Электробайк как сделать

Как сделать электровелосипед из обычного велосипеда (10)

Ни для кого не секрет, что пробки, особенно в часы пик, стали бичом современных городов. Поэтому, казалось бы, такие комфортные и быстрые автомобили становятся для многих обременительными. Все больше внимания уделяется экологии, с каждым днем растет популярность экологически безопасного индивидуального электротранспорта. Об этом свидетельствуют растущее количество велодорожек, пунктов проката велосипедов и самокатов, сервисов байкшеринга. Множество людей пересаживается с авто на обычные велосипеды. Набирают популярность двухколесные модели и трициклы.

Кто-то отдает предпочтения готовым фирменным моделям, но многих интересует вопрос, как самому сделать электровелосипед? Где взять необходимые детали и насколько это будет экономически целесообразно? Давайте рассуждать вместе.

Ассортимент обычного электротрансопрта сегодня действительно широк, но выбрать подходящую модель не так уж просто. Если же вы решитесь модернизировать уже имеющееся устройство, останетесь в плюсе:

• вы соберете устройство «под себя», поэтому сможете учесть все свои пожелания и требования,
• вы сделаете хорошее дело для экологии, не отправив устаревшую модель на свалку,
• ваш кошелек не останется пустым.

Немного истории

Изобретатели давно подумывали над тем, чтобы создать велосипед с электрическим мотором, проводили исследования и испытания. И основным препятствием была невозможность произвести аккумулятор достаточной емкости и с достаточным отдаваемым в нагрузку током, который бы весил немного и имел бы небольшие размеры.

Поэтому массовое производство велогибридов на продажу началось с появлением в доступе литий-ионных и (реже) литий-полимерных аккумуляторов, которые можно заряжать-разряжать сотни раз, не теряя в качестве. Первопроходцами в сфере производства устройств стали китайские специалисты. Китайские предприятия выпускают и запчасти для ремонта, и комплектующие, используя которые, можно из классического велосипеда сделать электрический.

Преимущества и недостатки электронного велосипеда

К основным преимуществам электрического устройства относят:

• экологическую безопасность,
• высокую развиваемую скорость (для большей части моделей это 50 км/ч),
• возможность выбора режима езды: устройством можно пользоваться как классическим велосипедом, как мопедом, используя только электродвигатель, и в смешанном режиме, когда райдер нажимает на педали и при этом включен двигатель),
• возможность преодолевать большие расстояния, используя электротягу,
• в сравнении со скутером на бензиновом двигателе — экономичность (для обслуживания не требуется дополнительных средств) и ремонтопригодность.

Выделяют и следующие минусы:

• больший в сравнении с классическими моделями вес, который влияет на простоту транспортировки устройства,
• большую длительность зарядки батареи.

Выбираем комплектующие для модернизации

Итак, как сделать из велосипеда электровелосипед. Первое, на что следует обратить внимание при выборе, — соответствие стандарту, требованиям безопасности и техническим характеристикам друг друга всех элементов электропривода. Если вы выберете двигатель слишком малой мощности, можете быть разочарованы дальностью хода, которой хватит только для того, чтобы доехать до ближайшего магазина или работы, а обратный путь придется преодолевать, крутя педали. Но если вы установите слишком мощный двигатель, модель может потерять в безопасности и маневренности.

Для модернизации велосипеда вам понадобится:

• электродвигатель,
• аккумулятор (советуем рассматривать варианты с емкостью батареи не менее 5 Ач),
• электро контроллер, задача которого — обеспечить связь батареи с мотором и регулировать частоту вращения ротора.

Это основные комплектующие, не считая шкивов, приводных ремней генератора, звездочки и муфты обратного хода.

Если вы остановите свой выбор на полнокомплектном электрическом приводе или мотор-колесе, переоборудовать велосипед будет значительно проще. Важно: для переоборудования выбирайте модель со стальной конструкцией рамы.

Как самому сделать электровелосипед?

Сделать самому электронную модель из обычного не так сложно, как вы думаете. Советуем собрать велосипед электро по традиционной схеме. Это будет заднеприводная модель. На втулке заднего колеса установите и закрепите звездочку, используя несколько болтов и фиксирующих контргаек.

Особняком на промежуточной опоре следует установить фривил, от которого будет осуществляться цепной привод на заднее колесо. Момент вращения от электродвигателя на фривил передается через ременную передачу, которая собирается из шкивов и ремней легкового авто.

Переключатель скоростей, установленный на вашем велосипеде, вы можете использовать как натяжитель приводной цепной передачи.

«Подгонку» комплектующих при необходимости вы можете осуществить при помощи набора напильников.

Собрав механическую часть, приступите к установке электродвигателя, аккумулятора и контроллера. Это не трудно, главное — проверить, надежны ли контактные соединения.

Для большей безопасности при езде в темное время суток советуем также установить на велосипед подсветку, фары, габариты и звуковой сигнал.

Надеемся, наши рекомендации будут Вам полезны. Как видите, собрать элетрическую модель своими руками совсем нетрудно, и основной залог успеха состоит в том, чтобы грамотно подобрать электродвигатель.

Электровелосипед

Электровелосипед совсем не так давно стал завоевывать все бОльшую популярность, как очень удобное, экономное, безопасное и главное не причиняющее вред для экологии средство передвижения, особенно в мегаполисах, где пробки на дорогах – это беда номер один.

В этой статье мы подробно разберем, из чего же состоит электровелосипед и как его можно собрать своими силами.

Что такое электровелосипед?

Электровелосипед представляет из себя велосипед, у которого на одном, или реже на двух колесах вмонтирован электродвигатель, который дает крутящий момент и приводит в движение велосипед без физического вмешательства человека.

На заднеприводом велосипеде мотор-колесо устанавливается сзади:

На переднеприводном – спереди:

Для полного бездорожья можно увидеть полноприводные электровелосипеды, где мотор-колеса находятся и спереди и сзади. В основном это фэтбайки.

Еще реже можно также увидеть электровелосипеды, где электродвигатель монтируется в каретку велосипеда. Кареточные моторы менее надежны, дорогие, требуют более дорогой ремонт по сравнению с мотор-колесами, очень быстро изнашивают цепь и звезды. Поэтому, мы не будет их рассматривать в нашей статье.

Но существует также совсем бюджетный вариант – это щеточный двигатель постоянного тока. Такой комплект обойдется вам раза в 3-4 дешевле, чем комплект с мотор-колесом. Такой комплект включает в себя двигатель постоянного тока, контроллер, ручку газа, кронштейн, цепь и звезду. Отдельно придется только собирать либо покупать аккумуляторную батарею. Более подробно с таким комплектом можно ознакомиться здесь.

Но опять же могут возникнуть некоторые трудности при установке, поэтому, чаще всего придется “колхозить”. Но, говорят, что такой комплект нисколько не уступает мотор-колесам.

Не стоит забывать, что двигатель постоянного тока периодически требует замены щеток, так как коллектор двигателя со временем их стачивает:

Какой электровелосипед лучше: заднеприводный или переднеприводный?

Скажу сразу: однозначного ответа нет. Здесь все зависит от самого владельца такого велосипеда.

Хочется попроще и подешевле? Тогда переднеприводный. Такой велосипед идеально подойдет для того, чтобы покататься по городским тротуарам, где гуляют толпы людей. Если также еще и крутить педали, то ваш байк становится на время полноприводным, что даст небольшой выигрыш при езде в грязь и снег. Для переднего привода лучше всего подойдут двигатели не более 350 Ватт. Более мощные могут сломать вашу вилку, так как она не предназначена для подобного рода нагрузок.

Резкое трогание или езда с более мощным мотор-колесом на передней вилке может привести к ее поломке.

Для усиления вилки при более мощном двигателе ставят специальные усилители дропаутов, которые можно сделать самому, либо заказать на Алиэкспресс.

Но лучше для профилактики всегда ставить усилители дропаутов, независимо от мощности мотор-колеса даже на заднюю ось.

Если в вашем кошельке достаточно денег, то лучше всего взять заднеприводное мотор-колесо. Заднеприводный электровелосипед позволяет менять скорости, как на простом велосипеде, поэтому, можно подобрать подходящую скорость и не дать выйти двигателю за пределы рабочего режима, тем самым не перегружая его.

Мощные мотор-колеса от 500 Вт и более лучше все-таки ставить на задний привод. На передний привод желательно 250 Вт и 350 Вт. По моим наблюдениям, двигатель на 250 Вт слишком слабоват, чтобы полноценно кататься на электровелосипеде без педалей. Берите от 350 Вт и выше.

Мотор-колесо

В основном выделяют два типа мотор-колес:

• Редукторные мотор-колеса
• Мотор-колеса с прямым приводом

Редукторные мотор-колеса

Редукторные мотор-колеса представляют из себя вентильные двигатели. Что представляет из себя вентильный двигатель? Вентильный двигатель – это подвид двигателя постоянного тока, но у него нет щеточно-коллекторного узла. То есть там нечему изнашиваться, кроме подшипников. В таких вентильных двигателях положение ротора определяется с помощью датчиков Холла.

Давайте рассмотрим, из чего состоит мотор-колесо редукторного типа.

Как и в любом двигателе, здесь мы можем увидеть ротор и статор. Статор нашего двигателя состоит из сильных неодимовых магнитов, а ротор из медной обмотки.

С другой стороны такого двигателя можно увидеть редукторный механизм, состоящий из трех шестеренок, которые сделаны из твердого пластика

Они вставляются в корзинку двигателя и сцепляются с ней при езде.

Очень часто можно услышать, что пластиковые шестеренки производители ставят специально, чтобы ваш двигатель как можно быстрее сломался, и вы побежали покупать новый. Все это голимый бред. Пластиковые шестеренки при езде очень слабо шумят, в отличие от железных, и их вес намного меньше. Если не рвать с места и не кататься как угорелый, то таких пластиковых шестеренок хватает на 9 000-10 000 км пробега. Стоит весь комплект таких шестеренок в сборе около 1000 рублей на момент написания статьи.

Плюсы редукторных мотор-колес

свободный накат (газанули и едем по инерции)

велосипеды с такими мотор-колесами очень комфортны для езды по густонаселенному городу

Минусы редукторных мотор-колес

износ пластиковых шестеренок

максимальная скорость не боле 40 км/ч

Мотор-колеса с прямым приводом

Такие мотор-колеса можно сразу узнать по большим габаритам двигателя в ободе колеса. Их движки намного меньше в ширину, чем двигатели редукторных мотор-колес, но в диаметре они раза в два, а то и в три больше. Все зависит от мощности.

Самое главное отличие от их собратьев – это то, что они не имеют редуктора, состоящего из шестеренок и корзины. Крутящий момент передается сразу напрямую.

Статор, как и в редукторном мотор-колесе, состоит из неодимовых магнитов, а ротор из медной обмотки.

Плюсы мотор-колес с прямым приводом

надежность, так как не имеют пластиковых шестеренок

можно выжать хорошую мощность

мотор-колеса такого типа скоростные, так как крутящий момент передается напрямую

проще в обслуживании

Минусы мотор-колес с прямым приводом

стоят дороже, чем редукторные двигатели

плохо тащат на малых скоростях и в горку, так как имеют слабый момент на низких скоростях

имеют большие габариты, в отличие от своих собратьев

имеют бОльший вес

требуют бОльшее напряжение и мощный контроллер

Виды двигателей для мотор-колес

Двигатели для мотор колес различают трех видов:

• переднее мотор-колесо (front-motor)
• заднее мотор колесо под трещотку (rear-thered motor)
• заднее мотор-колесо под кассету (rear-cassette)

Переднее мотор-колесо

Самое простое в установке – это мотор колесо на переднюю вилку велосипеда. Купил – поставил – забыл.

Его ширина 10 см. Такой двигатель подходит почти под все передние вилки велосипедов. Но перед покупкой все равно измерьте расстояние между дропаутами своего велосипеда.

Двигатель под трещотку

Двигатель под трещетку устанавливается на заднее колесо велосипеда.

Отличительная особенность таких двигателей – это резьба на одной из сторон двигателя

То есть по сути ширина такого двигателя заменяет втулку под трещотку на вашем велосипеде, где также можно увидеть резьбу:

Двигатель под кассету

Если на вашем велосипеде на задней оси стоит втулка под кассету

то вам надо также покупать двигатель под кассету, чтобы уже не покупать новый блок звезд.

Для того, чтобы быстро узнать, какой двигатель вам требуется, чтобы не покупать новый блок звезд, вот ссылочка на хорошую статью.

Что по брендам?

В настоящее время почти все мотор-колеса производятся в Китае. Судя по отзывам в интернете, очень ценятся двигатели фирмы Bafang

На второе место я бы поставил двигатели MXUS

Эти два бренда чуть дороже, чем их собратья. Хотя, двигатели других китайских производителей тоже очень качественные и надежные. Переплачивать или нет, решать вам.

Контроллер и периферия

Контроллер

Контроллер выполняет функцию управления мотор-колесом. То есть, грубо говоря, это мозг электровелосипеда. Самый простой контроллер выглядит вот так:

Как вы видите, он имеет множество проводов. “Почему их так много?” – спросите вы. Да все потому, что контроллеру надо отслеживать разные сигналы и подавать питание на мотор-колесо согласно тому, какой режим езды используется в данный момент.

Тормозные ручки

К контроллеру цепляются провода с тормозных ручек, чтобы можно было отключать питание на мотор-колесо при торможении.

Ручка газа

Как же регулировать скорость вращения двигателя мотор-колеса? Для этого используется ручка газа. Она может быть в виде простого рычажка, где сильное нажатие на рычажок вызывает более быстрое вращение мотор-колеса

Либо уже более продвинутый вариант, в виде мотоциклетной ручки газа

Второй вариант, конечно, предпочтительнее.

Если нет желания тратиться на полноценный дисплей (о нем ниже), то комбинированный вариант с замком зажигания и индикатором разряда батареи будет для вас лучшим решением

Дисплей для электровелосипеда

Дисплей состояния электровелосипеда в зависимости от модели может показывать текущую скорость, пробег, время, заряд батареи, переключать различные режимы и так далее. Некоторые имеют функцию круиз-контроля и даже могут подключаться через блютус в смартфону. Выглядят они всяко разно и также цепляются к контроллеру через соответствующий разъем.

Самые простые и дешевые выглядят примерно вот так:

Чуть подороже уже имеют черно-белый жидкокристаллический дисплей

Ну а самые крутые модели уже имеют полноценный цветной ЖК-дисплей и даже блютус для контроля состояния вашего велосипеда через смартфон.

PAS-датчик

Также к контроллеру цепляется еще и система PAS, которая с английского расшифровывается как Pedal Assistent System. Если дословно, то получается “система ассистирования педалями”. Она вставляется в переднюю каретку велосипеда. С помощью этого режима можно ездить на педалях, но вам также будет помогать и двигатель, который будет как-бы подталкивать ваше вращение педалями. То есть это своего рода экзоскелет, который добавляет мощность в ваши движения. Поэтому, кому все-таки хочется покрутить педали, но не хочется надрываться – для них эта функция будет очень кстати.

Батарея для электровелосипеда

Батареи для электротранспорта пока что являются самым большим камнем преткновения в развитии электротранспорта во всем мире.

Ячейки для батареи

Отдельно хочется поговорить о батарее для электровелосипеда, так как емкая качественная батарея – это более половины стоимости всего комплекта электровелосипеда, да и вообще, электротранспорта в целом. В настоящее время среди электробайкеров применяются в основном два типа батарей.

Литий-ионные аккумуляторы формата 18650

Пока что самый бюджетный вариант – это батареи на li-ion аккумуляторах формата 18650.

Для того, чтобы их собрать в одну большую батарею, нам надо определиться, на сколько вольт рассчитан наш контроллер и двигатель. В основном собирают или продают готовые батареи на 36 или 48 Вольт. Реже на 60 Вольт. Для того, чтобы получить приемлемую силу тока и напряжения, используют последовательно-параллельное соединение.

На момент написания этой статьи стоимость одного литий-ионного аккумулятора 18650 составляет в среднем 100-120 рублей за штуку, в зависимости от емкости. Купить, как обычно, лучше всего у китайцев.

NMC-пакеты

Также набирают большую популярность так называемые LiNMC пакеты (LiNiMnCoO2). Сочетание лития, никеля, марганца и кобальта оказалось очень удачным. В результате появился аккумулятор, который обладает отличной энергоемкостью и может выдавать в нагрузку ток, в разы превышающий его емкость.

К примеру, если емкость одного такого пакета NMC составляет 40 А*ч, то максимальный ток разряда такого пакета может составлять 2С, то есть в два раза больше, чем емкость такого пакета, то есть в нашем случае это 80 Ампер! А пиковый ток разряда может достигать даже 3С, то есть ток, который в 3 раза превышает емкость пакета. В нашем случае это 3*40=120 Ампер!

Также количество циклов заряд-разряд раза в 4 больше, чем у литий-ионных аккумуляторов 18650. Если батарею на 18650 можно перезаряжать 500-600 раз, то NMC можно перезаряжать более 2000 раз.

Кстати такие NMC пакеты менее пожароопасны, по сравнению с аккумуляторами 18650. На данный момент цена одного такого пакета на 40 А*ч составляет около 2000 рублей.

Отличное видео про NMC-пакеты сделали ребята из канала Multi Green:

Что же выгоднее?

Литий-ионный аккумулятор на 2600 mА*ч (2,6 А*ч) стоит около 100 рублей за штуку. Чтобы собрать батарею на 36 Вольт емкость в 40 А*ч нам понадобятся 150 аккумуляторов, то есть в сумме 15 000 рублей.

Батарея на NMC пакетах на 40 А*ч будет при стоимости 2000 рублей за пакет будет стоить 20 000 рублей. То есть дороже на 5000 рублей.

Но теперь давайте прикинем вес. Если один аккумулятор 18650 весит 50 грамм, то 150 банок будут весить 7,5 кг. Один NMC пакет весит 850 грамм, следовательно сборка всей батареи на NMC будет весить 8,5 кг. Плюс-минус 1 кг, думаю, не будет иметь значение.

Давайте сравним габаритные размеры:

10 пакетов будет объемом в 5 000 см 3

Габариты аккумулятора 18650 ( в мм )

Если комплектовать банки, как ниже на фото, то здесь получается 5 200см 3 .

Вывод?

Как мы видим, NMC пакеты хоть и немного дороже, но обладают также и существенными плюсами. Это пожаробезопасность, большее количество циклов заряд-разряд почти в 3-4 раза, а также прекрасный выдаваемый ток, который позволит хорошенько “газануть” при старте (если, конечно, позволит контроллер и BMS-модуль).

Для начинающих электровелосипедистов я бы все равно порекомендовал собирать батарею на 18650 аккумуляторах. Это будет и дешевле и проще. Мне моя батарея в 36В и емкостью в 10,4А*ч обошлась вместе с BMS (о нем ниже) в районе 5000 рублей на момент написания статьи.

BMS модуль

Дело в том, что для того, чтобы управлять зарядом, предохранять от короткого замыкания и управлять силой выдаваемого тока такой батарее надо иметь плату BMS (Battery Managment System).

Самые простые BMS выглядят вот так:

Чуть получше и дороже выглядит вот так:

10S 36V на BMS говорит нам о том, что эта BMS рассчитана для 10 аккумуляторов, включенных последовательно. Если на каждом аккумуляторе будет по 3,6 В, следовательно, 10х3,6=36 Вольт что и написано на самой BMS.

Discharge current – ток разрядки, то есть максимальный выдаваемый ток

Charge current – ток зарядки, то есть максимальный ток заряда

Внутри такой платы имеется все, чтобы полностью управлять батареей.

Схемы подключения таких BMS выглядят примерно вот так:

Как вы видите, у нас BMS вроде как должна заряжать только 10 банок в ряд. Но в нашей самопальной батарее их 40. Что же делать? Почему бы вместо одной банки не поставить в параллель 4 банки и не обмануть BMS?

Получается, схема с BMS 10s4p под плату с BMS будет выглядеть вот так:

В сообществе электронщиков и самоделкиных такая батарея называется 10S4P. Расшифровывается очень просто:

S – serial – с англ. – последовательный.

P – parallel – параллельный.

В нашем случае 10 аккумуляторов последовательно и 4 в параллель – 10S4P. Все до боли просто)

А вот выглядит моя самопальная батарея 10S4P для электровелосипеда пока что без модуля BMS.

вид сбоку

вид сверху

В следующей статье покажу, как правильно подключать и собрать батарею с BMS модулем и как все это работает.

Выводы по батареям

Качественная батарея в электровелосипеде – это почти половина стоимости электрокомплекта. Думаю, всем понятно, что чем больше емкость и напряжение батареи, тем дальше сможет проехать электробайк. В среднем батарея на 36В 10Ач на 350 Ваттный двигатель дает запас хода в 20-25 км при умеренной езде. Следовательно, чем больше емкость, тем дальше можно проехать. Ресурс батареи на ячейках 18650 – это 500-600 циклов заряд-разряд. На практике итого меньше. Пусть будет 500. Следовательно, ресурс одной батареи на 36В 10Ач будет 10 000-12 000 км, что в принципе тоже неплохо.

Полная зарядка батареи на 36 В 10 Ач стоит примерно 1,5-2 рубля, в зависимости у кого какие тарифы. Можно сказать, почти бесплатно)

Где купить электровелосипед?

Давайте начнем с цен. Простой комплект на 350-500 Ватт вам обойдется в 15 000-20 000 рублей на момент написания статьи, и это без батареи!

Батарею придется собирать самостоятельно, либо покупать. Готовые батареи на Али выглядят примерно так:

Также на Али можно встретить самопальные готовые батареи, но судя по отзывам, их емкость не совпадает с заявленной и чаще всего бывает меньше.

Все покупные батареи в корпусе устанавливаются на раму без проблем.

Вот так выглядят велосипеды с покупным аккумулятором

Если собирать батарею самому, то здесь придется покупать аккумуляторы li-ion либо пакеты NMС. Начинающим рекомендую li-ion аккумуляторы формата 18650. Но для того, чтобы собрать полноценную батарею и повесить ее на раму, здесь нельзя обойтись без BMS модуля, который также надо будет приобрести.

Очень качественные BMS модули, как на картинке выше, можно посмотреть здесь. Ни в коем случае не берите дешевые BMS!

А куда вы будете вешать вашу батарею? Приматывать на скотч?) Поэтому, надо будет позаботиться о сумочке под батарею.

сумка для малоемкой батареи

Если батарея слишком большая, то здесь как нельзя кстати подойдет большая треугольная сумка под раму

Устанавливается она в треугольные рамы. Я брал тут.

Итого, чтобы собрать простую батарею на 36В 10 Ач и купить сумку для нее, уйдет еще 7-8 тысяч рублей. Только комплект для электровелосипеда обойдется вам в 25-30 тысяч рублей.

После сборки своего первого электровелосипеда, я понял, что лучше все-таки надо было брать готовый комплект или вообще готовый электровелосипед. Это действительно получается и дешевле и проще.

Если новый хороший велосипед стоит от 20 000 рублей, а средний комплект с батареей 25 000 рублей, то весь ваш электровелосипед будет стоит за 45 000 рублей, это еще не учитывая, сколько нервов вы потратите на его сборку.

Если бы я знал о существовании готовых электровелосипедов, то присмотрелся бы к этому:

Усилители дропаутов на задней вилке уже идут в комлекте:

Да, дешевенькая рама и все такое. Но давайте взглянем правде в глаза. Если вы будете весь день кататься на электротяге, что здесь будет изнашиваться? Цепь? Задняя или передняя каретка? Педали? Думаю, бешеный износ будет только у задней покрышки и у передней вилки.

Кому не терпится покататься на мощном фэтбайке, то можете рассмотреть вот такой вариант по этой ссылке.

Ну и для тех, кто желает повозиться своими ручками и электрифицировать свой велосипед, то можете рассмотреть готовые комплекты. Если ваш карман не особо пухнет от денег, то проще будет взять какой-нибудь комплект без аккумулятора Ватт на 350-500 бренда MXUS

Комплект с батареей и с двигателем от 500 и до 750 Ватт вам обойдется от 27 000 и до 33 000 рублей.

Для тех, кто желает гонять, как на электроскутере, можно взять комплект с киловаттным движком и мощной батареей. Смотрим тут.

Ну и для тех, кто желает гонять как на мотоцикле, можно присмотреться к комплектам с движками 1 кВт и более. Смотрим вот здесь.

Не забываем про усилители дропаутов, иначе ваше колесо вырвет заднюю вилку и сломает раму.

Смотрим и выбираем здесь. Лучше скинуть фотографии задних дропаутов своего велосипеда продавцу, а он вам их правильно подберет.

Выводы по электровелосипедам

Статья получилась длинной, но главная мысль все-таки не была озвучена: стоит ли покупать электротранспорт и есть ли у него будущее? Топовый комплект на электробайк стоит 30-35 тысяч рублей. Да еще и сам велосипед тысяч 20-30. Итого, хороший электробайк выйдет по цене в 50-60 тысяч рублей.

Сам я живу в Удмуртии. Последние лет десять у нас лета как-бы толком то и не было. Были в основном дожди, а иногда светило солнышко. Кататься на велосипеде можно с мая по октябрь. То есть, грубо говоря, 5 месяцев или 150 дней. Из них солнечных дней половина, то есть 70-80 дней. Вы ведь не собираетесь кататься в дождик, а тем более зимой, так ведь?)

Что получается в итоге? С развлекательной точки зрения электровелосипед – это супер! Незабываемые ощущения! Но вот как быть с экономической точки зрения? Если даже ездить на работу на электробайке, то в моих широтах я успею покататься только 70-80 дней от силы. В остальное время мой байк будет стоять в прихожей или на балконе. Мой проездной до работы стоит 1000 рублей в месяц, и я могу кататься на общественном транспорте в любую погоду. Куда-то надо срочно в определенное место? Для этого есть Яндекс.Такси, где средний чек выходит на 150 рублей по городу. Так когда же окупится мой крутой электровелосипед?

Да, где-нибудь в Краснодраском крае или в странах близ экватора – это будет лучшее и дешевое средство передвижения, но не в наших широтах.

Погашовая инструкция: как сделать электровелосипед своими руками?

Если не хватает финансов купить хороший электровелосипед, не стоит отчаиваться. Его можно без проблем сделать своими руками, это будет недорого и интересно. Подробно читайте в нашей статье.

Шаг 1 – подготовка инструментов

Если вы обладаете знаниями конструктивных особенностей электровелосипеда и умеете работать с инструментами, то вполне справитесь с задачей по сборке своего нового электробайка.

Первое, на что стоит обратить внимание, это подготовить все инструменты. Для работы вам понадобятся:

велосипедный набор ключей;

съемники или лопатки, чтобы снять покрышки;

для гаек мотора понадобится накидной или рожковый ключ;

тонкий напильник для усилителей дропаутов, если они есть;

специальный съёмник шатуна, если планируется покупка PAS-сенсора.

Также понадобятся нейлоновые кабельные стяжки, они служат для фиксации проводов и помогут придать достойный вид велосипеду.

Шаг 2 – комплект оборудования

Необходимый комплект оборудования можно без проблем купить в интернет-магазине. При этом важно учитывать, что характеристики контролера и аккумулятора будут зависеть от мощности двигателя. Итак, нам понадобится сам велосипед, который планируется переделать, а к нему такое дополнительное оборудование:

мотор-колесо – ключевой узел, от которого зависит работа электровелосипеда;

ручка газа — она может быть рычажная или поворотная;

тормозные ручки для безопарного торможения;

акумулятор – модели отличаются по материалам, мощности и конструкции.

Электронабор для велосипедавыбирается с учетом условий езды и назначения велика. Двигатель мощностью до 500 Вт способен разгоняться до 30–45 км/ч, но при условии ровной дороги. Этого вполне хватит, чтобы не спеша доехать на работу или прогуляться по парку. Более мощные модели подойдут для спортсменов, экстремального катания.

Также при желании можно поставить блок управления с дисплеем (контролер) и систему PAS с датчиками и проводкой. Такой комплект выступает в качестве дополнительного элемента и позволит велосипедисту крутить педали.

Шаг 3 – установка мотор-колеса

Установить мотор-колесо легко. Сначала нужно снять старое, переставить с него камеру и покрышку на новую. Также понадобится ободная лента или обычная изолента, чтобы перемотать внутреннюю сторону обода.

Дальше остается установить новое колесо на велик. При этом провод будет выходить с правой стороны. Место прорези на оси мотора из которого выходит провод направляется вниз. Это необходимо, чтобы влага не проникала в колесо. Для того, чтобы расположить ось правильно нужно повернуть колесо на пол оборота и после этого надеть фиксирующие шайбы на ось мотора.

Шаг 4 – установка усилителей дропаутов

Для передних и мощных задних моторов рекомендуется установка усилителей дропаутов. Для переднего мотора небольшой мощности можно ограничиться всего одним усилителем.

Оси моторов немного отличаются по размерам, поэтому отверстие на усилителе под ось делается зауженным, чтобы плотно зафиксировать деталь. Может потребоваться доработка с помощью напильника. Нужно добиться такого результата, чтобы усилитель не болтался и сидел максимально плотно.

Шаг 5 – проверка оборудования

Перед тем как установить другие компоненты нужно подключить непосредственно к контроллеру батарею, колесо, а также ручку газа. Это позволит проверить все ли работает исправно.

Шаг 6 – установка контролера и батареи

Батарея может устанавливаться на багажник или раму (это будет зависеть от конструкции велика). Желательно его установить подальше от размещаемого седла и по ближе к поверхности земли, это не только поможет снизить центр тяжести всего велосипеда, но и увеличит сцепление резины на заднем колесе с поверхностью.

Если есть амортизатор в рамном треугольнике или сильно занижена верхняя труба рамы, тогда монтируется АКБ на багажник. Аккумулятор должен иметь защиту от сильных ударов, для этого используется мягкий уплотнитель.

Контролер можно расположить вертикально или горизонтально. При вертикальной лучше опустить провода вниз, чтобы не затекала вода. Дальше аккумуляторная батарея подсоединяется к контроллеру.

Шаг 7- монтаж ручки газа.

Осталось установить ручку газа. Она имеет специальный датчик и постоянный магнит. Во время движения с помощью датчика определяется конкретная позиция магнита и при изменении напряжения передается сигнал напрямую к контроллеру. Последний реагирует на происходящее и регулирует скорость велосипеда, а также обороты мотора.

Чтобы установить ручку газа, необходимо снять грипсы и поставить ручки. После установки нужно подключить их к контроллеру с помощью разъемов. Проводки разноцветные, каждый выполняет свои функции:

чтобы управлять скоростью велосипеда используется белый сигнальный провод, черный (земля) и красный (+5В) проводок;

чтобы определить уровень заряда, необходим – зеленый;

включить контролер помогут – коричнево-желтые соединения.

Если в комплекте предусмотрен дисплей, а также ручки тормоза, их также нужно установить на руль. После этого можно подключить все провода к контролеру. Когда вы убедились, что все работает, можно зафиксировать провода стяжками.

Теперь, когда вы закончили сборку своего нового электровелосипеда, нужно его испытать в реальных условиях. Можно позвать друзей и похвастаться своим изобретением. Если велик не едет, значит что-то сделали не так и придется все проверить. Причиной может быть как плохой контакт проводов, так и неправильная установка одного из элементов комплекта. Чтобы быть уверенными в качестве комплектующих, нужно выбирать только проверенные интернет-магазины, где представлены товары от лучших производителей.

Как сделать электровелосипед своими руками

За 100 долларов нельзя купить даже обычный велосипед, не то что электровелосипед. Но за эти деньги можно сделать электровелосипед своими руками. Конечно, большую часть необходимых компонентов вам придётся достать бесплатно! Но где же их найти, да ещё бесплатно — скажете вы? Я расскажу, где можно найти всё необходимое, а также про некоторые моменты, связанные с отличиями ваших комплектующих от моих.

Это очень сложный проект — если вы не обладаете хорошими навыками, то вам лучше сразу отказаться от идеи собрать электровелосипед самостоятельно и купить электровелосипед в магазине. Если же вы умеете работать за токарным станком, хорошо владеете распространёнными инструментами, то вам вполне по силам собрать электрический велосипед своими руками. Если вы будете работать только в свободное время, то на сборку электрического велосипеда у вас уйдёт всего несколько месяцев.

Предпосылки и теория.

Перед тем, как непосредственно перейти к инструкциям по сборке электрического велосипеда, расскажу, почему я решил самостоятельно собрать электровелосипед. Мне удалось сконструировать фрикционную передачу для электровелосипеда, тогда как эксперименты с цепной передачей провалились. Но мне очень хотелось довести дело до конца и найти где были допущены ошибки во время первой попытки. Оказалось, что я не уделил должного внимания допускам. Я практически наугад выравнивал и приваривал звездочки на место, где должен находиться вал. Поэтому передача и не работала. Кроме того, так как вал моторе был очень маленький, то передача не заработала бы даже со звёздочкой. Поэтому мне пришлось найти способ организовать передачу между мотором и задним колесом с помощью стандартной задней кассеты. В качестве решения я выбрал ременной привод. Но я всё таки хотел как-то сменить ременной привод на цепную передачу на заднее колесо. Сложным решением мог стать передаточный вал, который бы крепился на каретку и точно совмещал ведущие и ведомые звезды. При выборе этого варианта мне пришлось бы долго приваривать звёздочки, поэтому я отказался от него в пользу намного более аккуратной методики скрепления. Кроме того, максимальная скорость моего первого электровелосипеда оставляла желать лучшего — она не превышала 32 км/час. Поэтому мне пришлось пересчитать передаточное отношение и установить на велосипед привод, позволяющий развивать максимальную скорость в 64 км/час!

Ключевым моментом этого проекта является точность — устанавливать все компоненты нужно с очень небольшими допусками. Поэтому и потребовался токарный станок, без которого обеспечить требуемую точность не представляется возможным. Без него нельзя выполнить данный проект.

Итак, приступаем к работе — нам предстоит сделать из обычного велосипеда мощный электрический велосипед. И что самое главное — это обойдётся нам меньше, чем в 100 долларов!

Шаг 1: Необходимые инструменты и материалы.

Данный этап очень важен. Если у вас нет перечисленных ниже инструментов или материалов, то я бы посоветовал не браться за данный проект.

• токарный станок (нужен обязательно);
• сварочный аппарат;
• основные ручные инструменты (ножовка, плоскогубцы и т. д.);
• штангенциркуль (обязательно купите его и желательно побольше);
• сверлильный станок с набором свёрл;
• инструмент для монтажа цепи;
• ключ для снятия трещотки;
• шлифовальный станок;
• металлорежущие инструменты (гидравлические ножницы «Пиранья», но также подойдет установка для плазменной резки или ацетилено-кислородная резка);
• основные инструменты для ремонта велосипеда.

• V-образный блок;
• плоскошлифовальный станок;
• фреза;
• метчики и плашки.

Материалы (кроме очевидных):

• железный уголок;
• * звёздочка ANSI #40 на 9 зубьев (доступны онлайн на McMaster-Carr, номер товара 6793k208)
• 2 подшипника (доступны онлайн на McMaster-Carr, их размер указан ниже);
• круглая стальная болванка (диаметр 0,5″ — 1″);
• шкив под клиновой ремень диаметром 4″ (доступен онлайн на Chicago Die Casting);
• шкив под клиновой ремень диаметром 1″ (я изготовил его на станке, но его проще купить);
• клиновой ремень.

*Размеры зависят от вашего велосипеда и требуемой максимальной скорости.

Шаг 2: Необходимый комплект для переоборудования обычного велосипеда в электровелосипед.

Это наверное самый главный момент. Чтобы стоимость переоборудования простого велосипеда в электровелосипед не превысила сто долларов, вам придётся бесплатно достать комплект из трёх основных компонентов: мотора, аккумуляторов и велосипеда.

Давайте начнём с велосипеда. Думаю будет несложно найти никому не нужный велосипед или купить велосипед недорого. Постарайтесь достать велосипед с как можно большим количеством передач — это позволит достичь высокой максимальной скорости и улучшит ускорение. Наличие системы переключения передач обязательно ещё и потому, что это даст возможность увеличить допуски в цепной передаче. Поищите в интернете или спросите у родственников в деревне и возможно вам удастся купить за символическую сумму никому не нужный велосипед в хорошем состоянии. А может быть ваш собственный велосипед слишком старый и вы давно уже хотите поменять его на новый. Или даже, если все варианты уже исчерпаны, то на свалке среди металлолома можно найти неплохой велосипед. Но если велосипед долго находился на улице, то его сначала нужно будет немного подремонтировать и отрегулировать. Я думаю, найти велосипед будет несложно.

Далее мы сможем одним выстрелом убить двух зайцев. Вряд ли у вас найдётся старое кресло с электродвигателем, которое было у меня.

Шаг 3: Изготовление наружного кольца подшипника.

Мне повезло — на моём велосипеде уже имелось наружное кольцо подшипника с резьбой. Если вам так не повезло, то вам придётся изготовить наружное кольцо подшипника самостоятельно. Можно сделать и без резьбы — закрепить в каретке с помощью винтов.

Шаг 4: Изготовление промежуточного вала.

Так как ваш велосипед скорей всего будет отличаться от моего, то и изготовленные вами детали будут отличаться от моих, но промежуточный вал должен быть практически одинаковым.

Осталось просверлить отверстия для болтов. Сперва нужно закрепить вал с помощью V-образного блока. Очень важно, чтобы эти отверстия находились точно на одной линии. Размер болтов зависит от выбранного вами размера вала и размера других компонентов.

Шаг 5: Модификация звёздочки.

Если у вас такая же звёздочка, как и у меня, то из-за большой ширины она не подойдёт к велосипедной цепи. Поэтому придётся подвергнуть звёздочку небольшой модификации. Обработайте её на токарном станке подрезным резцом до ширины в 0,1 дюйм. Затем установите резцовую каретку на 10 градусов и измените угол зубьев так, чтобы он был одинаковым с обеих сторон.

Шаг 6: Главный ведущий шкив.

Поскольку маловероятно, что у вас такой же мотор, как и у меня, то я просто опишу процесс обработки своего. Поскольку на моём двигателе уже имелось отверстие, то я просверлил внутри круглой алюминиевой заготовки отверстие диаметром один дюйм, что точно соответствует размеру валу. Крайне важно, чтобы размер отверстия совершенно не превышал размер вала — иначе вам придётся переделывать эту часть работы. Далее я просверлил отверстие и обработал на станке один конец до диаметра в 0,5 дюйма, чтобы он соответствовал ролику, который обработал ранее. Но вполне возможно на вашем моторе не нужно будет ничего дорабатывать.

Шаг 7: Сборка промежуточного вала.

Вот тут то и начинается самое интересное! Перед началом сборки велосипеда купите в магазине набор цилиндрических штифтов, набор винтов и приступайте к сборке! Возможно на этом этапе возникнут некоторые проблемы, но если вы всё выточили правильно, то у вас получится всё правильно соединить.

Шаг 8: Сборка цепной передачи.

На данном этапе придётся воспользоваться инструментом для монтажа цепи. Разъедините цепь, чтобы снять её с велосипеда. Теперь нужно как обычно установить цепь, продеть её через задний переключатель скоростей и зацепить на среднюю звёздочку на кассете. Убедитесь, что задний переключатель находится в правильном положении, как при езде: не сбит в кучу и на правильной передаче. Далее расположите два конца цепи рядом с другом, чтобы получить требуемую длину цепи. Это самый сложный момент. Разъедините цепь в этом месте.

Во время разъединения цепи убедитесь, что пин прикреплён к концу цепи. Если этого не сделать, то будет очень сложно, если вообще возможно, снова соединить цепь.

Шаг 9: Первая проверка без нагрузки.

Теперь нужно проверить выполненную работу. Что может быть хуже того, когда после окончания сборки электровелосипеда при тестировании… слетает цепь. Поэтому это очень важный тест. Переверните велосипед вверх колёсами, чтобы заднее колесо могло свободно вращаться. Установите любую передачу, но я советую установить самую низкую. Теперь переходим к самому сложному моменту. Чтобы обеспечить натяжение цепи, надёжно удерживайте мотор одной рукой внизу напротив клинового ремня. Другой рукой соедините мотор проводами с аккумулятором. И если вы всё сделали правильно и точно, то проверка завершится удачно. Если же цепь всё таки слетит, то на это может быть множество причин. Одной из них может быть слишком широкая звезда промежуточного вала, так что придётся её немного сточить. Если же проскальзывает ремень, то вы установили слишком высокую передачу или недостаточно натянули приводной ремень. Если цепь всё равно слетает, то скорей всего из-за плохо выравненных звёздочек и к сожалению вам придётся проделать заново некоторые этапы.

Шаг 10: Макет крепления мотора.

Далее нужно сделать картонный макет крепления мотора. Почему из картонный? На это есть несколько причин: картон дешевле металла, его можно резать ножом, придавать ему форму гораздо легче, чем металлу. Если позволяет конструкция вашего велосипеда, то я бы советовал установить двигатель позади подседельного штыря, как у меня. Это даст больше пространства для аккумуляторов и позволит разместить двигатель и большинство вращающихся элементов подальше от ног.

Шаг 11: Предварительное крепление для мотора.

Далее, используя созданный картонный макет, вырежьте крепление из листа металла. Приложите макет из картона к металлическому листу металла и как можно аккуратней обведите его мелом. Чтобы вырезать макет из металла, вам никак не обойтись без такого инструмента, как «Пиранья» — больших гидравлических ножниц, предназначенных для резки металла. Они позволяют очень точно и ровно по контурам вырезать модель из металла. Но скорей всего этого инструмента у вас нет. Поэтому можно обойтись обычным устройством плазменной резки. Однако при разрезании толстого листа металла образуется довольно много шлака и при плохом владении методикой плазменной резки вам придётся достаточно долго шлифовать края. Также можно воспользоваться ацетиленово-кислородной резкой или ножовкой по металлу, но эти два варианта значительно хуже.

Шаг 12: Первый этап установки двигателя.

Это ключевой момент при установке двигателя. Необходимо сделать прорези для болтов на неравнобоком уголке (если у вас таковой имеется) и установить U-образные болты так, чтобы они могли скользить вверх и вниз по основной пластине. Так как у вас уже есть картонный макет, то нанести разметку будет несложно. Просто положите макет на пластину и пометьте кернером два конца каждой прорези. Просверлите по два отверстия с каждого конца — в общей сумме должно получиться четыре отверстия. Они не должны быть слишком большими, чтобы можно было нормально закрутить гайку, и не слишком маленьким, чтобы можно было просунуть болт. Так как я использовал болты диаметром 3/8″, то я просверлил отверстия оптимального диаметра 0,4 дюйма.

Шаг 13: Второй этап установки двигателя.

Теперь нужно вырезать прорези. Сначала я думал их вырезать с помощью фрезы, но по некоторым причинам я отклонил этот вариант. Если у вас имеется торцовая фреза и тиски подходящего размера, то вам всё же лучше воспользоваться фрезой. Я же выбрал плазменную резку. Используя железный уголок в качестве ориентира, я вырезал ровные прорези для болтов. Внешний вид прорезей был далёк от идеала, так что мне пришлось долго и упорно их шлифовать. Очень важно, чтобы прорези были ровными настолько, насколько это возможно. Это необходимо для того, чтобы болты плавно скользили и надёжно фиксировались.

Шаг 14: Установка неравнобокого уголка.

В зависимости от того, какой у вас двигатель, вам может не потребоваться осуществлять данный шаг. Я сделал неравнобокий уголок для закрепление мотора, но мне не удалось им воспользоваться из-за недостаточного зазора между задней покрышкой и уголком. Я всё же рекомендую по возможности установить неравнобокий уголок, так как он обеспечивает дополнительную прочность закрепления двигателя. Но если это невозможно, то вместо уголка просто воспользуйтесь U-образными болтами.

Следующее, что вам понадобится, так это своего рода адаптерный кронштейн. Он крепится к двигателю и может скользить вверх и вниз по главной монтажной пластине, обеспечивая требуемое натяжение ремня. Сделайте пластину, привинчивающуюся к передней части двигателя и свешивающуюся немного в сторону. Затем возьмите небольшой прямоугольник, идущий параллельно двигателю, и прикрепите его с помощью болтов к главной монтажной пластине.

Шаг 15: Сварка крепления двигателя.

После тщательной пескоструйной очистки и небольшой зачистки металлической проволочной щеткой можно приступать к сварке! Также убедитесь, что все стыки зачищены от ржавчины, краски, грязи и т. д. Сварка двух металлических листов разной толщины обещает быть не из лёгких. Даже если вы прожжёте дырку, то это не будет концом света. Не старайтесь заварить всё сразу. Сначала сварите одну сторону, а чуть попозже переходите к другой, чтобы металл успел остыть. Кроме того большую часть жара старайтесь направлять на монтажную пластину и используйте как можно более низкую температуру сварки, но ещё позволяющую хорошо проваривать листы. При необходимости даже можете дополнительно накапать расплавленным металлом, чтобы лучше припаять два листа металла. Я даже хотел воспользоваться дуговой сваркой плавящимся электродом в среде инертного газа, которая отличается высоким качеством, но к сожаления я не очень хорошо умею ею пользоваться.

Шаг 16: Сборка ременного привода.

Данный шаг не потребует подробных разъяснений. Просто наденьте ремень на оба шкива, натяните его как можно крепче и затяните все болты. В процессе эксплуатации велосипеда вы заметите, что ремень будет постепенно растягиваться. Вот как раз по этой причине нам и пришлось делать регулируемое крепление. Время от времени вы должны проверять натяжение ремня и корректировать его при необходимости.

Шаг 17: Вторая проверка без нагрузки.

Давайте повторно протестируем велосипед без нагрузки, чтобы убедится, что мы качественно закрепили двигатель и систему переключения передач. Установите самую низкую передачу и запустите мотор на максимальное число оборотов. Если крепление хорошо держится (так и должно быть), то начинайте постепенно повышать передачи. Если велокомпьютер установлен на заднем колесе, то обратите внимание на его показания. Если велокомпьютер установлен спереди, то он естественно ничего не покажет. Также обратите внимание не проскальзывает ли ремень, что может свидетельствовать о плохо натянутом ремне либо об очень высоком передаточном отношении.

Шаг 18: Крепление аккумулятора.

Следующий шаг — это установка аккумулятора. Я надеюсь, что вам удалось достать хороший комплект старых аккумуляторов в сервисном центре или просто купить их. Проверьте работоспособность батарей и зарядного устройства. Затем изготовьте картонный макет батарей. Гораздо легче перемещать пустую картонную коробку, чем две батареи по 14 кг. После этого подберите подходящее место для их установки. Желательно их установить как можно дальше от седла и как можно ближе к земле — это увеличит сцепление покрышки на заднем колесе и позволит снизить центр тяжести велосипеда.

После того, как вы нашли подходящее место для установки, из железных уголков сконструируйте «поддон», к которому аккумуляторы будут надёжно крепится с помощью стяжек или эластических шнуров. Затем просто приварите «поддон» к раме велосипеда. Качество сварного шва должно быть очень высоким, так как ему придётся выдерживать достаточно большие нагрузки. Так что постарайтесь хорошо приварить «поддон».

Шаг 19: Электрическая схема электровелосипеда.

У вас наверное возник вопрос, почему до сих пор мы не упомянули про электрическую схему управления мотором электровелосипеда. Конечно, у нас не будет полноценного управления с контроллером на широтно-импульсной модуляции. Так как на велосипеде имеется система переключения передач, то для управления двигателем нам хватит обычного переключателя. Я установил однополюсный трёхпозиционный переключатель на 10 Ампер от старой радиостанции. У него три рабочих позиции: вкл1, вкл2 и выкл. Как видно из схемы выше, в режиме вкл1 работает один аккумулятор с напряжением 12 В, а в режиме вкл2 работают два аккумулятора с напряжением 24 В. Эти позволяет включать мотор на полную скорость или на половину оборотов. Имея две скорости вращения мотора и систему переключения передач на велосипеде, мы можем обеспечить широкий диапазон скоростей, что избавляет нас от необходимости покупки очень дорогого ШИМ–контроллера.

Существует ещё один вариант схемы — с тремя аккумуляторами. У каждой электрической схемы есть свои преимущества и недостатки. На верхнем рисунке показана электрическая схема электровелосипеда с тремя аккумуляторами, а на нижнем с двумя аккумуляторами. Я использовал вариант с двумя аккумуляторами, который бы и рекомендовал использовать.

Шаг 20: Первая поездка, поиск и устранение неполадок.

Это самый лучший этап из всех! Теперь, когда вы наконец-то закончили собирать электровелосипед, самое время покататься на нём. Позовите всех своих друзей и похвастайтесь электрическим велосипедом, собранным своими руками. Не забудьте надеть шлем, ведь если что-то пойдет не так, а скорей всего так и будет, то вы же не хотите получить травму головы. Вы должны морально подготовится к неудаче — скорей всего ваш самодельный электровелосипед не заработает с первого раза. Может приключится множество неполадок, начиная от плохого контакта проводов и закачивая неправильным расчётом передаточного отношения. Перед проведением данного испытания обязательно запаситесь разными инструментами, которые будут нужны для устранения различных возможных неисправностей:

Велосипед не едет:

• Отсоединение проводов
• Слишком высокое передаточное отношение
• Неисправные аккумуляторы

Чтобы диагностировать эту проблему, поднимите заднее колесо и включите самодельный электровелосипед. Если покрышка вращается, то скорей всего передаточное отношение слишком большое. Постарайтесь увеличить шкив промежуточного вала или уменьшить шкив двигателя — тем самым вы снизите передаточное отношение и увеличите крутящий момент, что позволит велосипеду ехать. Если же покрышка не вращается, то или отсоединились провода, или не работают аккумуляторы. Полностью зарядите аккумуляторы и проверьте мультиметром напряжение на них. Напряжение на полностью заряженных аккумуляторах должно составлять примерно 26 – 27 В. Кроме того с помощью мультиметра нужно проверить целостность электрической цепи. Отсоедините идущие к двигателю провода и подсоедините их к мультиметру. Включите переключатель. Если на приборе отображаются одни нули, тогда как на аккумуляторах показывалось напряжение, то проблема заключается в проводах или переключателе.

Велосипед едет медленно:

• Неправильное передаточное отношение

Чтобы диагностировать эту проблему, поднимите заднее колесо. Если оно вращается намного быстрее по сравнению с тем, когда вы ехали, значит передаточное отношение слишком высокое и его необходимо уменьшить. Для этого необходимо или увеличить размер шкива промежуточного вала, или уменьшить размер шкива двигателя. Если же покрышка вращается также быстро, как и с нагрузкой, то вам наоборот нужно увеличить передаточное отношение либо посредством уменьшения размера шкива промежуточного вала, либо посредством увеличения размера шкива двигателя.

Шаг 21: Дополнительные усовершенствования.

Если вы готовы получить немного больше и готовы выйти за рамки бюджета в сто долларов, то можете дополнительно дооборудовать электровелосипед регулятором скорости. В моём проекте он не обязателен, потому что необходимый диапазон скоростей можно получить исключительно за счёт системы переключения передач. Тем не менее регулятор скоростей может быть определенно полезен. Весьма неплохие контроллеры компании Alltrax.

Шаг 22: Математические расчеты.

При сборке самодельного велосипеда придётся провести множество математических расчетов. Я приведу здесь несколько формул, которыми я пользовался.

Во-первых, необходимо рассчитать передаточное отношение. Следующая формула вычисляет максимальную скорость велосипеда без нагрузки, поэтому с учётом нагрузки скорость должна быть немного выше:

((R((pi*A)/ (pi*B)))(C/D)(pi*E))*0,000946969697, где R — количество оборотов двигателя в минуту, A — диаметр шкива двигателя, B — диаметр шкива промежуточного вала, C — количество зубьев на звёздочке промежуточного вала, D — количество зубьев на задней звездочке (на максимальной скорости используется самая маленькая звезда, а для минимальной самая большая) и E — диаметр заднего колеса.

Во-вторых, нужно вычислить 5/8 длины промежуточного вала. Учитывая, что внешняя поверхность наружного кольца подшипника является самым большим размером каретки, вставьте его и измерьте его штангенциркулем. У меня вышло 2,817 дюйма. Затем снимите наружное кольцо подшипника и поместите подшипник с кольцом ровно на стол или другую твёрдую поверхность. Затем штангенциркулем измерьте расстояние от внутреннего края подшипника до стола. Проделайте эти измерения с обеими кольцами. У меня вышло 0,591 и 0,595.

Затем сложите эти два значения и вычтите данное значение из наибольшего размера, чтобы получить 5/8 длины промежуточного вала. У меня получилось 1,631″.

Вычислить размер подшипников очень просто. Для этого абсолютно не нужны математические расчёты. Просто измерьте внутренний размер колец и купите подшипник, который бы максимально соответствовал этому размеру, по возможности широкий и желательно с центральным отверстием в 0,5″. Не обязательно покупать подшипники этого размера — их можно обработать на станке с высокой точностью до нужного размера.

Преимущества

Знатоки утверждают, что, если использовать готовый комплект для электровелосипеда, сборка за 30 минут вполне возможна, достаточно проявить смекалку. Такое транспортное средство обладает массой преимуществ. На нем можно удобно передвигаться по городу, в котором имеет место множество пробок. На подобное средство не требуются права.

В данном случае, в горючем также отпадает необходимость, достаточно только подзарядки для электроконтроллера. Подобное решение способствует поддержанию у своего владельца спортивной формы, поскольку использует мускульную силу.

Следует также отметить, что можно сделать электровелосипед у себя дома, своими руками, тем самым не зависеть от рыночных цен и магазинов. Средний агрегат может достичь 42 км в час. Вес составит около 35 кг.

Делаем транспорт

Собрать электровелосипед за 30 минут – реальность даже для школьника. Но прежде чем начать собирать модель, следует определиться, как результат должен выглядеть и какие именно задачи будут возложены на этот транспорт. Можно приобрести специальный набор для сборки электровелосипеда. Такой подход значительно упростит всю работу.

Однако самый необходимым элементом выступает сам агрегат, который должен иметь утолщенную раму. На нее нам предстоит установить электродвигатель. Найти необходимые комплектующие и детали можно на рынках с технической направленностью, в специальных магазинах для изобретателей, на распродажах.

Основные компоненты

Нам потребуется двигатель на 48 вольт, велосипед, способный его выдержать. Кроме того, в дело пойдет некоторое количество креплений и инструментов. А также находчивость.

• крепления для мотора, выполнение из нержавейки;
• предохранители;
• переключатели;
• «звездочка» на 66 и на 13 зубьев;
• мопедная цепь;
• дисковый тормоз роторного типа (2 штуки);
• кислотные батарейки для запуска системы питания;
• специальный контроллер, снабженный программируемым управлением.

Далее выполняется модификация тормозов и колесной вилки. Электровелосипед своими руками за 30 минут собрать можно, но начинать следует с передней вилки. После этого устанавливаем двигатель, аккумулятор, резистор. Умельцы предпочитают сделать складной велосипед.

Такое средство за считанные секунды может превратиться в грузовой вариант, либо поместиться в багажнике. Разборный вариант во многом можно считать более удобным, например, легкость транспортировки в лифте и уменьшенный размер колес. Суть модификации можно свести к разрезанию рамы.

К ней следует приварить соединяющие узлы в двух местах. Они фиксируются при помощи специальных болтов, винтов и барашковых гаек. Процедура разборки агрегата занимает от одной до двух минут.

Выбор двигателя

Если вы решили собрать электровелосипед своими руками за 30 минут, следует помнить, что такое средство требует соответствующей технической надстройки. Это позволит облегчить мускульные усилия. Двигатель является основным элементом конструкции. Его следует выбирать в соответствии с требуемой силой тока и напряжением.

При этом мощность должна быть около 400 ватт, в таком случае можно будет достичь скорости 30 км в час, при условии наличия редуктора. Дальность поездки также находится в пределах тридцати километров. Однако последний показатель зависит от мощности аккумулятора.

Перед выбором модели следует учитывать баланс между емкостью и напряжением аккумулятора, а также соответствующими показателями двигателя. Рассмотрим эту зависимость на примере. Если использовать двигатель на 12 вольт и 500 ватт, нужен аккумулятор, который обладает емкостью в сорок ампер в час. Допустимый показатель можно рассчитать по закону Ома.

При хорошем уровне разряда аккумулятор может прослужить дольше. Для экономии энергии целесообразно разгоняться мускульной силой, при этом нужно стоять на педалях. Такой подход позволит сберечь энергию на показателе коэффициента 1,2. Лучше израсходовать заряд во время передвижения на более сложные отрезки дороги. К примеру, путь может проходить через грунтовую дорогу, горки и холмы.

Настройка резистора

Чтобы собрать электровелосипед своими руками за 30 минут, следует позаботиться о специальных ручках газа. Переменный вариант резистора дает возможность руководить количеством оборотов двигателя и сменой скоростей. Необходимо сперва рассчитать мощность переменного тока, а затем использовать соответствующий прибор с требуемым напряжением.

На ручке тормоза устанавливаются контакты для размыкания. Положение у них всегда замкнутое и пропускает электричество по цепи. Нажатие на контакты обеспечивает замыкание и размыкание цепи — двигатель ускоряет работу или останавливается. Стандартный набор обычно содержит необходимые для сборки детали.

Задача мастера – собрать их таким образом, чтобы двигатель при нажатии на ручку тормоза останавливался. Для этого следует применить два алюминиевых кусочка. Один устанавливаем на подвижные элементы тормозов, а второй на те, которые находятся в состоянии покоя.

Путем сварки подсоединяем это сочетание в разрыв цепи в двигателе. Для этого используем кронштейны. Такое решение обеспечит конструкцию функциональным электрическим тормозом.

Последний штрих

Чтобы спроектировать электровелосипед своими руками за 30 минут, потребуется знание нескольких законов физики. Например, электропроводимость различных веществ и сопротивление материалов. Также пригодится закон Ома.

При правильной проектировке можно заранее увидеть пробелы в создаваемой конструкции, а также определить причины возможных неполадок либо возможности для последующей модификации. Строение электровелосипеда в себя включает следующие элементы: корпус, источник тока, батарею, переменный резистор, двигатель.

Все детство я провел за рулем двухколесного транспорта: велосипеды, мопеды, мотоциклы… Но с последними в итоге связана очень неприятная история, отчего я 15 лет не садился за руль мотоциклов. Но у нас настолько красивая местность, что хочется иметь возможность в любой момент выехать из дома с квадрокоптером в рюкзаке и поснимать красивый закат, или цветущее поле маков…

Купил я полтора года назад эндуро мотоцикл для этих целей. Думал, что пойду, сдам вождение и открою категорию А, т к B и C у меня имеются, а на момент сдачи на права в ГАИ не было мотоцикла, поэтому я остался без категории. Но оказывается теперь нужно учиться в мотошколе заново. Черт с ним, отучился. Повез мотоцикл ставить на учет, а ни одна страховая компания не делает страховку на мот, даже те, что при МРЕО. Тогда даже на машину было почти невозможно сделать ОСАГО — очереди по месяцу… В общем смысла ставить на учет нет. Психанул, продал к чертям этот мотоцикл и решил собрать себе электровелосипед.

Вышло не все так гладко и быстро, как я планировал. Сначала комплект мотора, звезд, контроллера, фривиллы и прочие комплектующие из Китая и Тайваня ждал 2 месяца. 160 батарей Samsung INR18650 35E заказал напрямую с завода и тоже ждал примерно такой-же срок. Затем оказалось, что купленный мной DH велосипед Mobgoose Pinn’r с подвижной кареткой не подходит для установки кареточного двигателя, т к у него задняя подвеска с подвижным кареточным узлом. Пришлось его продавать и покупать другой. В этот раз с помощью друга в Москве удалось урвать Giant Trance X2 2011 в идеальном состоянии с пробегом всего 240 км на топовых комплектующих!

Но и тут оказалась засада… Каретку и систему с фривиллом я заказал под резьбовую каретку 83мм, а на новом велосипеде вообще Press Fit BB41-71. Сколько не искал информации, в том числе по иностранным форумам, на такой байк не существует адаптеров под резьбу. Пришлось советоваться с инженерами на машиностроительном заводе и там же вытачивать проставки из латуни на ЧПУ станке. Но появилась другая проблема — ось теперь стала слишком узкой для моей каретки 93мм… Пришлось пилить ось пополам, вытачивать соединительную удлинительную деталь, прессовать ее и варить аргоном, т к точить новую ось не берутся даже на заводе, а готовой такой длины не существует в природе…

После этого я собрал батареи в пак по форме рамы с помощью пластиковых квадратиков- конструктора. Купил никелевую пластину для сварки, взял у друга контактную сварку, но вовремя понял, что никель по просту не выдержит 40А… Решил сделать по принципу теслы, дополнительно обезопасить себя. Батарея у меня состоит из 16 последовательно соединенных ячеек для нужного мне напряжения 67,2 вольта. А каждая ячейка состоит из 10 параллельно соединенных батарей 18650 для увеличения емкости, то есть 3500 Mah умноженное на 10, получаем 35 Ач. Расчитал толщину сечения медных шин под мою нагрузку- вышло 6 мм2 и толщину усов- 0,5мм2. С каждой батареечке в пике у меня будет сниматься 4А, что позволит батареям не греться и прожить очень долго. А если случится внутреннее замыкание батареи, то перегорит ус, который выдерживает не более 12-15А. И батарея останется целой.

Думаю что многие, кто касался темы электровелосипедов, сразу думают о неком подобии мотоцикла с мощным мотор-колесом с прямым приводом. Но я живу в горной местности, а значит мне нужен велосипед с правильной центральной развесовкой, без "гири" в колесе для нормальной работы подвески и с возможностью переключать передачи для затяжных и крутых подъемов. Так как звезда на моторе и звезда на каретке стоят на обгонных муфтах, я могу ездить на нем как на обычном велосипеде, при этом мотор не крутится, не нужно прилагать дополнительных усилий, сохраняется накат, но отсутствует рекуперация — при торможении батарея не заряжается, но мне это и не нужно. Емкости моей батареи при неспешной езде может хватить на 150 км. А полностью заряжается она за 6 часов.

К сожалению, китайская плата защиты и балансировки батареи BMS пришла бракованной. Заказал новую смарт-бмс с двумя термодатчиками, с бортовым компьютером (с экраном), на котором будет показываться напряжение каждой ячейки, скорость, текущий расход, остаток емкости батареи. И при этом плата будет балансировать ячейки при заряде и отключать подачу электричества при просаживании батареи ниже определенного порога, чтобы ячейки не теряли емкость. Также на плате есть блютус контроллер для управления и контроля с помощью смартфона.

В планах на ближайшее будущее вместо многозвездочной кассеты сзади установить планетарную втулку shimano alfine на 8 передач и BMX цепь, т к с такой мощностью кассета и обычная MTB цепь долго жить не будет. Велосипед на пониженных передачах постоянно пытается опрокинуть, встает на дыбы, даже если вес райдера находится спереди. Акселератором приходится работать очень плавно.

Вот небольшой видеоотчет о сегодняшних первых тестах. Проехал 32 км, не полностью заряженная батарея с 65 вольт потеряла заряд до 61 вольта. Безопасное для батареи напряжение 54-55 вольт. Легко можно держаться в городском потоке со скоростью 60 кмч.

P.S. не ругайте за маневры, все было безопасно и без помех автомобилям. А вот некоторые водители типа черной приоры на видео не считают велосипед за транспортное средство… Буду привыкать ездить спокойно и не мешаться транспорту.

С другой стороны механизм регулировки мощности вообще не требует вращения педалей. Прямо как на мотоцикле, чтобы контролировать мощность и скорость — необходимо повернуть и удерживать дроссель. Вы можете параллельно вращать педали, но это не обязательно.

Одни электровелосипеды управляются только с помощью вращения педалей, другие снабжены механизмом регулировки мощности, а у некоторых имеется оба механизма. Как правило, велосипеды с помощью в педалировании имеют множество настроек мощности, из которых можно выбрать подходящие под условия поездки, а электрические велосипеды с обеими механизмами регулировки имеют ограниченные настройки помощи в педалировании. На этих велосипедах полный контроль обеспечивается механизмом регулировки мощности (когда это необходимо), а помощь в педалировании имеет второстепенное значение — на ровной местности.

Существуют две разные конфигурации установки мотор-колеса— спереди или сзади.
Установленное спереди мотор-колесо. Установленные спереди втулочные моторы можно обнаружить на готовых или переоборудованных велосипедах. Если вы переоборудуете стандартный велосипед, то самым простым решением будет установка мотора спереди, так как в этом случае не возникнет проблем с переключателем скоростей или цепью. А так как большинство конверсионных наборов для электровелосипедов включают батареи, устанавливающиеся на багажник, то использование втулочного мотора спереди уравновешивает вес велосипеда и улучшает управляемость.

Так как существует небольшой риск разрушения передней вилки электродвигателем, то настоятельно рекомендуется использовать втулочный мотор на переднем колесе только со стальной вилкой. Для готовых велосипедов это не составляет проблемы, так как обычно моторы комбинируеются со стальными вилками и они не такие мощные.

Втулочные моторы, установленные на заднее колесо, распространены преимущественно на готовых велосипедах, так как на заводе установить мотор сзади не составляет труда. А вот переоборудовать велосипед с задним мотором-колесом немного сложнее, чем в случае с передним втулочным мотором, так как появляются проблемы с цепью, трансмиссией и переключателем передач. Плюс вы можете быть ограничены с 6- или 7-скоростной трещоткой. Но мотор на заднем колесе обеспечивает больший крутящий момент и не так заметен, как на переднем колесе. .

Аккумулятор это самый важный фактор, влияющий на общую стоимость электровелосипеда. Существует несколько различных типов батарей, поставляющихся в разных формах и размерах. Как правило готовые электровелосипеды оборудуются герметичными свинцово-кислотными и литий-ионными аккумуляторами. Но в конверсионных наборах для электровелосипедов используются и некоторые другие типы аккумуляторов. Три основных типа аккумуляторов и их подтипов, про которые необходимо знать во время выбора электрического велосипеда:

Герметизированные свинцово-кислотные (SLA) — самые доступные по цене аккумуляторы, но у них самый низки срок эксплуатации и они самые тяжёлые. Такие аккумуляторы хорошо подойдут для новичков или велосипедистов, ограниченных финансовыми возможностями. Если вы решили купить конверсионный набор для электровелосипеда, то вы можете сначала установить герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы, а позже заменить их на более дорогие. Приблизительно на каждые 12 В напряжения вес аккумулятора увеличивается на 3,2 — 3,6 кг (x2 для 24 В, x3 для 36 В, x4 для 48 В). Свинцово-кислотные аккумуляторы довольно тяжёлые. Они рассчитаны на 300 — 500 зарядов (1 — 2 года эксплуатации). Данные батареи являются очень чувствительны к процессу зарядки и могут повредиться, если их разрядить более, чем на 75%. Кроме этого, к концу эксплуатационного периода у них существенно уменьшается мощность.

Выбор комплектующих для электровелосипеда

Двигатель

Судя по отзывам на форумах, большинство домашних умельцев вполне устраивает двигатель от бытовой стиральной машинки порядка 350 – 400 Вт. Кстати, многие электровелосипеды промышленного изготовления, например, Wellness HUSKY (цена в пределах 51 000 рублей), оснащены именно такими движками. Главное, правильно подобрать тип электромотора. Коллекторный двигатель в равной степени хорошо работает от сети и переменного, и постоянного тока.

К слову сказать, в интернете есть самоделки на основе шуруповерта. Данный опыт перенимать не стоит – дело бесперспективное. Кто знает, что это за бытовой электроинструмент, уже понял. Да и цена на батареи к нему «кусается», а срок службы при таком использовании – сезона 2, не больше.

Аккумулятор

Прежде чем выбирать АКБ, следует определиться, для чего именно нужен электровелосипед. Для дальних поездок и емкость батареи должна быть соответствующая. Как поступить? Скомпоновать несколько аккумуляторов в батарею или выбрать один, но с большим зарядом? В первом случае усложняется монтаж, так как все элементы придется не только крепить, но и соединять в единую схему эл/питания. Во-втором – значительное увеличение габаритов АКБ. Следовательно, найти для нее место будет совсем не просто. Но с точки зрения удобства комплектации электровелосипеда данный вариант предпочтительнее.

По мнению тех, кто уже собирал электровелосипед своими руками, оптимальные параметры батареи – 48 В (20 А/ч, как минимум). Под нее и подбирается двигатель (380 Вт). Вполне достаточно, чтобы обеспечить скорость на слабопересеченной местности до 40 км/час. На пару часов заряда хватит. По типу батареи лучшей считается Ni-MH АКБ. Применительно к электровелосипеду ее основные достоинства – большая емкость, повышенный эксплуатационный срок. Да и цена вполне приемлемая.

Тип передачи

Если двигатель от бытовой техники, то шкив на валу уже есть. Следовательно – передача ременная. Это самое простое решение, так как останется лишь установить аналог на колесе (естественно, заднем). Можно шкив заменить на зубчатый венец. Отлично подходит звездочка серии 52Т. Получится примерно так.

Зарядное устройство

О нем также следует побеспокоиться заранее. Если батарея подобрана, то приобрести соответствующую модель, подходящую по параметрам, несложно.

Особенности сборки электровелосипеда

За основу может быть взята любая модель велосипеда, поэтому расписывать порядок работы в виде пошаговой инструкции бессмысленно. А вот на отдельные нюансы изготовления электровелосипеда своими руками обратить внимание стоит. Все, что будет недосказано, наглядно продемонстрируют иллюстрации.

Чем можно дооснастить электровелосипед

Те, кто разбирается в электро- и радиотехнике, стараются сделать модель более совершенную. Но собрать ее только лишь из подручных материалов не получится – кое-что придется приобретать, а значит, тратить деньги.

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.

Технический директор REG.RU Валерий Студенников попытался решить транспортную проблему лично для себя, а затем превратил своё хобби в интересный стартап.

Представляем вашему вниманию рассказ основателя Electron Bikes о том, как сделать мощный электровелосипед своими руками, почему любителей скорости не устраивают существующие модели байков и до какой скорости может разгоняться обычный с виду велосипед.

Первое знакомство с электробайками

Впервые я увидел электровелосипеды четыре года назад, в 2011 году, на веловыставке в Москве. Дорогие, неказистые, очень слабые по характеристикам, но чем-то они зацепили, появилось желание приобщиться к этому интересному виду транспорта. Изучение рынка на тот момент показало, что купить готовый электробайк с хорошими характеристиками по адекватной цене просто нереально. На рынке представлены либо очень маломощные и низкоскоростные велосипеды с небольшой батареей («слабый» во всех отношениях Китай или дорогая, гламурная, но такая же тихоходная Европа), либо супер-дорогие монстры, чья стоимость у производителя начинается от $10000 (Stealth Electric Bikes, Hi-Power Cycles), у которых тоже есть свои недостатки (неадекватно большой вес из-за тяжёлой рамы и тяжёлого мотор-колеса, слабая тяга «на низах» из за применения безредукторных моторов, небольшой запас хода).
Но настойчивое желание получить бесшумный, лёгкий и при этом мощный и резвый электровелосипед никуда не исчезло. Поэтому пришлось выбрать единственный доступный вариант — собирать байк самому из имеющихся на рынке комплектующих, как это делают многие другие энтузиасты.

Первый блин

Первым «комом» была попытка собрать байк на основе киловаттного мотор-колеса MagicPie со встроенным контроллером, купленного в комплекте с батареей 10 А*ч для установки на багажник. Собрать аппарат удалось, однако радость от нового велосипеда, разгонявшегося до невиданных 42 км/ч, была недолгой — багажник под весом батареи прожил ровно три дня, сломавшись на разбитых самарских дорогах. Управляемость и развесовка при таком расположении батареи также не сильно радовали. Тяжело приходилось и заднему колесу, которое и без того прибавило в весе — на скорости в очередной яме можно было легко пробить камеру или даже погнуть задний обод.

Поэтому при следующей доработке батарея с помощью самодельных креплений перекочевала на нижнюю трубу велосипеда. В результате развесовка получилась лучше, но выглядела конструкция страшно и неприлично. Для описания подобных творений очумелых ручек у отечественный байкостроителей появился даже устоявшийся термин — «шахид-дизайн».

На байке с более правильной развесовкой можно было уже довольно комфортно ездить, но стало понятно, что стандартной батареи 500 Вт*ч (50 В, 10 А*ч) для велосипеда мощности выше среднего хватает ненадолго — на электричестве можно доехать из пункта А в пункт Б, а обратно уже только на педалях. В итоге была куплена большая батарея 1000 Вт*ч (50 В, 20 А*ч), которая в передний треугольник рамы вроде бы влезала, но закрепить её пришлось изолентой ? Выглядело всё это вот так:

У получившегося монстра из-за ширины батареи даже не вращались педали.

Понятно, что оставлять это так было нельзя.

Нужно было что-то придумать с батареей — изменить её пространственную компоновку, чтобы за неё не задевали педали, и разобраться с её креплением, изготовив надёжный батарейный бокс. Для выполнения этой задачи после долгих поисков и отсеивания кандидатов был привлечён Александр Костюк — знакомый по велоклубу «ВелоСамара», который также глубоко проникся идеей проектирования электровелосипеда. Имея за плечами многолетний опыт конструирования и постройки различных прототипов всего что только движется, он взялся за задачу построения бокса. Решено было сделать его из листа АМг (сплав алюминия с магнием) толщиной 2.5 мм, соединив алюминиевыми уголками. Окраска бокса — порошковая. Также на велосипед был установлен ваттметр Cycle Analyst, позволяющий измерять кучу показателей, включая расход энергии в ватт-часах на километр. С таким прибором можно было больше не переживать, что батарея неожиданно разрядится в самый неподходящий момент — каждый потраченный ампер-час или ватт-час на счету. В итоге получился вот такой байк:

На таком аппарате с ёмкой, удобно и надёжно закреплённой батареей уже можно было спокойно кататься по городу без опасения, что что-нибудь отвалится в самый неподходящий момент. Да и выглядел велосипед уже поприличнее. Готов был байк аккурат под зиму 2012-2013 и отлично показал себя в зимних условиях, включая езду и в снегопады, и в метель и в морозы минус 35 градусов.

Только вперёд!

После успешного завершения постройки первого аппарата, возникла идея продолжить конструировать электробайки совместно с Сашей. У меня было некое видение того, что хочется, а у Саши — огромный конструкторский опыт.
Мы решили не останавливаться на достигнутом ещё и потому, что на российском рынке на тот момент просто не было электровелосипедов (да и сейчас нет), на которых нам самим хотелось бы ездить. Ниша достаточно мощных (сопоставимых по скорости и динамике со скутером или мотоциклом) и при этом лёгких и адекватных по цене электровелосипедов была совершенно пуста. А маломощные велосипеды меня и Сашу совершенно не интересовали, ведь нам, активным и молодым, хотелось кататься «с ветерком», чтобы байк при этом имел приличный пробег и надёжную конструкцию для езды по суровым российским дорогам и бездорожью.

Решено было создать универсальный электрокомплект, позволяющий превратить любой современный горный велосипед в электро. Горные велосипеды были выбраны в качестве базы не случайно — они очень популярны в России (количественно составляют основной класс велосипедов для взрослых), универсальны (позволяют ездить как по городу, так и по бездорожью) и надёжны. Также немаловажно, что детали и узлы горных велосипедов стандартизованы, что позволяет также стандартизовать электрокомплект.

Предстояло подобрать адекватные комплектующие для байка и решить ещё целый ряд инженерных задач:

• Подобрать мотор, способный выдавать большую мощность и момент, при этом лёгкий.
• Собрать компактную и лёгкую батарею достаточной ёмкости, способную держать большие токи.
• Укрепить дропауты заднего колеса, чтобы в них не проворачивалась ось высокомоментного двигателя.
• Разработать датчики срабатывания для гидравлических тормозов (серийные гидротормоза с датчиками только начинают появляться в продаже и имеют свои недостатки), ведь автоматическое отключение мотора при нажатии тормозов — одно из базовых стандартных требований для электробайков. А механические тормоза уже не подходят по характеристикам для безопасного торможения на тех скоростях, что мы намеревались достичь.
• Продумать решения для питания передней фары и заднего фонаря (с сигналом) от бортового напряжения электровелосипеда, предусмотрев встроенный преобразователь постоянного тока.
• Определиться с подходящими разъёмами (желательно герметичными), велокомпьютерами-ваттметрами, светотехникой и многим другим.

Но самое главное — необходимо было разработать универсальный бокс для батареи и контроллера для быстрого превращения обычного серийного велосипеда в электро. Собранная ранее металлическая коробка на эту роль не подходила, поскольку требовала слишком больших трудозатрат в изготовлении и была заточена по форме и размерам только под конкретную раму.

Итоговое решение должно было быть простым в монтаже, технологичным и дешёвым в изготовлении.

Вот один из первых этапов на этом пути, бокс построенный весной 2013 года:

Вот ещё один из промежуточных этапов:

Что получилось?

В результате года работы и экспериментов были разработаны по-настоящему универсальные и гораздо более эстетичные коробки, электрокомплекты и велосипеды на их базе:

Характеристики этих аппаратов:

• скорость — до 63 км/ч;
• мощность — до 2.5 кВт;
• ёмкость батареи — до 1 кВт*ч;
• дальность пробега — 40 км на максимальной скорости (63 км/ч) и до 100 км в режиме «эконом» (30 км/ч).

Вот видео передвижения мощного электровелосипеда в «городских джунглях»:

В условиях пересечённой местности байк тоже не пасует:

Велосипед или мотоцикл?

Байки на базе созданного электрокомплекта получились действительно очень резвые, способные полноценно двигаться в городском потоке на скорости 60 км/ч. По новым правилам, регламентирующим мощность и скорость электробайков, они формально не относятся ни к велосипедам (чья мощность на электротяге ограничена 250 Вт и 25 км/ч), ни даже к мопедам (чья конструктивная скорость не должна превышать 50 км/ч), а относятся к классу мотоциклов. Притом что внешний вид этого байка не вызывает особых подозрений — обычный с виду велосипед c коробкой внутри рамы. Да и вес аппарата не сильно увеличился, мощный электрокомплект добавляет всего 14 кг к велосипеду, в результате вес готового байка получается в районе 26 кг. Такой аппарат взрослому мужчине вполне по силам поднимать по лестнице, переносить через препятствия.

Так что получился функционально вполне себе мопед, но в велосипедной оболочке. В результате можно пользоваться преимуществом обоих видов транспорта: велосипеду у нас везде «зелёный свет» (пешеходные зоны, тротуары, наземные и подземные переходы, переходные эстакады, парки, тропинки да и просто бездорожье), при этом на дороге доступна скорость и динамика мопеда / скутера (при большей, чем у любого скутера или мотоцикла маневренности), что делает мощный электровелосипед в условиях реального трафика самым быстрым наземным городским транспортом.

И хотя мощность наших стандартных электрокомплектов и без того сравнима с мопедом, в качестве спортивного интереса и эксперимента (весьма не дешёвого, как оказалось после подсчёта стоимости всех комплектующих), были собраны тяжёлые и мощные электровелосипеды на базе специализированных пространственных рам от Qulbix:

и украинской «рамы Чоботара»:

Эти 6-10-киловаттные монстры способны развивать скорость уже до 90 км/ч, имея при этом динамику лёгкого мотоцикла. А при открытии полного газа с места привстают «на козла». Батарея 3 кВт*ч позволяет проехать 120 км на скорости 40 км/ч или 40 км на скорости 90 км/ч, благодаря чему можно использовать такой байк в качестве дальнобойного загородного транспорта и для езды по трассе.

Что дальше?

Конструкция электрокомплектов и электровелосипедов Electron Bikes продолжает постоянно улучшаться. Уже скоро будут готовы к промышленному серийному выпуску две модели велосипеда:

«Стандарт» (на базе обычной велосипедной рамы): мощность 2.2 кВт, ёмкость батареи 1 кВт*ч, скорость до 63 км/ч;

Электрочопперы (без педалей) «Электро-классик»: мощность 6 кВт, скорость до 85 км/ч, ёмкость двух съёмных батарей до 3 кВт*ч;

.

Последний также оборудован уникальной параллелограммной вилкой из титана, выпущенной ограниченным тиражом.

Немного об устройстве электровелосипеда

Под конец немного об устройстве и компонентах электровелосипеда, а также о технических сложностях, стоящих на пути создателей мощного байка.

Сложности переходного возраста

Задача создания мощного байка осложняется тем, что вся индустрия комплектующих для электровелосипедов в данное время рассчитана на маломощные аппараты. Класс мощных и скоростных электробайков, стоящих на полпути к мотоциклам, только формируется, поэтому создателям таких аппаратов на каждом шагу приходится что-то придумывать.

Батареи

Серийно выпускаемые батареи для электровелосипедов создаются, как правило, из элементов, не способных выдерживать большие токи. C-rating (отношение тока, которое способна выдавать батарея, к ёмкости батареи, выраженной в ампер-часах) серийных батарей, составленных, как правило, из литий-ионных ячеек, не более 1, в то время как под мощные велосипеды, которые мы создаём, требуются батареи с C-рейтингом минимум 2.5. То есть, например, при ёмкости 20 А*ч способные длительно выдавать ток 50 A. Что при 50-вольтовой батарее позволило бы выдавать мощность 2.5 кВт — интересующий нас минимум. В результате батареи приходится паять (а сейчас уже сваривать с помощью точечной сварки) самостоятельно из подходящих для этого элементов. Поиск и подбор подходящих по характеристикам элементов, их тестирование и отбраковка — также отдельная задача. Сейчас мы используем призматические элементы LiFePO4 и LiNiCo, позволяющие создать энергоёмкие и компактные батареи.

Моторы

Но самую большую проблему в задаче создания мощного и лёгкого электровелосипеда представляют собой моторы.
Серийные моторы либо слишком маломощные, либо тяжёлые, либо имеют низкий КПД, либо перегреваются, либо всё вместе сразу ?

Моторы, применяемые для электровелосипедов, можно разделить на три класса, у каждого из которых есть свои недостатки применительно к мощным электробайкам.

Вело-компоненты

Велосипедные компоненты для заряженного байка также испытывают повышенные нагрузки и требуют внимательного подбора.

Таким образом, класс мощных электровелосипедов требует особого внимания к компонентам, многие из которых слишком дороги или требуют доработки. Специализированных компонентов для байков, стоящих посередине между велосипедом, мопедом и мотоциклом, либо не существует, либо они только начинают производиться. Это создаёт определённые сложности, но также и открывает простор для творчества.

Транспорт или развлечение?

Тем не менее, мы верим, что мощный электровелосипед — персональный транспорт будущего, который будет набирать популярность. Обладая всеми практическими достоинствами и скоростью скутера, он более универсальный и проходимый, маневренный, бесшумный, экологичный, дешёвый в эксплуатации. Электровелосипед можно хранить дома, для него не нужен гараж или охраняемая стоянка, как для мотоцикла или скутера, который опасно оставлять на ночь на улице.

Однако это не только практичный транспорт, это ещё и прекрасный способ проведения досуга: катание на скоростном бесшумном байке по пересечённой местности в режиме «эндуро» — нескончаемый источник адреналина. Также, в отличие от скутера или мотоцикла, который с наступлением холодов ставится в гараж, на электробайке можно безопасно кататься зимой — доступен большой выбор зимних шипованных велосипедных покрышек. Катание на Зимнем электробайке — это непередаваемые ощущения и совершенно новое развлечение, которое, я уверен, получит со временем заслуженную популярность.

PS. Фото байков и производственного процесса, не вошедшие в статью, можно посмотреть тут и тут.

Надеемся, что приведенная история не только вдохновит читателей обзавестись электровелосипедом, но и придаст уверенности в том, что создать собственный материальный продукт в свободное время — совершенно реально.

Источники:

https://smart8.by/vopros-otvet/voprosi-pro-jelektrovelosipedi/kak-sdelat-jelektrovelosiped-iz-obichnogo-velosipeda/
https://www.ruselectronic.com/e-bike/
https://lifedon.com.ua/technologies/equipment/65798-pogashovaya-instrukciya-kak-sdelat-elektrovelosiped-svoimi-rukami.html
https://ex3msport.life/velosport/kak-sdelat-elektrovelosiped-svoimi-rukami.html