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.

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.

Из чего состоит электровелосипед

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.

Требования к электровелосипеду

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.

Выбор мотора

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.

Выбор привода

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.

Выбор и размещение аккумулятора

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:

Выбор контроллера

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.

Результат

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.

Нюансы

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.

Заключение

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.

vc.ru

Собрать элеzoqclgkh3a8ктровелосипед самому довольно просто и одновременно выгодно. Готовые модели часто имеют сильно завышенную стоимость, тогда как отдельное приобретение компонентов и начальные навыки работы с инструментом, а также знание основ электротехники,

позволит собрать электровелосипед в два или три раза дешевле готового аналога. При этом частая проблема – это отсутствие в продаже велосипеда с требуемым набором характеристик, тогда как выбирать отдельные компоненты под свои запросы получается лучше. Производители готовых моделей часто используют самое дешевое оборудование, как в плане велосипеда-донора, который отдельно стоит не больше 1/6 от общей суммы и крайне ненадежен, так и электрооборудования, которое обычно самое примитивное и устаревшее.


Забегая вперед, хотелось бы сказать, что не стоит строить своё впечатление о электровелосипедах на основании опыта эксплуатации готовой модели, купленной в магазине.

Если коротко описать примерную схему действий, то фактически следует установить на самый обычный велосипед двигатель, батарею, электронный дроссель (ручку газа) и контроллер,  который распределяет подачу энергии от батареи по обмоткам двигателя в соответствии с положением ручки газа и нагрузками.

Сложнее всего определиться с правильным выбором необходимых совместимых друг с другом компонентов. Однако, на сегодняшний день выпускаются и активно продаются так называемые кит-комплекты, которые включают в себя контроллер, двигатель (часто уже заспицованный в колесо) и прочие элементы.

Конечно, если собирать электровелосипед решает специалист, то выбор обусловлен набором приобретенных знаний и четкими сформулированными на практике требованиями, однако для новичка готовый комплект может оказаться наиболее удобен. При использовании кит-комплекта достаточно правильно подобрать аккумулятор.

Существуют и другие варианты сделать свой велосипед электрическим. Ещё наши дедушки пробовали прилаживать в качестве двигателя электромоторы от стиральных машин и прочей электрической утвари. Сейчас некоторые изобретатели используют двигатели от стартера автомобиля или шуруповерты. Мало того, существуют даже «промышленные» варианты для использования шуруповерта в качестве двигателя электровелосипеда или электросамоката. Опустим такие варианты инженерного творчества и будем рассматривать сборку электровелосипеда на базе современного моторколесаЭто значительно проще и не требует от велосипедиста наличия огромного ассортимента разных инструментов и недель расчётов и адаптации конструкции.

Отметим, что помимо стандартного моторколеса существуют другие варианты электрических двигателей для велосипеда, например с цепным приводом. Эти конструкции отличаются рядом характеристик, однако в целом для рядового пользователя гораздо удобнее и практичнее использовать всё те же моторколёса, которые обладают достаточными показателями даже для использования в профессиональном режиме. При этом большинство отзывов про модели с цепным приводом отрицательные.

Если рассмотреть действия по самостоятельной сборке электровелосипеда, то нужно ориентироваться на следующие пункты:

1   Для начала потребуется надежный велосипед-донор. Велосипед, на который будут устанавливаться все компоненты, должен быть исправным, иметь хорошие тормоза и крепкую вилку. Нужно понимать, что если донор и так еле ездит, то установка дополнительного тяжелого оборудования окончательно выведет его из строя.  Особое внимание следует уделить дропаутам вилки и рамы. Частое явление – это поломка дропаутов из-за возросших нагрузок. Особенно это критично для вилки. Нужно понимать, что поломка дропаута на ходу закончится серьезной травмой. В продаже можно найти специальные усилители для стандартных дропаутов.

Если планируется быстрое движение, а проект использует мощные компоненты, то стоит всерьез задуматься о двухподвесном доноре. На большой скорости все неровности мешают велосипеду гораздо сильнее  и сводят на нет полноценное использование мощного проекта.

  1.    При выборе велосипеда донора нужно заранее продумать, где и как будет размещенаккумулятор, и какой тип мотора будет выбран. Если предполагается покупка мотор-колеса, то ситуация заметно упрощается. Для размещения аккумулятора вполне подойдет багажник, однако нужно правильно распределить вес по всему велосипеду и между колёсами.

Концентрация веса на заднем колесе приведет к тому, что велосипед будет плохо управляться. Если речь идёт про скорости ниже 35 км/ч, то это не критично, но если собирается мощный проект, то о правильной развесовке стоит подумать очень тщательно. Перед окончательным закреплением аккумулятора на выбранной позиции рекомендуется проехаться на велосипеде с черновой установкой аккумулятора и проанализировать, будет ли такое положение удобным или нет.

  1. Особое внимание нужно уделитьвыбору батареи. Под напряжение батареи будут подгоняться все остальные компоненты. Часто используемые напряжения – это 24 В, 36 В и 48В. Батарея должна быть выбрана таким образом, чтобы на каждый элемент батареи не приходились критичные токи разряда. В противном случае батарея прослужит совсем недолго. Самый простой и дешевый способ раздобыть нужную батарею это использовать гелевые кислотные батареи, которые часто применяются вUPS. Один блок имеет рабочее напряжение 12В и способен работать долгое время с высокой токоотдачей. Автомобильные аккумуляторы для электровелосипеда не подойдут. Во-первых, при падении кислота может вылиться, а во-вторых, батарея способна отдавать максимальную мощность только в течение первых минут работы, а не всё время движения.
  2. Если батарея покупается отдельно, то нужно заранее позаботиться о наличии соответствующего зарядного устройства.
  3.   Для монтажа потребуются качественныепровода с низким сопротивлением (нужно проверить сечение кабеля). Следует примерно прикинуть количество необходимых жил в общем проводе и стараться раздобыть провод в одной общей рубашке. Если сделать это не удалось, то нужно заранее позаботиться о приобретении хлор-винилового рукава, в котором будут размещены все провода (или группы проводов). Некоторые велостроители используют рукава для электропроводов. Единственное чего не следует допускать – это провисшие провода, которые цепляются за деревья или могут угодить в колесо.
  4.     Следующее, что нужно сделать — это найти контроллер и ручку дросселя, если каждый элемент приобретается отдельно. Контроллер следует подбирать по напряжению и мощности двигателя. Дроссель – наиболее удобный для пользователя. Желательно выбирать все компоненты от одного производителя, это избавит от лишнего несоответствия в соединительных разъемах.

Также нужно проанализировать соответствие всех типов оборудования, изучив подробные характеристики устройств. Например, безредукторные моторколеса не умеют работать с некоторыми контролерами для редукторных моторколес. Функция рекуперации энергии должна поддерживаться контролером, аккумулятором (платойBMS) и моторколесом одновременно.

  1.    Все требуемыесхемы по подключению можно легко найти в интернете по названию контроллера и двигателя (марка указана на корпусе или печатной плате). Чаще всего, если выбраны компоненты одного производителя, достаточно взглянуть на цвет проводов и это позволяет правильно соединить всю систему.
  2. Сразу можно озаботиться приобретением усовершенствованного бортового компьютера, который умеет эффективно работать с разрядом батареи и обладает рядом удобных функций.

Моторколесо можно установить как на переднее колесо, так и на заднее. При выборе нужно помнить, что двигатели для переднего и заднего колеса различаются. Рациональнее устанавливать двигатель на заднее колесо, но при этом, как указывалось выше, нужно правильно распределить массу всех компонентов по велосипеду.

Как видно из плана, собрать обычный электровелосипед совсем не сложно, но нужно понимать, что если хочется получить аппарат, соизмеримый по своим характеристикам с мощным мопедом, нужно внимательно и тщательно изучить всю имеющуюся информацию по совместимости, выполнить все нужные расчёты и потратить время на всестороннее доведение железного коня. Не нужно думать, что если с первого раза не вышло собрать достойный проект, то все электровелосипеды как класс никуда не пригодны. Это типичная мысль новичка, который ещё не успел глубоко вникнуть в теорию и не задумывается о таких мелочах, как балансировка заряда в банках или тип соединения банок аккумулятора.

www.kryptobike.ru

Краткий экскурс в историю

Идея использовать в качестве привода велосипеда электрический двигатель витала в умах изобретателей давно. Основным препятствием к реализации этой идеи было отсутствие аккумуляторных батарей, которые при достаточной электрической емкости, напряжении и отдаваемом в нагрузку токе, имели незначительные габаритные размеры и массу.

электромотор для велосипеда Толчком к интенсификации работ по созданию велосипедов с электроприводом стало широкое распространение литий-ионных и литий-полимерных щелочных аккумуляторов, которые при незначительных размерно-массовых показателях имеют высокие электротехнические характеристики и срок службы, позволяющий длительное время повторять циклы заряда-разряда без потери параметров качества. Сегодня различные образцы этих аккумуляторных батарей нашли самое широкое распространение в аккумуляторном электроинструменте.

Китайские производители первыми освоили не только массовый выпуск электровелосипедов, но и начали производство широкого ассортимента комплектующих, запасных частей и приспособлений, позволяющих превратить обычный велик в электровелосипед.

Особенности

Сегодня в условиях городского транспортного коллапса велосипед с электроприводом интересен значительными преимуществами среди других видов двухколесного транспорта, причем экологическая безопасность занимает далеко не последнее место. важные особенности когда сделаешь своими рукамиФункционально электровелосипед аналогичен обычному мопеду, у которого бензиновый двигатель внутреннего сгорания заменен на электрический силовой агрегат. Мощность электродвигателя промышленно выпускаемых моделей колеблется в пределах 0,25…1,2 киловатта, при этом электровелосипед способен развивать скорость до 50,0 километров в час. Основными преимуществами электровелосипеда является:

  • два способа передвижения – с использованием обычного педального привода и электродвигателя;
  • возможность передвижения на большие расстояния при использовании электротяги;
  • по сравнению с мопедом и мотороллером меньшая трудоемкость технического обслуживания и лучшая ремонтопригодность;
  • экологичность транспортного средства, благодаря которой на Западе владельцы электровелосипедов получают различные льготы.

Однако электровелосипеду присущи и определенные минусы, основными из которых являются:

  • высокий суммарный вес силового агрегата, включающего электродвигатель, аккумуляторную батарею, дополнительную трансмиссию и систему управления (электрический контроллер);
  • большая продолжительность зарядки современных аккумуляторных батарей, при их недостаточной автономности;
  • высокая цена заводских комплектующих;
  • низкая скорость передвижения на загородных магистралях.

Выбор комплектующих для переоборудования

Приняв решение о переоборудовании своего велика в электровелосипед, владелец должен ответственно отнестись к подбору комплектующих, обратив особое внимание на соответствие (адекватность) всех элементов электропривода. Сэкономив на покупке аккумулятора можно получить электровелосипед, на котором без подзарядки можно доехать до ближайшего супермаркета, а обратно возвращаться, крутя педали. И наоборот слишком маломощный электродвигатель не только не позволит развить желаемую скорость, но из-за низкой динамичности во многом потеряет в безопасности.

Для переоборудования дорожного (городского) велосипеда в электровелобайк не обойтись без:

  • контроллер для велосипедаэлектродвигателя, являющегося сердцем силового агрегата транспортного средства, стоимость которого колеблется от 5,5 до 8,5 тысяч рублей;
  • аккумулятора, электрическая емкость которого должна быть не менее 5,0 ампер-часов;
  • электрического контролера, обеспечивающего взаимодействие аккумулятора с двигателем и позволяющего регулировать частоту вращения ротора, который обойдется около 5,0 тысяч рублей.

Можно пойти по пути наименьшего сопротивление и купить мотор-колесо («MAGIС PIE-3 26», 17,5 тысяч рублей) или полнокомплектный электропривод («BAFANG BBS-01», 45,5 тысяч рублей), которые позволят минимизировать сложность и трудоемкость переоборудования велосипеда.набор комплектующих для велосипеда

Если приобретать по отдельности движок, аккумулятор и блок управления, то дополнительно потребуется:

  • шкивы (2 или 4 единицы) от электрогенератора легкового автомобиля;
  • приводные генераторные ремни;
  • дополнительная звездочка – лучше приобрести комплект с креплением «Bafang 52 T»;
  • фривил (трещотка, муфта обратного хода), который необходим для передачи крутящего момента от двигателя к движителю.

Какой должна быть рама

Наиболее просто электропривод устанавливается на обычный дорожный велосипед со стальной рамой. Для электровелосипеда рамы из углепластика и алюминиевых сплавов использовать нежелательно.рама велосипеда

На раме крепится контроллер, который целесообразно установить на алюминиевую пластину, выполняющую функцию дополнительного теплоотвода-радиатора.

Монтаж механики и двигателя

Монтаж электропривода на будущий электровелосипед зависит от схемы расположения силового агрегата и наиболее просто собрать электровелосипед с традиционной схемой – привод осуществляется на заднее колесо. На его втулке необходимо закрепить звездочку «Bafang 52 T»колеса , что потребует от велосипедиста определенных слесарных навыков и наличия «болгарки» с алмазным кругом и электродрели. Крепление диска звездочки к втулке осуществляется при помощи четыре-шести болтовых соединений, которые должны обязательно фиксироваться контргайками.

Цепной привод на заднее колесо осуществляется от фривила, который устанавливается отдельно на промежуточной опоре. цепной привод сделай сам Вращение от электродвигателя на фривил происходит через ременную передачу, собранную из генераторных шкивов и ремней легкового автомобиля.
Такая усложненная схема передачи вращающего момента от двигателя на колесо позволяет избежать резких рывков при трогании с места, а также исключает обратную передачу вращения в направлении колесо — вал электродвигателя.

Имеющийся на велосипеде стандартный переключатель скоростей используется в качестве натяжителя приводной цепной передачи.

Во время сборки отдельных деталей и сборочных единиц обычно требуются подгоночные операции, которые выполняются с использованием обычного набора напильников различного сечения.

Монтаж электрооборудования

После сборки механической части электровелосипеда, установки и крепления двигателя, аккумулятора и контроллера, необходимо произвести сборку электрической схемы.крепление для электродвигателя на велосипеде Обычно эта операция затруднений не вызывает, а ее трудоемкость зависит от выбранных комплектующих. Особое внимание необходимо уделить надёжности контактных соединений, исключив их искрение и нагревание.

правильный велосипед своими рукамиЖелательно дополнительно установить электрический сигнал, который повысит безопасность движения, а также обеспечить питание фары и подсветки велобайка от основного аккумулятора.
Многие энтузиасты устанавливают на колеса светодиодную подсветку, которая повышает безопасность движения в темное время суток.

Заключение

Как видно из описания, при наличии у велосипедиста излишков финансовых средств, свободного времени и определенных навыков слесаря и электрика переоборудовать велосипед в электровелобайк не составляет труда. Единственно, о чем хотелось бы предупредить …

На просторах Интернета имеется множество рекомендаций об использовании аккумуляторной дрели или шуруповерта в качесве привода электровелосипеда. Экспериментировать никому не запретишь, но собрать полноценный электровелобайк по данной технологии невозможно. Даже мощная электродрель не позволит велосипеду разогнаться до нужной скорости, а при движении на подъем велосипедисту придется крутить педали. Именно поэтому выбор специального двигателя для электровелосипеда является залогом успеха модернизации велика.

 

2kls.ru

Первое знакомство…

Итак, пришло время распаковать коробку и посмотреть, с чем же мне придется работать? Первое, что бросается в глаза, это, конечно же, литые 26” диски, изготовленные из магниевого сплава. В комплект входят переднее колесо и заднее мотор-колесо редукторного типа, не создающего сопротивления при использовании педалей и имеющего хорошую мощность при разгоне. Для литых дисков, они отличаются не большим весом, хотя по сравнению с классическими велосипедными колесами со спицами, они тяжеловаты. Заднее колесо весит около 3.5 кг, а переднее – 1.5 кг. Но, учитывая то, как выглядят и насколько прочные эти диски, их увеличенный вес можно пережить.

Сборка электровелосипеда

Давайте поближе рассмотрим диски. Прежде всего,  стоит отметить,  что эти диски можно использовать только с дисковыми тормозами. Для крепления дискового ротора на дисках имеются необходимые крепежные отверстия. На моем велосипеде используются ободные тормоза. Их придется заменить на дисковые тормоза. Это примерно по 1500 рублей на каждое колесо.

Сборка электровелосипеда

Заднее мотор-колесо имеет не только крепежные отверстия под ротор дискового тормоза, но и включает комплект из шести болтов, используемых для его крепления, а вот переднее колесо таких болтов не имеет. На это нужно будет обратить внимание при покупке переднего тормоза.

Сборка электровелосипеда

Насколько я понимаю, втулка переднего колеса имеет универсальное посадочное место под любые типы вилок. Для крепления используется ось с эксцентриковым замком, входящая в комплект.

Сборка электровелосипеда

Заднее колесо устанавливается на вал ротора. Ротор является неподвижной частью мотор-колеса. Вращается статор,  в роли которого выступает обод колеса. С правой стороны мотор-колеса расположено крепление для кассеты задних звездочек. Обратите внимание, здесь используется шлицевое крепление.

Сборка электровелосипеда

Если на вашем штатном колесе используется не кассета, а трещотка с резьбовым соединением, то использовать ее на мотор-колесе не получится. Придется купить новую кассету. Выбирать кассету нужно по числу скоростей  и числу зубьев на звездочках.

В моем случае можно было использовать кассету со старого колеса, но что-то мне было лень снимать ее и я решил купить новую. Правда, купил я не совсем, что нужно и позже установил старую кассету.

Справа из вала ротора выходит толстый кабель с многоконтактным разъемом для подключения к контроллеру. Здесь мне хотелось бы отметить компактную и герметичную конструкцию разъема, позволяющего безопасно использовать мотор-колесо в дождливую погоду или зимой.

Сборка электровелосипеда

Для крепления мотор-колеса в комплект входит набор гаек, шайб разной формы и толщины, и пары пыльников. Честно говоря, отсутствие в комплекте руководство по сборке, несколько затрудняет понимание того, для чего нужны все эти шайбы. Будем разбираться по ходу сборки.  

Сборка электровелосипеда

Помимо двух литых дисков в комплект входят две тормозные ручки. На первый взгляд это самые обычные ручки для механических тормозов. Они имеют классическую конструкцию и выглядят достаточно эргономичными.

Сборка электровелосипеда

Их главным отличием является встроенная кнопка, отключающая мотор при нажатии ручки тормоза. Забегая вперед, замечу, что это очень важная особенность, которая позволяет добиться плавной, естественной и безопасной езды на электровелосипеде.

Сборка электровелосипеда

У меня на руле установлены “монетки” со встроенной ручкой тормоза. Поэтому для установки тормозных ручек мне придется заменить “монетки”. Я купил один из самых доступных комплектов “монеток” на 3х8 скоростей. Он обошёлся примерно в 1300 рублей.

Куда неприятнее проблема с заменой тормозных ручек выглядит для тех, у кого на велосипеде установлены дорогие гидравлические тормоза. Им придется менять их на механику. Слышал, что существуют магнитные датчики, которые можно незаметно закрепить на штатной тормозной ручке, но я с ними не сталкивался, поэтому ничего не могу сказать об их особенностях и удобстве использования.

Теперь поговорим о грипсах, а точнее сказать об управлении. В комплект ACME POWER  E-BikeKit входит комплект резиновых грипс, классической формы. Правая грипса совмещена с ручкой регулировки скорости мотоциклетного типа.

Сборка электровелосипеда

Пока сложно говорить об удобстве такой формы ручки “газа”. Единственное, что я отметил для себя, так это то, что по сравнению, например, с курковыми регуляторами скорости, оборудованными индикатором зарядки аккумулятора, функцией круиз-контроля и звуковым сигналом, мой регулятор скорости выглядит заметно проще, но, как вы поймете позже, это является преимуществом.

Помимо ручки управления скоростью, в комплект ACME POWER  E-BikeKit входит устройство помощи педалированию PAS. Звучит ужасно, но штука полезная, особенно для тех, кто хочет сохранить спортивную составляющую своего велосипеда.

Сборка электровелосипеда

Система PAS крепится на валу каретки системы шатунов и определяет интенсивность вращения педалей и, в зависимости от установленного режима работы, подстраивает скорость вращения мотор-колеса, облегчая вращение педалей. Пользователь может настроить систему PAS и ручку управления скоростью на спокойную езду, например, по асфальту, что позволяет заметно увеличить расстояние вело прогулок, или на спортивный режим, помогающий райдеру в сложных ситуациях, например, при езде в горку на пересеченной местности.

Выбор режим осуществляется с помощью маленького бортового компьютера с большим ЖК- дисплеем и яркой белой подсветкой. Помимо выбора режима работы, на экране компьютера отображается заряд аккумулятора, текущая и средняя скорость и пройденное расстояние.

Сборка электровелосипеда

За управление мотор-колесом отвечает 36-ти вольтовый контроллер с максимальным током 20А, выполненный во влагозащищенном, алюминиевом корпусе–радиаторе. Замечу, что влагозащита это не водонепроницаемость. Корпус защитит контроллер во время дождя, но погружать его в лужу я не советую.

Сборка электровелосипеда

Из контроллера выходит всего 5 проводов. Два провода предназначены для подключения аккумулятора, один провод для подключения к мотор-колесу, один для подключения ручки “газа”, тормоза и компьютера, и один провод для подключения системы PAS.

Я не случайно обратил ваше внимание на число проводов в контроллере. Обычно из контроллера выходит куда более жирный пучок проводов,  затрудняющий электрический монтаж и крепление на раме велосипеда.

Сборка электровелосипеда

В моём случае к контроллеру подключается удобный и достаточно длинный многожильный переходник с влагозащищёнными разъёмами и цветной маркировкой, обеспечивающий простое, аккуратное и, что мне особенно понравилось, быстрое подключения всех компонентов электровелосипеда. Пришлось только придумать, как подключить аккумулятор, но это отдельная история. Ее я расскажу чуть позже, а пока разберемся с последним элементом моего комплекта – аккумулятором.

Аккумулятор поставляется отдельно от комплекта. Пользователь сам выбирает себе модель нужной конструкции и с требуемыми электрическими характеристиками. В моем случае нужен был 36 вольтовый аккумулятор.

Сборка электровелосипеда

Я выбрал очень интересную Li-ion модель с креплением на подседельный штырь. Модель называется ACME A40. Эта батарея имеет емкость 8А/ч. Она привлекла мое внимание съемной конструкцией аккумулятора, малым весом (2.3 кг), а так же наличием ключа “зажигания”, подключающего аккумулятор к бортовой сети и защищающего его от несанкционированного снятия. Корпус аккумулятора выполнен из ударопрочного пластика и имеет влагозащищенную конструкцию, позволяющую использовать его в дождь или в снег.    

Сборка электровелосипеда…

С комплектом более или менее разобрались. Можно приступать к сборке. Честно говоря, в тот момент я совсем не разбирался в особенностях подобных комплектов. Более того, я и велосипедах не сильно разбирался. Максимум, что я делал со своим маунтинбайком, так это снимал колеса для более удобного хранения, прикрутил зеркало и звонок. Из инструментов у меня был только разводной ключ, набор шестигранников, кусачки, паяльник и что-то еще.

Итак, первое, что я понял, что моя модель велосипеда (Merida 2007 года) не очень хорошо подходит для подобной переделки. Как мне тогда казалось переделывать надо половину велосипеда, что, конечно же, несколько напугало. Хорошо хоть, что моя рама подходит под необходимый внутренний размер передней (не менее 100 мм) и задней вилки (не менее 135 мм).  

Чтение заметок и просмотр видео в интернет, посвященных сборке подобных комплектов не дали мне никакой полезной информации, а только усугубило сомнения в собственных силах. Тем не менее, пути назад нет. Я решил поменьше думать о проблемах и последовательно разобраться с каждым этапом сборки. Уверен, что среди моих читателей будет много таких же, как и я, кто, не имея опыта, готов что-то пробовать новое и учиться на собственных ошибках. Надеюсь, что опыт, описанный в этой статье, будет полезен как тем, кто только собирается покупать комплект, так и тем, кто уже что-то делает и не может найти ответы на некоторые вопросы.

Итак, с чего начать? Сначала я снял с рамы ободные тормоза, колеса, открутил тросики переключателей скоростей и снял руль. Остались только рама с передней вилкой, установленной системой шатунов и сиденьем. Теперь можно было приступить к сборке заднего мотор-колеса. C “обуванием” дисков проблем не возникло. Отсутствие спиц позволило использовать диски их без ободной ленты. Теперь нужно было закрепить ротор дискового тормоза. Эта процедура не вызвала у меня никаких трудностей.

Сборка электровелосипеда

Далее устанавливаем кассету. Как уже было отмечено выше, я купил новую кассету, но потом заменил ее на кассету с родного колеса. Особого смысла во всех этих манипуляциях нет, и рассказываю это лишь для того, чтобы вам было понятно, почему на фотографиях у меня разные кассеты.

Сборка электровелосипеда

На первый взгляд проблем с установкой кассеты со шлицевым креплением быть не должно. Кассета просто одевается на вал, с которого предварительно нужно удалить резиновый защитный кожух, и, с помощью специального съемника, закручивается верхняя гайка. Вот здесь возникла первая проблема. Вал ротора колеса имеет диаметр на полтора миллиметра больший, диаметра отверстия в съемнике. Это отверстие пришлось немного расточить с помощью круглого напильника. После этого я смог без проблем закрутить кассету.

Сборка электровелосипеда

В принципе, сборка заднего колеса закончена. Остается установить его на раму, но предварительно нужно разобраться с шайбами, которые в большом количестве присутствуют в комплекте.

Сборка электровелосипеда

Примерив колесо, стало понятно, что рама трется о гайку, фиксирующую кассету. Чтобы этого не происходило я одел на вал ротора колеса две шайбы разной толщины, что создало необходимый зазор в 1-2 мм.

Сборка электровелосипеда

Сверху я одел еще одну шайбу (фото выше), которая блокирует проворот вала ротора во время езды. Это очень важная шайба, но делать так, как показано на рисунке категорически нельзя!!! Позже я обнаружил, что при переключении задней передачи цепь ни в какую не хочет заходить на самую большую звездочку. После длительной настройки заднего переключателя я понял, что дело не в нем, а в этой шайбе, которая сместила раму, а вместе с ней и задний переключатель на 3-4 мм в сторону. Таким образом в самом крайнем положении переключатель находился между первой и второй звездочкой и цепь никак не хотела перескакивать. Установив эту шайбу снаружи я без проблем смог переключать передачи во всем положенном диапазоне. Следующая фотография демонстрирует то, как правильно должно быть установлено колесо.

Сборка электровелосипеда

Следующий шаг – установка заднего тормоза. Здесь тоже не обошлось без некоторых сложностей. На современных рамах крепление для дискового тормоза расположено на внешней стороне задней вилки. У меня же оно расположено на внутренней стороне вилки.

Сборка электровелосипеда

C установкой тормоза проблем не возникло, а вот с регулировкой все оказалось не так просто. Большой диаметр мотора блокирует доступ к болту регулировки неподвижной колодки. В результате, пришлось много раз снимать тормоз, перенастраивать неподвижную колодку, подстраивать расположение тормоза относительно диска. В общем, получился интересный опыт. Теперь я могу с легкостью настроить задний тормоз даже в таких сложных ситуациях.

Переходим к переднему колесу. Какие здесь могут быть трудности? В общем, никаких. Сначала прикручиваем ротор дискового тормоза и устанавливаем сам тормоз. Настройка тормоза также не вызывает никаких трудностей.

Сборка электровелосипеда

Не знаю почему, но я решил не снимать со старого руля грипсы и монетки, а просто заменил его на новый. Для своего электровелосипеда я выбрал руль той же длинны (600 мм), что и родной руль. Однако, позже стало понятно, что такого руля хватает практически впритык. Я смог нормально установить тормозные ручки и монетки. Справа я установил  механический звонок, а слева бортовой компьютер. По центру руля осталось место для установки одного или двух передних фонарей, а вот для установки зеркал заднего вида, места на 600 мм руле уже нет. Поэтому пришлось использовать зеркало, закрепленное с левого торца внутри руля.

Сборка электровелосипеда

В процессе сборки надо было решить, что устанавливать первым: тормозные ручки или монетки. Пообщавшись с разными людьми, я понял, что четкого правила тут нет и каждый устанавливает так, как ему удобно. Тем не менее, на большинстве велосипедов сначала стоит тормозная ручка, а за ней монетка. Сделав также, я обратил внимание на то, что один из курков правой монетки, отвечающей за задний переключатель скоростей, упирается в регулятор скорости. Если монетку поставить первой, то проблема с упирающимся курком исчезает, но появляются другие проблемы. Во-первых, переключать скорости стало совсем неудобно, а, во-вторых, во время движения курки монеток не позволяют нормально держать руль. В результате пришлось вернуться к первому варианту, и поиграться с размещением монетки так, чтобы минимизировать трение с регулятором скорости. Если бы я использовал руль подлиннее, то была бы возможность более свободно варьировать расположение монеток и другого навесного оборудования,  что,  возможно,  позволило бы полностью исключить трение курка о регулятор скорости.

Сборка электровелосипеда

С левой стороны я использовал похожую последовательность размещения тормоза, монетки и компьютера. Но сейчас я понимаю, что для более комфортного захвата и возможности большим пальцем руки свободно управлять компьютером, его стоит установить либо перед монеткой, а может быть даже перед тормозной ручкой.  

Сборка электровелосипеда

Пока я не стал подключать систему PAS. Для ее установки мне нужно было менять каретку системы шатунов, а делать это мне было уже лень. Думаю, этим я займусь в будущем и тогда подробно расскажу о том, как закрепить PAS на велосипеде.

В принципе, на этом основной этап сборки электровелосипеда можно считать законченным. Несмотря на мои опасения, на практике все оказалось не так сложно, и если в первый момент процесс сборки занял у меня около недели, то теперь все тоже самое я могу сделать за день, а при наличие деталей можно справится и за пару часов.

Сборка электровелосипеда

Остается решить один из главных вопросов: где и как размещать контроллер и аккумулятор. Начну с аккумулятора, который должен быть закреплен на подседельном штыре, что в моем случае оказалось невозможным. Дело в том, что данная конструкция аккумулятора предназначена для использования на складных велосипедах, имеющих более длинную и толстую трубу, в которую вставляется подседельный штырь. В принципе, я видео вариант крепления и на подседельном штыре маунтинбайка. Для этого нужно использовать прокладку из плотной резины. Но и этот вариант возможен только в том случае, если используется обычный подседельный штырь. В моем же случае используется амортизационный штырь.

Сборка электровелосипеда

Его конструкция не позволит закрепить аккумулятор. Менять его на обычный штырь я не хочу. Дело в том, что литые диски, достаточно жесткие, и отсутствие амортизатора на задней вилке приведет к дискомфорту во время езды по пересеченной местности. Амортизационный подседельный штырь несколько сглаживает все неровности, делая езду на велосипеде более комфортной. Что же касается размещения контроллера, то с его креплением тоже не все понятно. Его не получиться, просто так закрепить на раме. В общем, нужно было подключать фантазию и придумать варианты установки аккумулятора и контроллера.

Мне удалось придумать три варианта. Самый простым и удобным для меня вариантом стал обычный рюкзак. Небольшой размер и вес аккумулятора позволил комфортно разместить его на дне рюкзака, оставив достаточно места для перевозки вещей.

Сборка электровелосипеда

Контроллер я разместил в маленьком боковом кармане. Реализовать такой вариант удалось не только благодаря небольшому весу и размеру аккумулятора и контроллера, но и благодаря правильным разъемам на проводах, позволяющим за минуту подключить все необходимое для превращения обычного велосипеда в электровелосипед.

Сборка электровелосипеда

В чем преимущество такого варианта? Во-первых, простота и доступность, во-вторых, отсутствие лишних элементов на раме позволило не увеличивать вес велосипеда,  сохранив его спортивную составляющую. Для меня это важно. Недостаток этого вариант заключается в невозможности подключения системы PAS. Но пока я ее не использую.

Второй вариант предусматривает размещение контроллера в небольшой треугольной сумке, закрепленной на раме велосипеда. При этом аккумулятор остается в рюкзаке. Такой вариант очень дешев (около 250 рублей), практически не увеличивает вес велосипеда, не требует постоянного отключения интерфейсных кабелей и позволяет подключить систему PAS.

Если же вам совсем не хочется таскать с собой рюкзак, то для крепления аккумулятора можно посоветовать использовать велокейс, закрепленный на багажнике. Такое решение вместе с багажником обойдется примерно в 2000 рублей. В кейс можно положить не только аккумулятор, но и контроллер, правда в этом случае подключить PAS не получится. Не хватит длинны кабеля.

Впечатления…

Сначала поговорим о скорости. Как показывают мои тесты, редукторное колесо, мощностью 350Вт обеспечивает плавное и тихое движение на скорости до 25-28 км/ч. Возможно, кто-то удивленно скажет, всего 25 км/ч. На самом деле, это достаточно много для того, чтобы позаботиться о защите и шлеме. Велосипед с 26” колесами это не скутер с 8” колесами и даже не мопед с 16” колесами. Маленькая ямка или наклон дороги могут привести к очень серьезным травмам. Поэтому защита и шлем обязательны!!!

Сборка электровелосипеда

Второй вопрос, какое расстояние можно проехать на одной зарядке аккумулятора? Моего, относительно компактного и легкого Li-ion аккумулятора, емкостью 8А/ч, хватает примерно на 15 км при условии постоянного движения на электроприводе. На самом деле, максимальное расстояние, которое вы сможете проехать на своем велосипеде, зависит от активности использования электропривода и условий на трассе. Например, если, разогнавшись на асфальте, вы отпускаете ручку “газа”, продолжая ехать на холостом ходу, расстояние пробега можно увеличить до 50 км. Если же вам приходиться ехать на электроприводе по пересеченной местности с большими и сложными подъемами, то максимальное расстояние может заметно сократиться.  

Есть данные о том, что при использовании аккумулятора, емкостью 10А/ч, протяженность поездки на 500 Вт моторе достигает 36 км. Лично я не проверял, но у меня нет ни одной причины не доверять человеку, от которого я узнал эти цифры. Его опыт сборки и эксплуатации электровелосипедов куда больше моего.

Отдельно, обращу внимание на высокую скорость зарядки аккумулятора. Для ее полной зарядки необходимо примерно 3 часа.

Замечу, что используемое мотор-колесо редукторного типа не имеет функции подзарядки аккумулятора во время холостого хода или торможения. Тем не менее, глядя на индикатор заряда можно увидеть, как при движении на холостом ходу или при педалировании аккумулятор немного восстанавливается, позволяя увеличить расстояние.

Первая поездка заставила меня задуматься над вопросом, зачем мне это нужно? Теперь я совсем не хочу крутить педали. Если бы мне нужно было каждый день совершать поездки на дальние расстояния, то, возможно, электровелосипед был бы для меня очень актуален. Я же катаюсь ради удовольствия, и максимальное расстояние не превышает 17 км. Понятно, что в этом случае использование электропривода противоречит тем принципам, ради которых используется велосипед. Тем не менее, я не могу сказать, что мотор-колесо совсем бесполезная штука. Напротив, уже на второй день я понял, что электровелосипед в моей конфигурации упрощает жизнь райдера и позволяет заметно расширить его возможности. Я говорю не только о возможности сделать дальние поездки более комфортными, но и о некоторых других ситуациях.

Например, когда нужно выехать на проезжую часть. При езде на педалях необходимо время для разгона. Таким образом, велосипедист создает помеху движению. С электроприводом все значительно проще. Он очень резво набирает скорость, позволяя быстро и аккуратно выехать на дорогу, не создавая помех транспорту. Не менее полезен электропривод оказывается в ситуациях, когда нужно быстро вернуться в заданный скоростной режим без переключения скорости. Достаточно немного помочь себе электроприводом и вы можете продолжать движение на наиболее комфортной скорости без необходимости тратить время и силы на разгон. Особую помощь электропривод оказывает при езде по пересеченной местности. Особенно при необходимости въехать в длинную и крутую горку. В целом, электропривод на велосипеде вещь очень полезная, главное это разумный подход к его использованию.

Теперь поговорим о недостатках представленного комплекта. Во-первых, литые диски. Они очень красивые, очень прочные и очень жесткие. Если бы не амортизационный подседельный штырь, то ездить на них по пересеченной местности было бы не комфортно. В идеале, такие колеса хорошо ставить на раму с задним амортизатором и передней амортизационной вилкой. Второй недостаток, касается используемого компьютера. Он определяет скорость и расстояние движения только во время использования мотор-колеса, что делает его несколько бессмысленным. Однако, как мне кажется, если бы я установил систему PAS, то показания с колеса снимались бы постоянно. Пока это только мое предположение. Пожалуй, это все недостатки, на которые я обратил внимание. На самом деле называть их недостатками неправильно. Скорее это особенности, которые стоит учесть при сборке и использовании электровелосипеда.

Последний вопрос – цена. На момент подготовки обзора, стоимость такого комплекта составляет около 25000 рублей + 9000 рублей за аккумулятор. Здесь может возникнуть вопрос: не проще ли купить готовый электровелосипед, который обойдется примерно в те же деньги? Детально изучив тему, я понял, что готовые электровелосипеды в той же ценовой категории не представляют интереса для меня. Мне вообще не очень понятно их назначение. Тяжелые и неуклюжие, они годятся только для спокойных прогулок по асфальту. Что же касается моего комплекта, то, несмотря на высокую цену, он позволил сохранить спортивную составляющую моего велосипеда, дополнив его теми уникальными возможностями, которые предлагает мотор-колесо.  Кстати, похожий, готовый велосипед, обойдется примерно в 65000-70000 рублей. Так что, самостоятельная сборка позволит заметно сэкономить в деньгах.

В целом, сборка комплекта ACME POWER  E-BikeKit оказалась для меня интересным и полезным опытом. Я не только разобрался с особенностями современных велосипедов и их настройкой, но и познакомился с новыми людьми, которые помогли мне разобраться с некоторыми вопросами, нашел интересные места, где можно купить все, что угодно для своего велосипеда и, главное, понял, что, если возникает сложность, не стоит бросать начатое дело. Со временем вы обязательно разберетесь в проблеме или рядом найдутся люди, которые помогут вам справиться с поставленной задачей.

reviews.ru

История создания электрического мотор-колеса

Мотор-колесо, а оно представляет собой агрегат, в котором совмещено само колесо и электродвигатель, придумал (и запатентовал) американский изобретатель Веллингтон Адамс в 1884 году. Воплотить его идею в изделие смог через 6 лет его соотечественник — изобретатель Альберт Парселл, создав прообраз велосипедного мотор-колеса.

Попытки широкого практического применения этих перспективных устройств предпринимались в прошлом многократно. Однако ограниченное использование мотор-колес в конце 19-го и начале 20-го века не привело к реальной конкуренции с традиционными двигателями внутреннего сгорания ввиду отсутствия емких и легких аккумуляторов, способных выдержать сотни и тысячи циклов заряда-разряда. Поэтому мотор-колеса использовались и успешно применяются в настоящее время в узких областях, в мощных колесных средствах, например на рельсовом транспорте и карьерных самосвалах, где электроэнергию для них вырабатывают дизель-генераторы, расположенные на шасси.

Но шли годы, наука двигалась вперед, и такие аккумуляторы появились. Возникли технические предпосылки для использования изобретенного ранее устройства в современных условиях. Необходимость в применении перспективных и экологически чистых транспортных средств возникла по причине быстрого роста числа транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания, которые выбрасывают в атмосферу несметное количество вредных веществ и существенно ухудшают качество жизни людей, особенно в больших городах и мегаполисах, то есть там, где плотность автомобилей наиболее высока. Кроме этого известно, что запасы углеводородного топлива исчерпаемы и человечество просто вынуждено применять другие виды энергии для перемещения в пространстве.

На рубеже 20-го и 21-го веков миграция человека на электрические и гибридные средства передвижения стала реальностью. Например, в Японии в 1997 году был создан первый в мире массовый гибридный легковой автомобиль (Toyota Prius), который движется за счет бензинового и электрического двигателей в зависимости от команды водителя.

Электровелосипед, без сомнения, попадает под определение гибридного транспорта, так как передвигается с помощью электромотора, запитанного от аккумулятора, и мускульной силы велосипедиста (аккумулятор рано или поздно сядет, или очередная горка станет ему не под силу). Мотор-колесо идеально подходит для установки на велосипед. Оно компактно, надежно и относительно дешево.

Сборка электровелосипеда«>

Мотор-колесо — это колесо, совмещенное в едином корпусе с асинхронным электродвигателем, который получает электроэнергию от компактного аккумулятора. Управляют подачей электричества к колесу контроллер (блок с электронной «начинкой») и средства ручного управления (расположены на руле велосипеда). Для того чтобы использование комплекта стало технически и экономически выгодным, вес этих основных устройств должен быть минимальным (6-8 кг), и в настоящее время достичь этого удалось.

Альтернативные варианты электрификации велосипеда

Многие умельцы в нашей стране предлагают свои малобюджетные варианты переоборудования обычного велосипеда в электрический байк. На просторах интернета можно найти весьма экзотические методы таких переделок. Это могут быть варианты с использованием в качестве двигателя шуруповерта, аккумуляторной электродрели или других электродвигателей различными трансмиссиями. Следует отметить также, что на протяжении последних лет часто предлагалось в качестве конкурентного силового агрегата в составе комплекта по модернизации велосипеда использовать сильно шумящий двигатель внутреннего сгорания. Эти комплекты еще есть в продаже, но с каждым годом их популярность падает.

Составные части комплекта для сборки

Рассмотрим несколько подробнее составные части комплекта для сборки электровелосипеда. Есть один нюанс. Для экономии времени читателей разумно рассматривать (для массового потребителя) только заводские комплекты для переделки велосипеда в электровелосипед. В их составе присутствуют все необходимые детали, включая надежный крепеж, подробнуя инструкцию и защиту «от дурака», то есть соединение частей в одно целое возможно только одним правильным образом. Сборку эксклюзивных и особо мощных и продвинутых электровелосипедов оставим энтузиастам и техническим гуру.

Типы используемых аккумуляторов

Аккумулятор является источником энергии для работы мотор-колеса. Промышленность предлагает несколько типов:

  1. Свинцовые аккумуляторы отличаются большим весом и невысокой удельной емкостью. Они еще используются с электровелосипедами по причине низкой стоимости, но мало подходят в качестве источника энергии для мотор-колеса для дальних поездок.
  2. Никель-кадмиевые аккумуляторы имеют приемлемые размеры, довольно высокую удельную емкость, но и ряд отрицательных свойств. Это небольшой ресурс (около 1000 циклов «заряд — разряд»), эффект памяти и температурные ограничения по заряду и использованию.
  3. Литий-ионные аккумуляторы по всем параметрам подходят для использования в качестве источника тока, но стоят они примерно половину суммы комплекта для электровелосипеда из Китая.

Виды и устройство электрических мотор-колес

Мотор-колесо представляет собой асинхронный электродвигатель, закрепленный на оси велосипеда, соединенный спицами с ободом. Это асинхронный электродвигатель, выполненный по схеме «наоборот». Ротор неподвижно закреплен на вилке, а статор вращается с колесом. Двигатели мотор-колеса имеют мощность в пределах от 250 ватт до 5 киловатт. Мотор-колесо имеет два основных варианта реализации:

1. Это редукторное мотор-колесо компактных размеров, которое содержит в себе планетарный редуктор с тремя шестернями, понижающий частоту вращения двигателя и увеличивающий тяговое усилие ведущего колеса при трогании велосипеда с места в сложных условиях пересеченной местности и на затяжных подъемах. Этот вариант недорогой, но имеет невысокий ресурс в 5-8 тысяч километров. Максимальная скорость передвижения — 30-35 км/час. Особенностью редукторного мотор-колеса является наличие обгонной муфты, которая отключает мотор при педалировании и на спусках. Это мотор-колесо не подходит любителям быстрой и агрессивной езды по пересеченной местности.Сборка электровелосипеда«>

2. Безредукторное мотор-колесо с прямым приводом дороже и надежнее редукторного и позволяет создать бесшумные устройства с большой мощностью — до 5 киловатт, с возможностью рекуперации (процесса подзарядки электроэнергией системы при движении на спуске или накатом). В этом моторе при работе педалями будет присутствовать небольшое сопротивление движению. Это вызвано тем, что асинхронный двигатель является двунаправленным устройством. При отсутствии подачи электроэнергии на его обмотки этот мотор работает в режиме генератора и тормозит систему. Рекуперация даром не проходит, энергия должна откуда-то взяться. Ресурс колеса — десятки тысяч километров. Максимальная скорость передвижения — 60 км/час и выше.

Сборка электровелосипеда«>

Варианты установки мотор-колеса

Мотор-колесо может устанавливаться как на переднюю, так и на заднюю ось велосипеда. Возможен и полный привод. Преимущества передней установки — простота конструкции и возможность быстрой замены мотор-колеса на обычное старое велосипедное колесо.

Сборка электровелосипеда«>

Установка мотор-колеса на заднюю ось несколько сложнее. При монтаже могут возникнуть трудности по совместимости приобретенного комплекта с вашим велосипедом в плане работы дисковых тормозов и трещотки.

Сборка электровелосипеда«>

Возможна установка электродвигателя на каретку велосипеда. В этом случае вращение передается на педальный узел и велосипедист получает возможность менять передачи, как до модернизации.

Сборка электровелосипеда«>

Владельцы, которые своими руками устанавливали комплект для электровелосипеда для зимней езды, рекомендуют задний или полный привод. Передний привод приведет к частым падениям.

Кроме аккумулятора и мотор-колеса следует упомянуть устройства, которые будут ими управлять. Это силовой контроллер (электронная схема в защищенном корпусе) и механизмы управления, которые крепятся на руле велосипеда и состоят, как правило, из специальных рукояток с вмонтированными выключателями мотора при торможении велосипеда и устройства управления двигателем (рукоятка или рычажок), которое позволит изменять частоту вращения колеса (аналог газа на мопеде).

Монтаж комплекта для сборки электровелосипеда своими руками

Общий принцип монтажа комплекта достаточно прост. Для этого надо:

  1. Определить максимальную скорость и дальность движения электровелосипеда. От этого зависит тип мотор-колеса.
  2. Определить ведущее колесо. От этого зависит комплектность и состав крепежа.
  3. Измерить диаметр ведущего колеса. Именно такое колесо должно быть в заказываемом комплекте.
  4. Выбрать и купить понравившийся комплект переделки электровелосипеда своими руками. Можно сделать это в интернет-магазине.
  5. Внимательно прочитать инструкцию по установке комплекта для электровелосипеда. Определить совместимость вашего байка и комплекта.
  6. Опробовать комплект для электровелосипеда, соединив все детали и установив на подставку ведущее колесо.
  7. Переставить камеру и покрышку со старого колеса на новое мотор-колесо.
  8. Закрепить согласно инструкции остальные детали комплекта для электровелосипеда.
  9. Зарядить аккумулятор и выполнить тестовую поездку на небольшое расстояние.

Сборка электровелосипеда«>

На верхнем снимке — комплект для электровелосипеда (своими руками выполнить монтаж несложно) для установки на переднюю ось с безредукторным мотором.

Безопасность эксплуатации электровелосипеда

Нелишним будет напоминание о безопасной эксплуатации такого доработанного транспортного средства. Велосипед, на который установлено электрическое мотор-колесо, приобретает принципиально новые свойства. Скорость движения велосипеда с электромотором может достигать 60-70 км/ч. Это практически скорость мотоцикла в городе. Велосипедист, установивший мотор-колесо на свой байк, должен применять все средства безопасности, аналогичные тем средствам, которые использует мотоциклист.

Требования к конструкции исходного байка

Кроме этого велосипед, который предполагается переоборудовать под электрический, должен иметь надежную и усиленную конструкцию. Больше всего для этих целей подходит мощный горный велосипед, который имеет запас прочности для передвижения по пересеченной местности. В конечном счете степень надежности исходного транспортного средства должен адекватно оценить его владелец. Отзывы владельцев электрифицированных байков указывают, что удары на высоких скоростях не выдерживают передние вилки. Редукторы мотор-колеса быстро ломаются при прыжках через препятствия. Слабое место – спицы обычного велосипеда. Их диаметр на ведущем колесе желательно увеличить. Поэтому имеет смысл покупать комплект для переделки электровелосипеда с заспицованным колесом. Спицы на таком колесе будут усиленные.

Отзывы

Отзывы свидетельствуют, что цена переделки обычного велосипеда с использованием готового комплекта для сборки приличного качества соизмерима со стоимостью готового заводского электровелосипеда начального уровня. Приобретать самые дешевые комплекты для электровелосипеда из Китая специалисты не рекомендуют. Можно попасть на некачественные компоненты. То же самое относится к комплектам для электровелосипеда с аккумулятором. Его следует покупать отдельно под свои условия. Сторонники приобретения готового электровелосипеда мотивируют это его усиленной и просчитанной конструкцией и дизайном. Потребительские свойства как переделанного, так и заводского электровелосипеда одного класса, согласно отзывам, будут практически одинаковы.

www.syl.ru

После закупки всего, я приступил к сборке. Первым делом, нужно засунуть аккумулятор в раму велосипеда. Так как у меня уже есть 3д принтер, я решил что было бы неплохо распечатать корпус. Я уже представлял как круто это будет смотреться. И просто и быстро и искать ничего не нужно. Но не тут то было.

Сборка электровелосипеда

Обмер рамы

Перед тем как рисовать чертеж корпуса аккумулятора, нужно было снять размеры рамы. Естественно, сделать это рулеткой с достаточной точностью невозможно, тем более, что трубы не прямые, а прогнуты. На глаз этого прогиба не видно, но он там есть.

Я пытался вырезать шаблон из картона, но ничего хорошего не получалось — он гнулся и не давал сделать форму рамы с достаточной точностью.

Затем, я пытался сделать форму рамы с помощью проволоки. И, тоже ничего не получилось — проволока, даже толстая не держала форму рамы достаточно хорошо. В итоге, все получилось хорошо измерить с помощью пенопласта высокой плотности.

Сборка электровелосипеда

Сборка электровелосипеда

Чертеж корпуса

После того, как рама была обмеряна, нужно было начертить чертеж корпуса. Я долго тыкался в Solidworks, но моих знаний явно не хватало, чтобы нарисовать его именно так как мне хотелось. Я попросил брата помочь мне, и, о чудо, через неделю чертеж корпуса был у меня и началась печать.

Кстати, мой брат — профессиональный 3d-моделлер. Если вам нужно что-то, нарисовать, велкам в личку randmax , а вот тут можно глянуть его портфолио.

Сборка электровелосипеда

Печать

Чтобы корпус занимал как можно меньше места в раме, я печатал его хитро — та часть которая находится под трубой напечатана со 100% заполнением, а то, что выше трубы — с 20% заполнением. Толщина корпуса под трубой — 3мм. Естественно, все печаталось из кусочков. которые могут влезть в принтер.

Печатался корпус очень долго. Я уже проклял все на свете что взялся за печать, десять раз хотел использовать другие технологии чтобы сделать корпус. Кроме того, было не известно — развалится ли корпус. Я не видел чтобы кто-то печатал такие корпуса, поэтому, это был своего рода эксперимент. Но, все-таки, оно допечаталось! Вот, к примеру, кусочек корпуса:

Сборка электровелосипеда

Дальше я решил, что сделаю чтобы вел ездил хоть как-то, а потому буду думать над корпусом дальше.

Выбор мотор-колеса

Изначально я планировал поставить тяговое мотор-колесо фирмы «электра» и задрать напряжение питания до 60в, чтобы оно могло выдавать большую скорость. Это колесо отличается тем, что имеет большой диаметр, и, соответственно, большой момент. Но с большим диаметром оказалась связанна и главная проблема — в 26 обод его можно заспицевать только радиальной спицовкой, то есть, «солнышком».

У спицовки солнышком есть куча недостатков — в частности, нагрузка в любой момент приходится только на две спицы, что грозит повреждением обода, дисковые тормоза не могут нормально работать из-за того, что согнуть спицы проще чем растянуть.

Вообщем, в последний момент я решил отказаться от этого мотора и купил скоростной двигатель от evel, уже заспицованный в обод MTX39, что сняло лютую часть геморроя по выбору спиц и, собственно, спицеванию колеса.

Сборка электровелосипеда

Да, тут стоит объяснить, что одно и то-же мотор-колесо может продаваться в разных вариантах. Обычно, ограничиваются двумя — тяговое и скоростное, но бывают и такие варианты, когда производитель прямо предлагает выбрать количество витков провода на статоре. Едут эти колеса абсолютно одинаково, просто в скоростные нужно вкачивать больше тока при меньшем напряжении, при этом увеличиваются потери на проводах, но, снижается необходимое напряжение.

Еще есть такое явление связанное с напряжением и витками мотора — когда велосипед едет накатом или от педалей, двигатель работает как генератор. Так вот, если напряжение этого генератора превышает напряжение питания батареи, открываются паразитные диоды в транзисторах контроллера, и, двигатель начинает заряжать батарею и тормозить велосипед. Таким образом, у электровелосипеда есть некая максимальная скорость движения накатом.

Так как поменялся мотор, пришлось поменять и напряжение питания с 60В до 48В. К счастью, 48В — штатное напряжение для евеловского контроллера, и его не пришлось переделывать, чему я тоже рад.

Напряжение аккумуляторов, в электротранспорте принято считать с шагом в 12 вольт. Но, литий-ионные батареи можно собрать с шагом 3.6 вольт. Таким образом, напряжению 48В соответствует две конфигурации батареи — 13S (46.8 В) и 14S (50.4 В).

На форумах я нашел, что для моего колеса максимальная скорость примерно равна 52 км/ч для батареи 13S, я решил что этого маловато для движение со спусков и выбрал батарею 14S.

Переделка зарядки и BMS от greentime

К счастью, это оказалось не сложно. С помощью гугл-кунгфу, я нашел схему своей BMS:
Сборка электровелосипеда

И, стало понятно, что чтобы переделать ее с 16S до 14S достаточно выпаять вот эти резисторы в двух каналах:
Сборка электровелосипеда

К сожалению, диапазона регулировки моей зарядки не хватило. чтобы подстроить ее на нужное напряжение, поэтому я нашел схему зарядки почти как у меня:
Сборка электровелосипеда

И поменял выводной резистор c 3.9к до 3.3к. И настроил зарядку на 57.4в, что соответствует 4.1в/ячейку. Такая недозарядка должна значительно продлить жизнь аккумулятору.
Сборка электровелосипеда

Сборка аккумулятора

Первым делом, я примерял аккумуляторы в корпус велосипеда и понял, что 160 аккумуляторов, которые я планировал туда влазят с трудом, кроме того, мотор поменялся и теперь не нужно такое напряжение. поэтому, было принято решение уменьшить количество аккумуляторов до 140шт.

Сборка электровелосипеда

Я хотел использовать точечную сварку для сборки батареи аккумуляторов. Смысл в том, что при пайке аккумулятор нагревается, что плохо для его внутренней химии, и, есть вероятность повредить пластиковые изоляторы, которые отделяют плюс от минуса. В итоге, аккумулятор может взорваться.

Сборка электровелосипеда

Я даже собрал управляющую электронику для этого самого аппарата точечной сварки:
Сборка электровелосипеда

Но, потом наткнулся на вот такую табличку:
Сборка электровелосипеда

По ней видно, что чтобы передавать 50А тока, нужно аж 7 параллельных никелевых пластинок 0.15 толщины, что мне показалось перебором, и не осталось выхода кроме как паять батарею медным проводом. С медным проводом все намного адекватнее и хватает всего 2.5мм^2 сечения.

Я пробовал несколько разных технологий пайки (и, наверняка, перегрел пару аккумуляторов в процессе), но придумал очень хорошую методику пайки, при которой нагрев аккумулятора практически нулевой.

Сводится она к тому, что тонкие проводки паять быстрее чем толстые. Итак, сначала я расставил аккумуляторы как они должны стоять в итоге, потом склеил термоклеем:

Сборка электровелосипеда

Далее, приклеил на клей-момент картонки, которые защищают корпус аккумулятора от контакта с проводом и залудил точки на аккумуляторах:

Сборка электровелосипеда

Далее, берется многожильный провод 2.5мм^2 и из него достается несколько жил, которые припаиваются к залуженным точкам на аккумуляторе.

Сборка электровелосипеда

К этому всему подключается BMS по инструкции:
Сборка электровелосипеда

Ну, и заматывается армированным скотчем. Для придания шахид-вида.

Установка на велосипед

Больших проблем установка аккумулятора не вызвала, он просто вставился и все. Чтобы все было красивее, я примотал его скотчем и стяжечками. А вот мотор-колесо не влезло вместе со штатными тормозами, пришлось их убрать.

Сделал усилитель дропаутов из тисков и абы как прикрутил контроллер. И в тот-же день, велосипед поехал, правда, с 50% ограничением мощности!

Сборка электровелосипеда

Через пару дней мне пришли новые тормоза. Это avid bb7, они механические, и благодаря этому, можно использовать тормозные ручки с выключателями. Это позволяет при нажатии на тормоз включать рекуперативное торможение.

Так-же, из куска 5мм стали был вырезан усилитель дропаутов, который занял свое положенное место и колесо стало выглядеть вот так:

Сборка электровелосипеда

Это позволило убрать ограничение мощности и гонять уже на полную.

Результаты

А результаты получились намного лучше чем я предполагал. Велосипед тяжелый, но не слишком — 27.6кг. Разгон очень даже динамичненький — со светофора он уходит первым, но приходит последним.

Максимальная скорость агрегата — 64км/ч. Что обгоняет табуретки. А вот с расходом получилось интересно — я ожидал расхода около 20 Вт*ч/км, а получилось всего 11. Таким образом, на моей батарее в 1612 Вт*ч можно проехать 146 км, и это на скорости 50-60. На скорости 30 пробег должен удвоиться. Пока я столько не проезжал, Максимум скатался на 70км, но, действительно, после этого осталась еще половина заряда.

Впечатления от езды двоякое. Очень круто, что все бесшумно. Но на скорости больше 50 км/ч ветер начинает шипеть не лучше двигателя мотоцикла. На тротуарах, как и ожидалось, никто внимания не обращает, если ехать с велосипедной скоростью, но из-за легкости велосипед не очень хорошо ведет себя на большой скорости и фуры сдувают.

Управляемость пока очень плохая, но это, скорее-всего, особенность именно моего вела. Нужен руль больше и выше как минимум, вилка с ногами потолще, вообщем, конструкция еще далека от завершения.

Ну, и, конечно, пара видосиков. Вот, пять минут поездки в гости к VRP по нашей селухе:

Ну, и VRP собственной персоной пытается использовать велосипед как экскаватор:

tqfp.org


Categories: Велоспорт

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector