя.
Велосипедный электродвигатель и его конструкция
Доработка до совершенного вида моделей электродвигателей происходила на протяжении длительного периода времени не одним специалистом, которые разработали несколько их видов:
- Подвесной электродвигатель.
- Электродвигатель встроенной конфигурации:
- с прямым приводом;
- редукторый.
Каждый из описанных видов двигателей имеет свои технологические особенности, преимущества и недостатки в процессе их эксплуатации. Обычно выбор их производится в соответствии с желаниями владельца велосипеда с учетом его конструктивных особенностей.
Электромотор для велосипеда: основные виды
Различают несколько типов моторов, предназначенных для установки на велосипед:
1. Мотор – колесо.
Относится к категории самых распространенных. Применяется при переоборудовании обыкновенного велосипеда дорожного типа. Монтирование двигателя происходит на оси переднего или заднего колеса, а в некоторых случаях на обоих колесах. Внешний вид переоборудованного велосипеда практически не меняется.
Мотор колеса бывают разно мощности, в основном от 150 до 2000 Вт. Они могут быть исполнены в трех вариантах, для каждого из которых требуется свой аккумулятор:
После осуществления монтирования системы мотор — колеса на велосипед, он становится способным разгонять свою скорость движения до семидесяти километров в час. При этом, без зарядки аккумулятора он может пройти пятьдесят километров. При движении в направлении возвышенности, показатели данных критериев снижаются.
2. Подвесной двигатель.
Такой тип двигателя может быть установлен на любой тип велосипеда.
Оборудование прикрепляется к каретке или нижней трубе велосипеда, при этом становится самостоятельным его узлом. На мотор вместе с цепной передачей обязательна установка специального кожуха. Питание двигателя происходит от аккумуляторной батареи, которая крепится к несущей платформе.
Расход мощности и скорость велосипеда регулируется контролером электронного типа, управляемый ручкой, расположенной на руле. После окончания процесса монтажа, вес велосипеда значительно увеличивается. Скорость его теперь может достигать величины сто двадцать километров в час.
3. Двигатель на фрикционной передаче.
В основе такого двигателя лежит специальный механизм фрикционного типа, который работает по принципу передачи крутящего момента электродвигателя к покрышке колеса велосипеда. Основным преимуществом установки такого двигателя является возможность его монтирования без предварительной разборки велосипеда. Недостатками являются:
- уменьшение срока службы колеса;
- небольшая величина КПД;
- необходимость постоянного контроля давление в колесах;
- сложности использования на мокрой дороге.
Как сделать велосипедный мотор из подручных средств
Популярность использования электродвигателей растет с каждым днем. В настоящее время их можно приобрести в готовом виде или по отдельным деталям с целью самостоятельного произведения процесса сборки.
Для того, чтобы своими силами собрать электродвигатель, необходимо заранее подготовить составляющие элементы:
- контроллер;
- батареи;
- зарядное устройство к батареям;
- двигатель.
Функцию устройства с функциями электроники выполняет контролер, с помощью которого и происходит управление электродвигателем. Контролер отвечает за подачу тока от аккумулятора к двигателю.
В усовершенствованном двигателе предусмотрен индикатор, который выполняет функции:
- предоставляет информацию о степени заряда батареи;
- извещает о величине скорости велосипеда;
- информирует об уровне силы нажатия на педаль транспортного средства.
На рассматриваемый индикатор подает сигналы элемент контролера.
Также электродвигатель обладает удобным свойством, связанным с возможностью зарядки батареи при следующих условиях:
- в случае полной остановки велосипеда;
- при движении его с постоянной скоростью;
- при совершении плавного торможения.
Для электродвигателей применяются различные батареи:
- никель-металлогидридные;
- литий-ионные.
При самостоятельном изготовлении электромотора аккумулятор может брать прикреплен несколькими способами:
- в специально отведенном контейнере;
- непосредственно на раме;
- в отсеках рамы.
Мотокомплекты и специальные двигатели
Приобретаемые мотокомплекты уже содержат все необходимые крепления, для большинства моделей велосипедов являющиеся универсальными.
Многие известные производители начали выпускать велосипедные моторы мощностью до четырех лошадиных сил. Установка такого оборудования позволит эксплуатировать велосипед без необходимости кручения педалей, позволяя ехать только за счет электродвигателя.
Фрикционная передача
- Принцип фрикционной передачи заключается в передаче крутящего момента между двумя вращающимися круглыми дисками, один из которых является ведомым, а второй- ведущий.
- Движение осуществляется за счет силы трения на рабочей поверхности.
- Недостатком такого устройства является большая вероятность проскальзывания по причине недостаточного трения между соединяемыми элементами.
Классическая цепная или ременная передачи
Смысл ременной или цепной передачи заключается в возможности передачи движения между двумя валами, расположенными друг от друга на достаточном удалении.
На каждый из валов одеваются шкивы, на которые и происходит крепление ремней или цепи. Нормальное обеспечение движения осуществляется только при натянутых элементах соединения шкивов.
Самое простое решение – мотор-колесо
Систему «колесо-мотор» можно изготовить самостоятельно. Установка производится с использованием колеса диаметра от двадцати до двадцати восьми дюймов.
Принцип работы данного устройства заключается в создании крутящего момента в элементе ротора за счет образования магнитного поля крутящегося типа на статоре, являющемся неподвижным и взаимодействии с магнитами ротора.
Электродвигатель — отзывы велосипедистов
Заключение
В мире современных технологий происходят постоянные совершенствования в направлении улучшений условий использования различной техники, одной из которых и является транспортное средство в виде велосипеда. При желании и соответствующих финансовых возможностях, можно приобрести велосипед сразу с электродвигателем.
Можно отдельно прикупить соответствующий типу велосипеда двигатель, и самостоятельно, или при помощи специалистов, произвести его установку. Также предоставляется возможность собственноручной сборки двигателя из отдельных элементов.
Все вышеописанные мероприятия способствуют улучшению и облегчению эксплуатации удобного и экологичного средства передвижения велосипеда.
Электровелосипед 50 км/ч своими руками за три копейки
- Гироскутеры являются отличным донором запчастей, из них можно взять два мотора (мотор-колеса) и аккумулятор.
- Но как это установить за велосипед?
- Самый простой способ — это прямой привод за покрышку, когда колесо от гироскутера прижато к покрышке и тянет резина по резине (это очень надежная пара трения, резина как бы «прилипает» к резине от взаимного разогрева), но как из слабенького гироскутера выжать 1 кВт мощности и проехаться со скоростью 50+ км/ч?
К счастью, физика позволяет в три раза увеличить мощность колеса от гироскутера, просто поменяв схему соединения обмоток из «звезды» в «треугольник». Да-да, сами почитайте в интернете формулы — разница по мощности между треугольником и звездой именно в ТРИ раза, колесо вместо 350 ватт будет выдавать киловатт, что и проверил парень из Франции.
Вот видео, он взял колесо от гироскутера и просто приварил его к уголку:
Во время сварки провод внутри оси сгорит… так что придется открыть колесо для замены проводов — вот вам и повод, что бы не только провода поменять, но и перекомутировать звезду в треугольник))
Кстати, не знаю зачем вообще китайцы соединяют обмотки в треугольник? Это в промышленных асинхронных движках нельзя соединить треугольником из-за слишком больших стартовых токов… но в мотор-колесе «стартовых токов» в том понимании нет! Мотор-колесо это синхронная электрическая машина, а не асинхронная, то есть оно крутится синхронно с управляющим воздействием!
По этой причине, нет не одного аргумента, что бы соединять мотор-колеса по схеме «звезда».
Странная картинка говорит о том, что мощность «треугольника» от 220 вольт будет равна мощности «звезды» при разности между фазами в 380 вольт… кстати, от «треугольника» колесо начнет крутиться быстрее!
Осталось добавить напряжения до 48 вольт и самый дешевый из возможных вариантов электровелосипеда готов:
На руле кроме ручки газа располагается кнопочка «круиз-контроля» и трехпозиционный переключатель мощности — прикольная штука, которая обещает 120% мощности за счёт перекрытия фаз…. не знаю, как такое может быть, ведь в синхронном двигателе сигнал о переходе на следующий такт придёт в будущем… как же можно его предсказать?
Думаю, это ересь какая-то… но, у автора она есть:
Похожий контроллер с «круиз-контролем» и трехпозиционным переключателем мощности можно купить по ссылке:
https://motoneta.ru/p378615305-kontroller-dlya-beskollektorn…
Переключение на «треугольник» нужно обязательно! Без него никаких чудес со скоростью НЕ получится!
Асинхронный двигатель для велосипеда своими руками
Общее описание проекта: особенности мотор-колеса, преимущества и характеристики
Мотор-колесо Дуюнова — это электродвигатель, который позволяет транспортному средству передвигаться за счет электрической энергии. Он относится к классу асинхронных двигателей и сделан на базе обмотки «Славянка».
Особенность этой схемы в том, что в ней совмещаются и подключаются параллельно два типа обмотки — «звезда» и «треугольник».
При этом пояс из сильных редкоземельных магнитов, как во многих других электродвигателях, отсутствует.
На данный момент это мотор-колесо в различных вариациях уже тестировалось на следующих моделях транспорта:
- велосипед;
- скутер Irbis Grace;
- электромобиль Renault Kangoo 4×4.
Изобретатель представил 3 базовых прототипа мотор-колес: на 10 кВт для инвалидных колясок и велосипедов, на 20 кВт для электровелосипедов и электроскутеров, еще более мощное для электромобилей.
Технология «Славянка» позволяет получать двигатели с повышенным классом мощности, при этом они значительно дешевле.
В них не требуется применение дорогостоящих электротехнических материалов, что позволяет уменьшить размер и стоимость изготовления мотора.
В первую очередь в конструкции мотор-колеса не используют магниты из редкоземельных металлов, что и подается как основное достоинство модели.
Особенность магнитов из редкоземельных металлов в том, что технология их производства запатентована и монополизирована. Сырье доступно только в Китае, соответственно, эта страна является единственным поставщиком данных изделий.
Это, естественно, сказывается на стоимости: такие магниты очень дороги. Заменить их другими не представляется возможным ввиду уникальных характеристик.
Другие виды магнитов просто не обеспечивают магнитное поле достаточной для создания двигателей нужной силы при сохранении разумных габаритов.
Читать еще: Давление масла в двигателе дополнительный прибор
Заявленные преимущества мотор-колеса Дуюнова
В официальных источниках называются следующие преимущества мотор-колеса Дуюнова:
- наличие рекуперации — технологии, позволяющей частично восполнять ресурс аккумулятора при торможении;
- отсутствие тормозящего момента, за счет чего можно двигаться накатом и без труда крутить педали;
- в отличие от магнитов, которые применяются в большинстве других аналогичных двигателей, все составные части мотор-колеса не боятся падений, ферромагнитной пыли, влаги;
- половина двигателя находится в неподвижном состоянии, что упрощает систему охлаждения;
- можно использовать кабель любой толщины;
- низкая стоимость в связи с простотой производства и доступностью материалов и поставщиков сырья.
Мощность уже имеющегося прототипа около 2,5 кВт при крутящем моменте в 200Нм. Стандартное мотор-колесо, приобретенное в Китае, выдает около 40-60 Нм.
Также использование двигателя на базе «Славянки» позволяет снизить потребление электроэнергии от 10% до 40%, что увеличивает доступный пробег транспортного средства.
Дополнительные плюсы: такие моторы меньше ломаются, обеспечивают улучшение разгонных характеристик и увеличение максимальной скорости транспорта на 10%.
Свое изобретение Дмитрий Дуюнов запатентовал, поэтому другие организации не могут использовать эту технологию. По словам представителей компании, уже известны прецеденты, когда конкуренты пытались обойти патент, т. к. заинтересованы в реализации похожей идеи.
Кто занимается разработкой
Главная фигура в проекте — сам изобретатель Дмитрий Дуюнов. Им и его единомышленниками была создана группа компаний, каждая из которых имеет свою зону ответственности.
Так, разработчиком двигателей стала ООО «СовЭлМаш». Она же является реализатором проекта «Двигатели Дуюнова». Автор и держатель технологии совмещенных обмоток — ООО «АСиПП».
А интересы инвесторов представляет компания-организатор SolarGroup Limited.
Группа компаний планирует зарабатывать на продаже лицензий на производства собственных асинхронных двигателей, а также реализовывать готовую продукцию. В список уже попали электровелосипеды и, возможно, электромобили. Планируется и продажа оборудования и оснастки для производства мотор-колес Дуюнова и смежной продукции, разработанной изобретателем и его помощниками.
Как сделать мотор-колесо прямого привода своими руками
Электромотор прямого привода не имеет редуктора и обеспечивает частоту вращения колеса, совпадающую с частотой вращения ротора. По сравнению с редукторными моделями, электродвигатели прямого привода:
- более надежны, очень долговечны – из-за отсутствия трущихся деталей и шестеренок;
- позволяют использовать рекуперацию – обратное превращение кинетической энергии движения в электроэнергию и восполнение заряда батареи при торможении без применения тормозных колодок;
- производятся более мощными и тяжелыми – весом до 10 кг и более, мощностью до нескольких кВт;
- более требовательны к толщине спиц, прочности обода, вилки и рамы, мощности батареи, надежности тормозов и остальных узлов;
- при той же мощности обеспечивают на старте пониженный момент и меньшее ускорение;
- при использовании мощного и тяжелого мотора – влияют на инерционность и маневренность велосипеда.
Как сделать электромотор для велосипеда?
Конечно, проще и надежнее купить готовый электромотор и установить его на велосипед. Но если вы увлекаетесь электросамоделками, можете соорудить мотор-колесо прямого привода своими руками. Для этого подойдет инверторный двигатель от стиральной машины-автомат LG с прямым приводом. Найти его на вторичном рынке – простая задача, но гораздо сложнее адаптировать приобретенный движок под мотор-колесо.
Мощность такого двигателя зависит от вместимости стиральной машины. Компания LG производит модели с вместимостью бака от 3 до 12 кг, с мощностью электромотора от 300 до 1000 Вт. Но выбрать электрический мотор подходящей мощности – это только первый и самый простой шаг. Далее предстоит его превращение в мотор-колесо с использованием ступенчатого подшипника и крепежного диска.
Основные проблемы при изготовлении самодельного МК
При изготовлении мотор-колеса придется столкнуться с несколькими недостатками:
- Движок от стиральной машины по виду отличается от велосипедного электродвигателя. Он имеет только статор и ротор. У него нет подшипника и ступицы. Без барабанного вала, за пределами стирального узла, его проблематично установить и отцентрировать. Для использования такого двигателя на электровелосипеде понадобится ступичный подшипник и токарный станок, чтобы выточить посадочное гнездо.
- Для статора необходимо сделать крепежное кольцо. Для этого понадобится лист металла и лазерный станок, в крайнем случае – фрезерно-сверлильный станок и болгарка.
- На движке от стиралки неподходящая обмотка – алюминиевая, рассчитанная на напряжение 220 В. Нужно перемотать ее на медную и отрегулировать напряжение с учетом бортового напряжения будущего электровелосипеда.
- В моторах от стиральных машин стоят ферритовые магниты. Их желательно заменить неодимовыми магнитами, что сопряжено с дополнительными расходами. К тому же,следует усилить чашу ротора кольцом из стали и создать систему замыкания для магнитных полей.
У чаши ротора со стиральной машины не предусмотрены выступы с отверстиями для установки спиц. Об их выполнении придется позаботиться самостоятельно. Поэтому спицовка самодельного мотор-колеса потребует немного больших усилий, чем установка его заводского аналога.
Купить или сделать самому?
Купить мотор-колесо проще и надежнее. Вам не придется проявлять сверхспособности для его изготовления и гадать, будет ли оно работать после стольких потраченных часов и приложенных усилий. Сделать самому – можно, если есть необходимое оборудование и опыт работы с электроникой.
Какой вариант выгоднее – зависит от того, что вы больше цените. Если вам дорого свое время, выбирайте и заказывайте МК с нужными вам характеристиками у нас. Но если хочется поэкспериментировать и сделать мотор-колесо собственного производства, можно рискнуть.
В предыдущей статье мы поделились историей из жизни наших заказчиков – об аренде электровелосипеда для жены.
- 03 августа 2021 г.
- 199 просмотров
Как сделать крутой электровелосипед своими руками: подборка ссылок за электромоторы и комплекты для конверсии
Сделать электровелосипед своими руками достаточно просто. Доступны качественные готовые комплекты для конверсии вашего велосипеда с добавлением мотора, аккумулятора и контроллера.
Я предлагаю подборку ссылок на готовые комплекты для конверсии и проверенные электромоторы различных типов, аккумуляторы для монтажа на раму или в багажник, контроллеры и экраны для настройки и управления, а также на аксессуары для электровелосипеда.
Сразу обращаю внимание: для выбора конкретного комплекта следует определиться с типом конверсии. Будет ли это мотор-колесо, или же мотор, устанавливаемый на заднюю каретку или центральную ось. Сразу же нужно определиться с напряжением и компоновкой сборки тягового аккумулятора. Ну и в завершение — выберете контроллер (экран) для управления электровелосипедом.
Мотор-колесо 1500 Вт (комплект)
Один из самый продвинутых вариантов конверсии в электровелосипед — это установка мотор-колеса с сопутствующей электрификацией.
Рекомендую обратить внимание на полный конверсионный комплект мотор-колеса на 1500 Вт от Bafang. В комплекте есть все необходимое, за исключением аккумулятора (ссылки на аккумуляторы ниже).
В лоте на выбор варианты на 500W/750W/1000W/1500W, соответственно подбираем аккумулятор на 36V/48V.
Центральный мотор Bafang 1 кВт
Один из самых мощных вариантов — конверсионный комплект для установки центрального мотора с креплением в раму Bafang G510. Доступная мощность двигателя — 1 кВт. Напряжение для аккумулятора — 48 Вольт. Подойтет для всех типов электровелосипедов, в том числе для MTB, для карго-карго велосипеда.
Недорогой комплект для установки кареточного/центрального мотора — BAFANG BBS01B (разрешенные 250 Вт), это быстрый способ выполнить конверсию вашего велосипеда.
Чуть подороже обойдется мощный комплект BAFANG BBS02B (750 Вт). Оба варианта имеют хорошее соотношение масса/цена/мощность и подойдут в большинстве случаев.
Есть модель еще дешевле — это простой DIT мотор, который подойдет для начинающих.
Аккумулятор в раму велосипеда Аккумулятор на багажник
Аккумулятор для электрификации велосипеда. Помещается непосредственно под раму велосипеда, или же на багажник. Заранее определяемся с двигателем и выбираем нужное напряжение сборки: 36 Вольт или 48 Вольт. Есть небольшой выбор по общей емкости сборки (13/16 Аh). Внутри ячейки 18650 LG, установлен контроллер заряда/разряда, а также необходимые защиты. Класс водонепроницаемости IPX4.
Интегрированная рама с двигателем Карбоновая рама
Основа любого велосипеда — это рама. Если переделываете свой имеющийся велосипед, то будет достаточно одного из комплектов выше. А если собираете с нуля, или глубокая переделка предполагает замену рамы велосипеда, то обратите свое внимание на готовые гибридные рамы с уже установленным мотором.
По ссылке доступна рама для MTB E-BIKE 29ER c интегрированным центральным мотором на 500 Вт (максимальный крутящий момент 120 Нм). Если возникло желание облегчить сборку — выбирайте современные комплектующие, а именно — карбоновые части. Одна карбоновая рама дает ощутимое снижение массы велосипеда.
Для удобства управления режимами электровелосипеда, а также для контроля основных параметров при движении есть смысл установить выносной экран для контроллера центрального мотора. Одни из подобных — экраны Bafang DPC18 и Bafang C965, доступны по сссылке. А вообще существует огромное множество экранов-контроллеров с цветным и монохромным дисплеем и множеством функций.
И в завершение такой полезной подборки добавляю видео-распаковки комплектов и видео-обзоры комплектов. Оценить состав подобного набора и простоту переделки можно по видео ниже.
Распаковка мотор-колеса Bafang на 1500 Вт. В комплекте идет сразу все необходимое для конверсии велосипеда. Ну за исключением аккумулятора — аккумулятор на раму или на багажник докупаем отдельно.
Распаковка кареточного мотора BAFANG BBS01B 250 Вт.
Подробный обзор мотора Bafang BBS02B 750 Вт. Эта модель представляет обой оптимальную версию по соотношению масса/цена/мощность. Можно рекомендовать именно эту модель для начинающих.
Распаковка управляющего экрана для контроллера центрального мотора велосипеда.
Ниже список других моделей экранов для контроллера.
- Надеюсь, данная подборка была для вас полезной.
- Плюсы и минусы выбранных комплектов можно обсудить в х.
- Личный опыт и ссылки на другие проверенные комплекты приветствуются!
«Дорогу электричеству»: как я делал свой первый электровелосипед — Техника на vc.ru
Руководитель арт-отдела «Игры Mail.Ru» Олег Макаренко — о том, из чего состоит электровелосипед, как выбрать мотор, привод и аккумулятор и сколько все это будет стоить.
{«id»:18311}
В Mail.Ru Group развивается идея DIY: в мае 2016 года еще один участник этого движения, разработчик «Почты Mail.Ru» Вадим Балашов, рассказал, как сделал из своей квартиры «умный дом».
Изучив рынок электровелосипедов, я пришел к выводу, что у большинства дешевых серийных электробайков от китайских производителей очень плохое качество: ломается буквально все, а заявленные характеристики не соответствуют реальным. Поэтому я решил собрать электровелик своими руками. Пришлось немного заморочиться, но результат стоит того.
В детстве, как и многие мальчишки, я мечтал о мотоцикле. Когда в 12 лет мне достался маленький двигатель внутреннего сгорания с бензобаком для установки на обычный велосипед, я решил сделать веломопед и с огромным энтузиазмом принялся за работу. Взял переднюю вилку от «Аиста», переднее колесо от «Салюта» и заднее от «Камы». В общем, сборная солянка из того, что было у меня в сарае на даче.
В итоге получился очень забавный веломопед. Он был немного уродливый, с большим количеством недостатков, с неработающим сцеплением и без тормозов. Заводил я его «с толкача». Также у него не было тумблера выключения зажигания, поэтому я привязал к бронепроводу веревку: когда надо было затормозить, я дергал за нее, провод соскакивал со свечи зажигания, и я останавливался.
В идеале мой веломопед должен был выглядеть как на заглавной картинке, но все было намного хуже. К сожалению, фотографии не сохранилось. Несмотря на все недостатки этого агрегата, я с большим удовольствием отъездил на нем целый сезон, после чего он скоропостижно скончался.
Прошли годы, и как-то в интернете мне встретился видеоролик об электровелосипедах. Тема меня очень заинтересовала, и я решил собрать подобный агрегат — но сначала полюбопытствовал, что сейчас представлено на рынке. Оказалось, что в продаже есть огромное количество модификаций электровелосипедов. Стоимость серийных изделий варьируется от 50 тысяч до 5 млн рублей.
Электромотор — его сердце. Контроллер — его мозг. Аккумулятор — еда. Ручка газа регулирует подачу напряжения на двигатель. Датчик тормоза ставится опционально, если есть рекуператор энергии.
На дисплей можно вывести рабочее напряжение, заряд батареи, текущую скорость и так далее.
Но электровелосипед можно собрать и без него, потому что основной параметр заряда батареи дублируется на аккумуляторе.
Еще одна опция — pass assist, помощник при педалировании. В зависимости от частоты вращения педалей он дозированно подает энергию на электродвигатель. В основном эти помощники работают очень плохо, и большинство людей с опытом езды на электровелосипедах не ставят их вовсе.
Далее мне надо было определиться, какой электровелосипед мне нужен, по каким критериям я буду подбирать основные компоненты.
Во-первых, мне нужен был запас хода около 50 километров — это дорога от дома до работы и обратно. Для меня было важно, чтобы велосипед был легким, чтобы я мог спокойно запихнуть его в машину, перевезти в общественном транспорте и занести в квартиру. Не менее важен был и внешний вид, чтобы из велосипеда не торчали провода, чтобы он выглядел аккуратно.
Многие электровелосипеды делают излишне быстрыми. Я для себя определил, что он должен ездить чуть быстрее, чем если бы на нем крутил педали обычный велосипедист. Наконец, общая стоимость велосипеда обязательно должна была быть низкой.
Моторы для электровелосипедов можно условно разделить на три категории:
- малой мощности, способные разогнать велосипед до 40 км/ч;
- средней мощности — до 60 км/ч;
- высокой мощности, когда велосипед летит со скоростью до 100 км/ч и выше.
Какие типы моторов применяются на велосипедах?
Кареточный ставится на каретку педалей. Этот тип моторов довольно сложный, у них имеется обгонная муфта, но при этом есть большой недостаток — мотор дает дополнительную нагрузку на весь цепной привод, из-за чего очень быстро изнашиваются звездочки и цепь. Второй недостаток — высокая стоимость: за китайскую версию просят от 30 тысяч рублей.
Мотор прямого хода довольно громоздкий и тяжелый. Такие моторы относятся к категориям средней и высокой мощности. Единственное преимущество — долговечность из-за отсутствия шестеренок. Цена — от 15 тысяч рублей в зависимости от мощности. Из недостатков: на малых оборотах мотор имеет слабый крутящий момент.
Редукторный мотор. Внутри него установлен планетарный редуктор с шестернями, он очень легкий и компактный. Цена ниже, чем на остальные. Такие моторы относятся к категории малой мощности
Я решил, что мне вполне хватит скорости до 40 км/ч, поэтому выбрал редукторный мотор.
Редукторные моторы часто устанавливаются на передний привод. Это самый простой способ установки, трудозатраты минимальны. Но, поскольку нагрузка на переднюю ось велосипеда невелика, очень часто возникает пробуксовка переднего колеса, ухудшается маневренность, при этом колесо может пойти юзом, что приведет к потере равновесия.
Задний привод — классический вариант. Основная нагрузка в велосипеде приходится на заднюю ось, и все недостатки переднего привода сразу исключаются.
Можно сделать и полный привод, когда ставится два мотора. Так делают для езды по бездорожью, снегу, песку, грязи. Но процесс создания полноприводного электровелосипеда очень трудоемкий. Сложнее всего синхронизировать работу моторов, а стоимость всего проекта получается немалой. После взвешивания всех «за» и «против» я выбрал задний привод.
Что касается аккумуляторов, то в электровелосипедах в основном используются два типа аккумуляторных элементов: литий-железо-фосфатные и литий-ионные. Первые довольно крупные, тяжелые и стоят дороже. Зато у вторых ограниченное количество цикла зарядов — порядка 1000 циклов. К тому же литий-ионные аккумуляторы плохо работают при отрицательных температурах.
Для себя я все же выбрал литий-ионные, потому что их очень удобно укладывать в различные корпуса, в то время как литий-железо-фосфатные в основном собирают в кубышки, которые проблематично установить на велосипед.
Есть три места для размещения аккумулятора:
- На багажник. Этот вариант плох тем, что возникает дополнительная нагрузка на заднюю ось, которая и так достаточно нагружена. Заодно повышается центр тяжести велосипеда.
- На подседельный штырь. Нагрузка на оси становится более сбалансированной, но остается проблема высокого центра тяжести.
- В пространство рамы, в основном на место крепления фляги. Аккумулятор в этом случае размещен максимально низко и между осями велосипеда. Это оптимальное размещение, и я решил на нем остановиться.
Дальше нужно было выбрать характеристики АКБ — в первую очередь рабочее напряжение и емкость. Для маломощных редукторных моторов обычно используют напряжения 24 В, 36 В и 48 В. Я выбрал что-то среднее. От емкости аккумулятора зависит запас хода электровелосипеда. Я подбирал так, чтобы мне хватило на 50 километров. Расчет очень приблизительный.
Средняя скорость электровелосипеда в городских условиях — около 20 км/ч. Для преодоления расстояния в 50 километров потребуется 2,5 часа.
Если мощность мотора — 350 Вт, то его средняя потребляемая мощность будет около 175 Вт. За весь пройденный путь мотор потребит 175 Вт * 2,5 часа = 437 Вт*ч.
При рабочем напряжении в 36 В из полученных данных легко посчитать и требуемую емкость аккумулятора:
Емкость аккумулятора = 437 Вт*ч / 36 В = 12.1 А*ч.
Существует достаточно много видов корпусов для аккумуляторного блока. Их можно купить на AliExpress или в российских магазинах по цене примерно от 2000 рублей. Есть очень удобные корпуса типа такого, в нем сразу есть ячейки, куда мы устанавливаем аккумуляторные элементы:
Контроллеры бывают различных видов: совсем простые, универсальные, программируемые с огромным количеством настроек, работающие в большом диапазоне напряжений и токов.
Для себя я брал простейший контроллер, который работает на фиксированном напряжении и выдает максимальный ток в 15 А.
Контроллеры подбираются в зависимости от рабочего напряжения и мощности выбранного электродвигателя, стоимость — от 1000 до 10 000 рублей.
В итоге у меня получилась следующая конфигурация:
- Электромотор BAFANG. Это продукция очень популярной на рынке электровелосипедов компании, ее моторы хорошо себя зарекомендовали.
- Контроллер на максимальный ток 15 А, аккумулятор на 36 В, 13 А*ч. Получилась максимальная скорость 37 км/ч, запас хода в 50 километров, вес очень небольшой, всего на 7 килограммов тяжелее обычного велосипеда.
Все оборудование обошлось мне где-то в 30 тысяч рублей, общая стоимость с учетом самого велосипеда — 60 тысяч рублей. Если сравнивать с готовыми моделями, аналогичными по комплектации и характеристикам, то такой велосипед стоил бы около 100 тысяч рублей. Я сэкономил тысяч 40.
Я успел собрать уже три таких велосипеда, очень схожих по характеристикам.
Их много, поэтому упомяну лишь некоторые.
- Во всех электровелосипедах используют двойные ободы, потому что мотор увеличивает крутящий момент. Также для компенсации дополнительной нагрузки нужны усиленные спицы, они толще — 3 мм вместо 2,6 мм. Спицуется колесо в три креста: одна спица пересекает три других. На обычных велосипедах чаще делают в два креста, а бывает и в один крест. Спицовка обода — довольно сложный, небыстрый процесс. При этом спицы получаются нестандартного размера, не во всех магазинах они продаются.
- Моторы поставляются в двух исполнениях: под кассету звездочек и под трещотку. Нужно обращать на это внимание, и обязательно уточните, какая система звездочек предусмотрена. Также рекомендуется проверить, есть ли на моторе крепление под ротор тормоза.
- Сложность с ручкой газа. Казалось бы, простейшая вещь: взял ручку газа, поставил на руль и все. Но почему-то большинство китайских производителей не учитывают наличие манетки переключения передач и ручки тормоза. Когда начинаешь все это собирать — в большинстве случаев либо не удается переключить передачи велосипеда, либо ручка тормоза задевает ручку газа. Я до сих пор не нашел ручку газа хорошей конструкции, чтобы она удачно вставала на руль.
- Установка корпуса АКБ. Рамы у велосипедов все разные, с разной геометрией, и порой приходится колдовать с креплением, а иногда и вовсе менять корпус, если он не влезает в раму.
- При монтаже ротора тормоза может оказаться так, что тормозной суппорт не влезает, задевает мотор. Я сам с этим столкнулся — пришлось покупать ротор большего размера и устанавливать переходник на суппорт. Либо можно использовать ободный (колодочный) тормоз, а не дисковый. Не всем это нравится, потому что для быстрого торможения на большой скорости нужны эффективные тормоза, и ободные в этом плане уступают дисковым.
- Сборка ячеек АКБ. Трудоемкая задача. Как известно, литий-ионные аккумуляторы нельзя соединять паяльником, поэтому приходится использовать точную сварку, совместно подключая BMS-контроллер, который балансирует ячейки аккумуляторов. Важно использовать качественные элементы питания, изготовленные известными производителями: Samsung, Panasonic, Sony. Тогда ваш аккумулятор с большей вероятностью будет дольше держать емкость.
- Рекуперацию реализовать достаточно просто, она предусматривается на двигателях прямого хода. При этом контроллер должен поддерживать эту функцию. Надо иметь в виду, что эффективность рекуперации очень низкая, у вас не получится покататься и зарядить аккумулятор. Так что польза от нее весьма условная.
Если вы решили собрать действительно качественный электровелосипед, потребуется немало времени и усилий, но оно того стоит. Даже при покупке готового комплекта оборудования этот процесс не такой простой, как описывают в рекламе, и может потребовать дополнительных затрат.
Особое внимание при сборке нужно уделять самому дорогому компоненту электрооборудования — аккумулятору. От его качества зависит запас хода и конечная мощность электровелосипеда. Желательно их собирать самому, потому что в магазинах и на AliExpress готовые литий-ионные АКБ стоят от 20 тысяч рублей (сомнительного качества, собранные на безымянных элементах).
Я планирую спроектировать свой корпус аккумулятора с креплением на раму и распечатать его на 3D-принтере. Хочу предусмотреть в этом АКБ выводы питания на фару и фонарь, а также встроить в него динамик для воспроизведения музыки.
Также хочется спроектировать и распечатать на 3D-принтере корпус приборной панели на руль с органами управления электродвигателем, световым оборудованием и музыкой. А в перспективе — сделать комфортный городской электровелосипед с прямой посадкой и еще более низкой себестоимостью.
Загрузка...
