Сколько стоит электроколесо для велосипеда и от чего зависит цена?
С каждый годом велосипеды становятся все более технологичными. Увеличивается скорость, дорабатываются новые детали конструкции и их прочность. Одним из нововведений является электроколесо, которое можно встретить и на других транспортных средствах. Оно монтируется на заднюю ось, и придает колесу привод, при этом не требуются вспомогательные элементы, например шестерни или цепь.
Говоря проще, это электродвигатель, который вращается вокруг своей оси, приводя велосипед в движение. Его положительные качества неоспоримы, ведь благодаря особенностям конструкции удается достигнуть минимального коэффициента трения и потерь мощности. КПД некоторых агрегатов может достигать рекордных 95%.
Их выбор весьма велик, и каждый сможет найти модель по душе. Средняя стоимость такого агрегата по России составляет 25 000 рублей.
От чего зависит цена?
Итоговый ценник зависит от множества характеристик устройства. Стоит более подробно разобрать каждую.
Мощность
Самый важный показатель, который должен учитываться в первую очередь. Величина измерения — ватты. Обозначается как Вт или W. От показателя мощности будет зависеть скорость разгона средства передвижения, а также его управляемость и способность взбираться на горы. Стоит помнить, что чем мощнее мотор — тем больше энергии он потребляет.
Расположение двигателя
Используются три положения: сзади, посередине, спереди. Какое лучше? Большинство моделей дорогих и дешевых велосипедов имеют задний привод. Данный вариант является более удобным, ведь именно на заднее колесо приходится до 70% всей нагрузки. К тому же значительно упрощается процесс протяжки цепи. Исходя из этого, можно вывести следующие комбинации:
- Заднее мотор-колесо. Можно сказать что такой вариант является классическим. Конструкция проста и понятна. Установка скоростей не займет много времени и сил. Управление осуществляется при помощи ручки газа.
- Центральный мотор. Чаще всего встречается на дорогих моделях. Главное положительное качество заключается в возможности установки дополнительной системы переключения скоростей. Это позволяет увеличить крутящий момент.
- Полный привод. Несмотря на сложность конструкции, такой вариант имеет место быть. Единственный минус заключается в ограничении мощности.
- Переднее мотор-колесо. Также как и первый вариант пользуется большой популярностью среди покупателей. Могут использоваться любые переключатели скоростей.
Тип мотора
Существует два основных вида:
- Редукторные. Из названия понятно, что в таком случае в системе будет присутствовать механизм редуктор. Может устанавливается на любое колесо. Наличие механических элементов в системе немного снижает общий КПД, но значительно увеличивает крутящий момент и эффективность на небольших оборотах.
- Безредукторные. Устанавливается только на мотор-колесо. Чтобы выработать необходимый крутящий момент — в системе присутствуют специальные магниты, делающие конструкцию более тяжелой. Имеет довольно высокий КПД и не ограничен в мощности.
Виды колес и их расценки
Виды и расценки отличаются в зависимости от главного показателя, мощности:
- 250 Вт. Чаще всего двигатель будет устанавливаться на переднее колесо. В большинстве случаев встречается на самых дешевых моделях. Вес 2 кг. Несмотря на небольшой показатель мощности, велосипед сможет развивать скорость до 35 км/ч. Средняя цена такой модели — 10 000 р.
- 500 Вт. Общий вес будет немного больше, 4,5 кг. Средняя скорость немного увеличена, до 45 км/ч. Стоимость до 16 000 р.
- 1000 Вт. Вес мотора составляет 6 кг. С ним средство передвижения будет развивать скорость до 55 км/ч. Цена от 17 000 до 22 000 р.
- 1500 Вт. В зависимости от производителя, вес мотора составляет от 4,5 до 9 кг. В отличие от 1000 Вт, разгоняется на 40-50% быстрее. Цена от 22 000 р.
- 3000 Вт. Можно приравнять к полноценному мопеду. Вес всей конструкции 12 кг. Способен разгонять велосипед до 90 км/ч. Средняя стоимость от 29 000 р.
Сколько стоит колесо и его установка
Как было сказано ранее, стоимость колеса зависит от множества факторов, в первую очередь от мощности. К выбору доступна мощность от 250 до 3000 Вт. Соответственно и цена будет меняться, от 10 000 до 60 000 рублей. Помимо этого сервисные центры предлагают целый ряд услуг:
- Полное ТО — 3 000 руб.
- Замена колеса или ремонт — от 2 500 руб.
- Замена ручки тормоза, газа — 500 руб.
К кому обращаться?
Так как электровелосипеды пользуются довольно большой популярностью, их комплектующие легко найти в специализированных торговых точках. Если в вашем населенном пункте таких нет — не беда, ведь всегда можно воспользоваться интернетом. Большинство дилеров имеют официальные сайты, на которых также можно приобрести все необходимые комплектующие.
Процесс заказа в интернет-магазине очень прост. Для этого необходимо выбрать понравившийся товар, зайти в корзину и оформить заказ. Перед этим с вами свяжется менеджер, который уточнит детали доставки.
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.
Узнаем как изготовить электроколесо для велосипеда своими руками?
Сегодня велосипед с электроколесом постепенно становится объектом интереса огромного количества заядлых велосипедистов по всему миру. Связано это не только с экологичностью данного вида транспорта, но и с наличием внушительного количества очевидных преимуществ по сравнению с целой массой других широкодоступных средств передвижения.
Что представляет собой элекровелосипед?
Электрические велосипеды оснащены специальным аккумуляторным двигателем, который способен частично или же полностью приводить в движение двухколесное средство передвижения. Основной движущей силой здесь выступает электроколесо для велосипеда.
Мощность двигателей для электровелосипедов в зависимости от комплектации и модели колеблется в пределах от 100 до 1000 Вт. В то же время велосипеды с электрическим приводом способны развивать скорость до 50 км/ч.
Преимущества велосипедов с электроприводом
Устанавливая электроколесо для велосипеда, владелец двухколесного транспорта получает следующие преимущества:
- преодоление серьезных расстояний без особой физической подготовки, затраты сил и энергии;
- возможность приведения велосипеда в движение при помощи педалей и благодаря работе электромотора;
- наличие удобного, компактного транспорта, обслуживание которого нуждается в минимальных затратах по сравнению с мотоциклом или автомобилем;
- удобство передвижения в условиях города с насыщенным трафиком;
- отсутствие необходимости в получении прав и регистрации транспорта в ГАИ.
Недостатки велосипедов с электроколесом
Среди очевидных минусов велосипедов с электроприводом стоит отметить:
- внушительный вес, который сказывается на удобстве передвижения при переходе к педальному способу движения;
- достаточно длительную зарядку аккумулятора и короткий срок действия заряда;
- высокую стоимость готовых заводских электровелосипедов;
- сравнительно небольшую скорость передвижения.
Особенности установки электроколес
Когда в наличии имеется электромотор, необходимо определиться, на какую именно ось велосипеда он будет устанавливаться. Специалисты настоятельно рекомендуют ставить электроколесо заднее для велосипеда, так как при установке переднего привода приходится регулярно переходить к движению при помощи прокрутки педалей.
Велосипед с задним электроприводом позволяет запросто преодолевать наиболее трудные участки трассы. Что касается установки электроколеса на переднюю ось, то такое решение способствует наделению транспортного средства более привлекательным внешним видом. К тому же переднее электроколесо для велосипеда не настолько сильно загрязняется по сравнению с задним.
В целом же при необходимости регулярного преодоления существенных расстояний по бездорожью лучше установить одновременно два электроколеса: на передний и задний привод.
Электроколесо на велосипед своими руками
Что требуется для сборки велосипеда с электрическим приводом собственными руками? В качестве основы для создания двухколесного моторизированного транспорта может быть взята практически любая модель велосипеда. При этом важнейшим элементом будущего механизма становится, собственно, электроколесо для велосипеда, которое, по сути, является бесколлекторным электрическим двигателем постоянного тока, встроенным в обод.
Как уже отмечалось выше, электрический мотор может устанавливаться как на задний, так и на передний привод велосипеда или же на оба одновременно, что позволяет создать полноприводный транспорт.
Вторым по важности после мотора элементом конструкции велосипеда с электрическим приводом выступает аккумуляторная батарея. Выполняет данная составляющая конструкции функцию питания электродвигателя током. Наличие мощной батареи еще не означает прирост в скорости. Поэтому для сборки электровелосипеда собственными руками рекомендуется подбирать аккумуляторную батарею, исходя из ее соответствия напряжению электромотора.
Обязательной частью конструкции электровелосипеда выступают также специальные ручки для регулировки скорости движения двухколесного транспорта. Здесь также не обойтись без монтажа контроллера в виде блока с электронной платой, что отвечает за слаженную работу всего механизма. Наиболее удобно располагать контроллер в хорошо защищенном от внешних воздействий корпусе, поместив его в области крепежа для фляги.
Что выгоднее — заводской или самодельный электровелосипед?
Данный вопрос достаточно спорный. Однако все же стоит привести несколько аргументов в пользу изготовления велосипеда с электрическим приводом собственными руками.
Если в наличии имеется готовое заднее или переднее электроколесо для велосипеда, его установка на раму стандартной модели двухколесного транспорта отнимет не более нескольких часов. При этом стоимость данного решения окажется в разы ниже по сравнению с приобретением готовой, заводской модели электровелосипеда в полной сборке и комплектации всевозможными аксессуарами.
Заводские модели обычно оказываются существенно тяжелее по сравнению с самодельными. При сборке электровелосипеда своими руками вес транспортного средства можно запросто снизить за счет применения наиболее простых, легких деталей и комплектующих.
Готовое транспортное средство с электроколесом будет обладать стандартной мощностью, иметь ограниченную предельную скорость передвижения. В случае самостоятельной сборки велосипеда с электрическим приводом технические показатели двухколесного транспорта будут ограничиваться лишь фантазией, навыками и широтой бюджета мастера.
В итоге
Все вышесказанное представляет собой лишь несколько основных аргументов в пользу сборки электровелосипеда собственными руками. Естественно, для воплощения подобной идеи в реальность требуется приобретение широкого ряда комплектующих, а также наличие базовых навыков конструирования и обращения с электроникой.
Мотор-колеса для велосипеда: какими бывают и как подобрать?
Сегодня велосипедистов, не поставивших на свой байк мотор-колесо, всё чаще называют ретроградами. «Только ветер, только педали, только экстрим» – такой призыв всё менее актуален. Изнеженный городской потребитель, привыкший ездить на авто, даже если и купит велосипед, вскоре склонится к тому, чтобы поставить на него мотор-колесо, тем более такие приспособления дешевеют год от года.
Особенности
Велосипедное мотор-колесо функционирует по одному и тому же принципу действия. Неважно, прямая в нём передача (непосредственно с ротора) или редукторная (уменьшение числа оборотов двигателя на передаточное число). Всякий электромотор для байка включает в себя статор и ротор. На роторе закреплены магниты. Их поле, взаимодействуя с электромагнитным полем катушек статора, заставляет ротор крутиться.
Сам по себе статор представляет собой катушки, намотанные в зазорах каркаса, состоящего из стальных пластин. Чаще всего эти пластины выполнены из электротехнической или трансформаторной стали. Конструкция статора имеет вид многоугольной рамы с лучами, сходящимися в центре.
Обмотки – это катушки, намотанные из медного эмальпровода. Именно медь является лучшим проводником. Численность катушек – до нескольких десятков, но это число кратно 3. Мотор-колесо напоминает трёхфазный двигатель, по сути, это так и есть: для устойчивого вращения с определённой силой на катушки, отстоящие друг от друга пофазно, подаются чередующиеся импульсы, напоминающие трёхфазное переменное напряжение. На самом деле это не синусоидальная форма электросигнала, а последовательность прямоугольных импульсов постоянного напряжения. Их, в свою очередь, формирует драйвер – плата контроллера, использующая энергию источника питания (аккумулятора).
Постоянство и результативность вращения ротора обеспечивают три датчика Холла. Их работа устроена следующим образом:
- фиксация позиции ротора по отношению к статору;
- восприятие магнитного поля от магнитов;
- переадресация сигнала на драйвер;
- формирование импульсов на драйвере для катушек статора.
Для управления скоростью велосипеда, а, точнее, числом оборотов ротора в минуту, используется рукоятка газа. Датчик торможения велосипеда прекращает подачу питающего тока на двигатель.
Плюсы и минусы
Преимущества применения мотор-колеса состоят в следующем.
- Повышенный КПД – не менее 90%. Не у всякого электромотора такой коэффициент – например, у коллекторных, которым достаточен никоим образом не преобразованный постоянный ток, КПД составляет менее 70%.
- Простота исполнения, надёжность.
- Нет трущихся частей (например, колец и щёток) – двигатель может работать десятилетиями, если на качестве материалов производитель не экономит.
- Возможность быстрой езды: полукиловаттное мотор-колесо даёт роторное усилие, в ходе которого достигается скорость велосипеда до 45 км/ч по дорогам без уклона.
- Возможность в случае надобности снять комплект, придав велосипеду первоначальную комплектацию. При повторной установке мотор-комплекта внешний вид велосипеда существенно не изменится – мотор устанавливается лишь на само колесо.
- Существенное облегчение езды в подъём и против ветра.
- Равномерная и плавная работа мотора обеспечит быструю адаптацию к новой скорости и безрывковое ускорение.
- Полностью бесшумная работа моторного колеса.
Недостатков эта установка также не лишена.
- Малый крутящий момент – меньше, чем у моторов иных типов и разновидностей.
- Невозможность создать более компактную конструкцию на базе такого мотора.
- Повышенный вес. Некоторые другие моторы, например, всё тот же коллекторный, обладают значительно меньшим – в 1,5 и более раз – весом.
Тем не менее в целом эти двигатели надёжны и долговечны – они относятся к бесколлекторным. Этим они и привлекают велосамодельщиков.
Обзор видов
Все готовые комплекты, в состав которых входят мотор-колёса, комплектуются контроллером и аккумулятором. Однако те, кто не ставит мотор-колёса в комплекте с остальными деталями, заказывают все компоненты системы по отдельности: само мотор-колесо, аккумулятор и контроллер с ручкой газа.
Прежде чем строить систему электротяги, новичок сталкивается с редукторным и безредукторным мотор-колёсами. Редукторное использует шестерёночный передаточный механизм, где частота вращения (число оборотов) самого электродвигателя в несколько раз — на передаточное число редуктора — больше, чем у вала, которым колесо в итоге и раскручивается.
Редукторное колесо увеличивает крутящий момент, но снижает скорость передвижения велосипедиста до 30 км/ч. У безредукторного — колесо с прямым приводом — отсутствует сам редуктор и связанные с ним потери, что освобождает механизм от трущихся шестерёнок, гораздо чаще нуждающихся в смазывании, чем сами подшипники двигателя. Крутящий момент существенно ниже на мощности до 1500 Вт, но появляется возможность разогнаться до 50–100 км/ч в зависимости от мощности мотора.
Мотор-колесо с возможностью рекуперации (возврата) части потраченной электроэнергии позволяет вернуть её в небольшом количестве – порядка 6% от потраченной мощности. Так как КПД такой системы из-за естественных потерь в проводах, обмотках, контроллере и аккумуляторе не может быть равным единице, то обойтись без внешнего вложения дополнительной энергии не удастся. А пополнять запас электроэнергии можно лишь двумя путями.
- Переключить мотор-колесо в режим заряда аккумуляторов. Тогда вращать педали будет как минимум вдвое тяжелее – из-за торможения, оказываемого нагрузкой на обмотки.
- Найти место, где можно просто зарядить батареи. Оптимальным был бы вариант, при котором на рюкзаке и на одежде ставятся солнечные батареи, когда путешествие на моторизованном велосипеде полностью автономно.
Кроме того, в начале и в конце спуска тормоз мотор-колесом не выполняется. А оно, как уже говорилось, в режиме генератора заметно гасит скорость езды.
Также мотор-колесо может быть задним – устанавливается на заднее колесо. Аналогично ставится переднее. Тогда велосипед становится задне- или переднеприводным соответственно. Для существенного увеличения скорости можно сделать велосипед полноприводным, моторизовав оба колеса.
Размеры
Размер мотор-колеса определяется по диаметру обода. Будет ли у вас диаметр 29, 26, 20 или 16 дюймов, от этого зависят скорость и тяга. Чем больше диаметр обода, тем больше скорость, но меньше тяга, и наоборот. С меньшей тягой вы будете дольше разгоняться. Добавить тягу можно лишь одним способом – помогать мотору педалями.
Возможен вариант, при котором вы можете переспицевать колесо с обычной втулки на моторную, используя, например, для обода с диаметром в 28 дюймов спицы от обычного велосипеда с колёсами на 20 дюймов. Тем же, кто не умеет или не хочет возиться с полным перебором спиц, советуют сразу заказать в Китае готовое мотор-колесо с нужным типом двигателя.
Советы по выбору
Определитесь, чего именно вы хотите от вашего велосипеда.
- Скорость до 35 км/чбез особых усилий и какого-либо особого уровня физразвития. При этом ваш велосипед не избавляется от своих первоначальных функций – вы в любой момент перейдёте по своему желанию обратно на педалирование ногами. Стоит такая доработка в целом от 350 $.
- 50 км/ч – комплектация электромопеда. При этом вы можете не переключиться так же легко на педалирование – аккумуляторный блок, более мощное мотор-колесо и такой же контроллер весят ещё килограммов на 5–10 больше. Цена доработки – от 600 $.
- Велосипед станет электробайком – мотоциклом на электротяге. Вы с лёгкостью разгонитесь до 90 км/ч. Но помните: в этом случае вам обязательно понадобятся усиленные обода и втулки – может быть, как на велотандеме. Дело в том, что усиленная тяга требует и повышенной нагрузки. Ваши тонкие ободья от шоссейного велосипеда попросту разлетятся на части, а вы можете разбиться. Цена доработки байка под электромотоцикл обойдётся не менее 2300 $.
Что бы вы ни предпочли – ответственность за свой выбор вы сами и несёте.
Электровелосипед в минимальной комплектации
Масса набора под электровелосипед – мотор на колесо (без переспицовки колеса), аккумуляторный блок и контроллер – составят не менее 4 кг по весу. Этого хватит для обычной езды по городу или по просёлочным дорогам. Неплохие двигатели производит, к примеру, фирма Bafang 8FUN. Рабочая мощность двигателей 250–750 Вт, но при превышении мощности в 350 Вт такой мотор может заметно перегреваться, что изрядно подсократит его срок службы.
Вес мотор-колеса (без резины) составляет не менее 2 кг. Развить скорость до 35 км/ч при среднем весе райдера в 90 кг ему вполне по силам – сам ездок вообще может не прилагать усилий к вращению педалей. То же самое можно получить и без мотора, переключившись на последнюю скорость от педалей и при езде без подъёма либо спуска. При езде в горку потребуется помощь велосипедиста через педали – двигатель может не осилить подъём. В сочетании того и другого вы можете получить скорость, выдаваемую однокиловаттным двигателем, включённым на старте. Мобильность и относительная лёгкость байка при этом гарантирована.
Этот же набор можно выбрать и для детского, а, точнее, для подросткового велосипеда. Но большая, чем 250 Вт, мощность мотор-колеса для него будет уже недостижима. «Подростковая» рама не рассчитана на больший, чем 65–70 кг, вес. Правила дорожного движения запрещают детям младше 14 лет пользоваться какими-либо электронаборами для велосипеда.
Надобности в мотор-колесе на полкиловатта нет – оно само по себе весит не 2, а 4–5 кг, при этом забирает вдвое больше электричества от батареи аккумуляторов, чем его 350-ваттный собрат. 500… 600-ваттное мотор-колесо – это «костыль», не прошедший «естественный отбор» ни в проектах, ни на практике у пользователей: часть велосипедистов отметила, что толку в итоге от него меньше, чем от 300-ваттного.
В «мопедном» сборе
Эта комплектация позволяет не только получить скорость, равную в среднем 48 км/ч, но и без труда покорять любые подъёмы в условиях города и горных трасс. Для достижения таких результатов требуется подобрать движок мощностью в 1200–1500 Вт. Такое мотор-колесо обладает массой от 6–8 кг (без учёта резины). Обеспечить такой мотор бесперебойной подачей энергии поможет более тяжёлый и дорогой блок аккумуляторов, весящий не менее 5 кг.
Рискнув повысить напряжение с 48 до 72 вольт, вы получите скорость, предельную для города – не ниже 60 км/ч, но при этом мотор будет быстрее и сильнее перегреваться, что вынуждает запускать его лишь ненадолго.
«Мотоциклетный» набор
Переделка велосипеда под моторную тягу, скажем, на 3 кВт, вынудит владельца усилить раму. Во-первых, и комплект, и сама тяга, создаваемая двигателем порядка нескольких киловатт, потребует повышенной нагрузки. Иначе первыми пострадают колёса (на ободьях появятся огромные «восьмёрки»), затем начнёт разваливаться сама рама – обвес аккумуляторов и контроллера добавит не менее 15 кг. Предельно допустимая нагрузка – лишь вдвое больше от номинальной, таково основное правило для всех мотор-колёс.
Чтобы поставить усиленный набор для электровелосипеда III категории, нужно усилить дропауты, полностью сменить или дооснастить перья рамы, поставить специальный балансир, как на настоящих мотоциклах. Номинальный двигатель в 3 кВт обладает уже достаточной силой, чтобы деформировать перья рамы для обычного велосипеда, даже когда вы его прогоняете в неподвижном режиме, приподняв то колесо, на котором и установлен мотор, на специальном подвесе.
Не усилив раму специальным образом, вы вряд ли сможете использовать мотор с мощностью до нескольких киловатт. Скорость более 40 км/ч требует уже хорошей амортизации – без неё вас просто выбросит из седла, стоит вам наехать на небольшой ухаб или трещину поперёк дороги. Вилка – от мотоцикла или от даунхилльного велосипеда (последний имеет внушительную массу и самую высокую прочность, недостижимую для велосипедов иных типов и разновидностей). Аккумуляторный блок здесь также весит от 20 кг.
Как установить?
Любителям езды более близкой к экстремальному катанию, мотор-колесо опытные мастера советуют поставить назад. Заднее мотор-колесо лучше сцепляется с дорогой, чем переднее – это важно на резких поворотах, проходимых при повышенной скорости.
Однако скользкая дорога менее управляема из-за худшего распределения веса. Ситуацию ухудшает и аккумулятор, закреплённый на багажнике. Исправляет ситуацию редукторное мотор-колесо, обладающее меньшим весом, литий-ионные аккумуляторы, обладающие повышенной удельной энергией. Альтернатива – свинцово-кислотные батареи на средней (внутренней) трубе рамы. И всё же заднее мотор-колесо вносит вклад в повышение прочности всей конструкции.
Мотор должен быть согласован с рекомендуемым диаметром обода (колёсной базы) и шириной втулки. Уточнить диаметр обода можно на боковине покрышки. Ширина втулки не выходит за пределы 14,5 см – большинство мотор-комплектов спроектированы под это значение.
При невозможности совместить мотор-колесо со скоростной кассетой (например, на 9 звёзд) смените последнюю на 5-звёздную. В крайнем случае оставьте лишь одну звёздочку либо раздвиньте перья рамы на 2 см. Последнее алюминиевая рама может не выдержать – экспериментируйте на стальной раме.
Электропровод должен выходить не справа, где работает механизм переключения скоростей, а слева. Отвинтите гайки, держащие мотор-колесо, и выньте его. Соберите мотор-колесо, руководствуясь инструкцией по сборке. Если вам что-то не ясно до конца – обратитесь к работникам «саппорта» на сайте компании или магазина, продавшего вам мотор-колесо. Зачастую лучше заручиться поддержкой специалистов, т. к. можно легко сжечь контроллер. А без контроллера вы не поедете, если у вас не коллекторный мотор, которому ничего не нужно, кроме постоянного тока.
Не спешите затягивать «намертво» все элементы, пока не убедитесь в работоспособности и исправности мотора.
После сборки опробуйте мотор-колесо вхолостую – оно не должно «восьмерить». Если это не так — устраните «восьмёрки» на ободе, натянув спицы при помощи спиц-ключа. Опробуйте работу контроллера и ручки газа. Если всё работает исправно – сделайте тестовый заезд на небольшой скорости.
Установка переднего мотор-колеса проще. Само по себе переднее колесо не содержит никаких звёздочек. Помешать работе переднего мотор-колеса там попросту нечему. Не имеет значения, справа или слева – по ходу движения – вы выведете питающий кабель. Даже если вы раздвинете вилку, это не отразится на прочности и устойчивости велосипеда.
Единственное – не перепутайте направление движения колеса: при неправильной установке вы, не опробовав работу мотора, внезапно поедете задом наперёд, и велосипед превратится в транспортное средство с задним рулевым колесом. Парадоксальна ситуация, когда ручку газа заклинит: вы можете врезаться в столб или столкнуться с едущей сзади машиной, даже если она затормозит перед вами.
Собранное мотор-колесо боится ливней, прохождения вброд через реки и болота – при погружении в воду или заливании струями воды датчики Холла могут выйти из строя. Заранее позаботьтесь о герметизации – или хотя бы о прикрытии от прямых струй воды – внутренностей мотор-колеса. Зачастую производители сами устанавливают специальные круглые заслонки, позволяющие защитить колесо от прямых брызг воды и/или грязи во время езды – убедитесь, что они подходят к расположению спиц колеса.
О том, как выбрать мотор-колесо для велосипеда, смотрите в следующем видео.
Источники:
https://skolkos.ru/skolko-stoit-elektrokoleso-dlya-velosipeda-i-ot-chego-zavisit-cena/
https://www.ruselectronic.com/e-bike/
https://autogear.ru/article/191/421/kak-sdelat-elektrokoleso-dlya-velosipeda-svoimi-rukami/
https://vplate.ru/velosiped/aksessuary/motor-kolesa/