Электропривод на велосипед

Все о полном приводе электрических велосипедов

Полноприводные электровелосипеды отличаются высокой проходимостью, поэтому отлично подходят для езды в экстремальных условиях: по бездорожью, песчаным тропам, гравию, влажному и рыхлому грунту. Привод на двух колесах позволяет без проблем подниматься в гору и уверенно преодолевать бездорожье. Обычно полный привод обеспечивают 2 электромотора мощностью от 250 до 1000 Вт каждый. Одно мотор-колесо устанавливается на переднюю вилку, а второе – на заднюю ось.

Несмотря на оснащенность сразу 2-мя электромоторами, полноприводные электровелосипеды перемещаются так же тихо, как и модели с одним мотор-колесом. Из внешних отличий электробайки с полным приводом имеют только еще один двигатель и дополнительный контроллер. Все остальные комплектующие такие же, как у одномоторных велосипедов. В частности, одна ручка газа обслуживает одновременно 2 параллельных соединения контроллер – мотор-колесо.

Особенности электровелосипедов с полным приводом

Мотор-колеса для совместного использования на велосипеде обязательно берутся идентичные по всем критериям: мощности, развиваемому крутящему моменту, массе, напряжению, потреблению тока. Дисбаланс между электродвигателями полноприводного велосипеда недопустим. Например, при установке в паре на один велосипед скоростного и тягового мотор-колеса скоростной двигатель будет стремиться вырваться вперед. В результате, он будет перегреваться.

Полный привод устанавливается не для того, чтобы повысить скорость электровелосипеда. На деле e-bike с 2-мя мотор-колесами будет развивать практически такую же максимальную скорость, как и модель с 1 таким мотор-колесом. По законам физики значения скоростей не суммируются. Но полный привод улучшает тяговые характеристики электровелосипеда: e-bike будет быстрее и увереннее подниматься в горку, поскольку располагаемая им мощность вырастет вдвое.

Необходимость усиления рамы

При установке на велосипед 2-х мотор-колес увеличивается уровень расходования энергии, что приводит к необходимости использования АКБ с более высокой емкостью. Работая на полную мощность, двигатели будут потреблять высокий ток, поэтому применять АКБ низкой емкости нерационально. С возрастанием емкости увеличивается и масса аккумуляторных батарей. Чтобы избежать лишней нагрузки на электровелосипед, аккумуляторные батареи лучше использовать литий-ионные (Li -ion) или литий-железо-фосфатные (LiFePO4 ).

Для обеспечения хорошей управляемости на дороге нужно позаботиться о правильном распределении веса на велосипеде. Чем мощнее будут используемые мотор-колеса, тем тяжелее понадобится обслуживающая их аккумуляторная батарея, и тем выше окажется весовая нагрузка, приходящаяся на раму. Поэтому перед оснащением велосипеда полным приводом необходимо установить на него прочную раму, устойчивую к повышенным нагрузкам.

Достоинства и недостатки полноприводного электрического велосипеда

Электровелосипеды с полным приводом имеют:

• впечатляющую проходимость, в т. ч. по горной местности, снегу, песку и другим сыпучим поверхностям;
• плавную и синхронно-скоординированную работу электромоторов
• уверенную тягу при подъеме в гору;
• хорошую динамику разгона;
• легкость управления, даже на высоких скоростях;
• возможность использования круглый год, практически в любую погоду;
• способность перевозить и человека, и достаточно тяжелые грузы;
• надежность и практичность – даже если один из контроллеров или моторов выйдет из строя, можно будет продолжить движение благодаря 2-му мотор-колесу;
• легкое преодоление расстояния 30–60 км на одном заряде – в зависимости от емкости установленной АКБ, характеристик моторов и особенностей рельефа;
• возможность получения идеальной развесовки – с установкой аккумуляторной батареи в центре рамы;
• бесшумную работу – как и в случае с моноприводными электрическими велосипедами.

Но при всех достоинствах полноприводные электровелосипеды не лишены и недостатков. Прежде всего, это увеличение стоимости набора комплектующих, необходимых для оснащения велосипеда электроприводом. Кроме 2-х мотор-колес и контроллеров, придется установить максимально прочную раму и более дорогой аккумулятор высокой емкости.

Еще один недостаток – неизбежное утяжеление конструкции, примерно на 6–8 кг. Отсюда вытекает и следующий нюанс – сохранение или незначительное увеличение значения максимальной скорости, характерного для каждого для двигателей. Ощутимого возрастания предельной скорости не произойдет. Зато использование 2-х моторов повышает тяговые качества транспортного средства. Полноприводные электровелосипеды отлично подходят для езды по пересеченной местности, грязи, песку, труднопроходимым участкам дорог и даже по снегу зимой.

В нашей предыдущей статье представлен честный Топ-10 лучших электровелосипедов по версии команды, создающей неповторимые кастомные электробайки.

Велосипед с электроприводом

Электровелосипед — это байк, который может приводиться в движение как с помощью электрического мотора, так и кручением педалей. Такие велосипеды обрели большую популярность в последние годы. Это не удивительно! Ведь их конструкция позволяет преодолевать большие расстояния (до 50 км без подзарядки) со скоростью 30-40 км\ч с минимальными расходами топлива.

Устройство велосипеда с электроприводом

Собираетесь ли Вы собрать электрический привод своими руками или установить магазинный комплект, необходимо знать названия и предназначение основных комплектующих. Электровелосипед представляет собой обычный байк, в конструкцию которого дополнительно вмонтированы следующие элементы:

• электродвигатель;
• батарея аккумуляторная;
• контроллер;
• передаточный механизм;
• оборудование контроля;
• регулятор скорости

Как правило, на велосипед может быть установлен либо бесколлекторный мотор — простой и габаритный, либо коллекторный двигатель со щетками, устройство которого отличается сложностью, но конструкция более легкая по весу. Мощность обоих типов двигателей приблизительно одинаковая. Целесообразно использовать электромоторы с мощностью в пределах от 150 до 1500 Вт и рабочим напряжением от 12 до 48W.

Батарея, как правило, закрепляется на раме или багажнике велосипеда. Идеальный вариант — необслуживаемый аккумулятор без жидкости, с емкостью не превышающей 20 Ач.

Контроллер — это блок, заключенный в алюминиевый корпус, предназначенный для охлаждения регулирующих ток транзисторов и силовых тиристоров. Кроме того, контроллер призван измерять и ограничивать ток заряда батареи.

Регулятор скорости устанавливается в поворотную ручку и является, по сути, переменным резистором.

К оборудованию контроля на велосипеде с электрическим приводом относят:

1. специальный датчик, который запускает мотор при кручении педалей;

3. тормозная система, отключающая мотор при торможении;

4. фара, сигнал, индикатор уровня заряда аккумулятора.

Типы электрических приводов

Принято выделять 3 вида электроприводов на велосипед, некоторые из которых можно собрать и установить своими руками:

• цепной;
• фрикционный;
• мотор-колесо.

Фрикционный привод

Данный вид приводов в продаже можно встретить нечасто, ведь этот способ передачи больше подходит для оснащения детских электромобилей, нежели городских велосипедов. Вращение колес от элетромотора происходит благодаря трению ролика о покрышку. Главным преимуществом фрикционного привода является простота установки, которая производится на подседельный штырь. Справиться с монтажом данного электропривода на велосипед можно своими руками.

Однако эта конструкция имеет ряд существенных недостатков:

• покрышка колеса, о которую трется ролик, быстро стирается;
• при езде по мокрому снегу, дороге или подъеме на уклон может возникать пробуксовка;
• необходимость поддержания стабильно высокого давления в камере рабочего колеса.

Ременной (цепной) электрический привод

Данный вид приводов многие умельцы, при наличии необходимого инструментария, могут собрать самостоятельно из моторов стиральных машин, стартеров, цепей, аккумуляторов, клиновых ремней.

Ременной привод обладает рядом достоинств:

• Возможность подключения к многоскоростной передаче байка. Таким образом, при подъеме на уклон, езде по снегу или песку можно регулировать мощность двигателя, просто переключая передачи.
• Подключение скоростной цепной передачи поможет развить относительно большую скорость.
• Установка электродвигателя с таким приводом может производиться в любом месте, благодаря возможности изменения длины цепной передачи.

Однако у этой системы есть и некоторые недостатки:

• подверженность передачи быстрому износу;
• относительно сильный шум при эксплуатации привода;
• конструкция передачи довольно громоздкая.

Мотор-колесо

Мотор-колесо является одним из самых востребованных видов электроприводов и подразумевает монтаж бесколлекторного электрического двигателя в колесную ступицу.

Среди достоинств данного вида приводов выделяют:

1. Возможна сборка велосипеда с полным приводом, за счет установки устройства на каждое из колес.

2. Практически бесшумная работа бесколлекторного двигателя.

3. Возможность монтажа мотор-колеса как на переднюю вилку, так и на раму (сзади).

4. Красивый эстетический вид: велосипед с большой ступицей смотрится эффектнее, нежели байк с электродвигателем, закрепленным на раме.

Однако в процессе использования мотор-колеса, необходимо следовать некоторым правилам:

Запрещен монтаж колеса с мощным электродвигателем на вилку из алюминия, в противном случае усик дропаута вилки сломается под действием тангенциальной силы вращения. Установку мотора с максимальной мощности лучше производить на задние дропауты.

Мотор-колесо с выходящими из него замкнутыми проводами нельзя крутить, поскольку принудительное вращение заставляет двигатель вырабатывать ток, который при замкнутости контактов и наличии искры способен вывести из строя датчик.

• Чтобы колесо вращалось в правильную сторону, необходимо осуществить его монтаж таким образом, чтобы выходящие из ступицы провода находились слева.
• Поскольку во многих странах действует запрет на передвижение на электробайках со скоростью превышающей 25 км\ч, конструкция контроллера предусматривает блокировку от превышения скоростного лимита. Даже если дополнительно ускоряться педалями, разогнаться быстрее допустимого предела не получится.

Заключение

Собирать электропривод на велосипед своими руками или купить готовый комплект в магазине или взять на прокат — решать Вам. На рынке представлено широкое многообразие проверенных производителей, выпускающих качественные наборы электрических приводов на любой велосипед.

Электропривод для велосипеда своими руками

Данное приспособление для велосипедов бывает нескольких видов:

• мотор-колесо;
• подвесной двигатель;
• двигатель на фрикционной передаче.

Так же как и машины, велосипеды с мотором могут быть:

• переднеприводными;
• заднеприводными;
• полноприводными.

Далее детально рассмотрим каждый из видов электромоторов.

Мотор-колесо

Этот двигатель имеет множество плюсов, что и привело его к популярности среди велолюбителей:

1. Простое монтирование и снятие мотора. Не требующие особых навыков.
2. Возможность установки на обычный велосипед.
3. Есть возможность создания как переднеприводной, так и полноприводной модели.
4. Приспособление практически не заметно и имеет вид обычной ступицы.

Мощность такого двигателя может быть от 150 до 2000 Вт. От этого показателя зависит, какой нужно устанавливать мотор. С напряжением от 24 до 48 В. Так в зависимости от выбранных показателей, необходимо подбирать подходящий аккумулятор.

• увеличение веса велосипеда;
• возможно понадобится установка усиленной вилки;
• ограничения по мощности привода.

Подвесной двигатель

Данный вид двигателя является самостоятельной деталью, крепящийся к нижней части рамы велосипеда. Обязательным условием при монтаже является необходимость установки защитного кожуха для мотора.

Двигатель передает усилия через цепную передачу на заднюю звезду велосипеда. Питание двигателя осуществляется при помощи аккумуляторной батареи.

1. Наличие ступенчатого переключателя передач.
2. Более эффективен и экономичен.
3. Увеличенные скоростные показатели. Велосипед с таким электродвигателем может развивать скорость до 120 км/ч.
4. Возможность установки практически на любой велосипед.

1. Могут возникнуть сложности с установкой.
2. Шумная работа двигателя.
3. Рама велосипеда должна быть крепкой, чтобы выдержать громоздкую конструкцию.
4. Увеличение веса велосипеда после установки такого мотора.

Двигатель на фрикционной передаче

Данный вид двигателя очень просто устанавливается, для этого даже нет необходимости разбирать велосипед. Принцип действия: крутящий момент от электромотора идет напрямую к колесу. Но данный вид имеет больше минусов чем плюсов.

1. Легкость установки.

1. Низкая производительность.
2. Быстрый износ колес.
3. В дождь работа двигателя ухудшается.

Самостоятельное изготовление

Самостоятельно смастерить электродвигатель очень сложно. При этом возможно два варианта:

1. Снять двигатель с электроприбора (бензопилы, стиральной машины, газонокосилки и так далее).
2. Приобрести комплект для электромотора.

Двигатель с электроприбора

Изначально для этого нужно найти, где взять мотор. И это не так уж и легко. В основном электроприборы рассчитаны на напряжение 220 В. А это означает, что для того чтобы привести такой механизм в действие потребуется аккумулятор большой мощности. А это, в свою очередь, очень утяжелит велосипед.

Так же может сложиться прямо противоположная ситуация. Например, вы взяли мотор с газонокосилки. Он может оказаться слишком слабым для того, чтобы хотя бы сдвинуть с места ваш велосипед.

Это значит, что самостоятельно изготовить электродвигатель можно, но это достаточно затратный по времени процесс. Нужно учесть множество факторов при подборе оборудования.

Комплект для электромотора

Если же вы не хотите приобретать уже готовый комплект для усовершенствования транспортного средства, вы можете купить отдельные детали и создать электродвигатель своими руками. Для этого вам необходимы:

• контроллер;
• двигатель;
• батареи и зарядное устройство к ним.

Для электродвигателя можно использовать такие батареи:

1. Никель-металлогидридные.
2. Литий-ионные.

Крепиться батареи могут:

1. В специально отведенный контейнер.
2. На раме и в ее отсеках.

Так же вы можете приобрести детали усовершенствования. Например, индикатор степени заряда батареи, который так же оповестит вас о скорости движения и о силе нажатия на педаль газа.

Как установить?

Если вы все-таки решили приобрести готовый электромотор и самостоятельно его установить. То лучше купить мотор-колесо, так как он имеет хорошие показатели и не возникнет сложностей при установке. Данный движок можно устанавливать как на переднее, так и на заднее колесо. Самым распространенным вариантом является второй его и рассмотрим.

Если все правильно подобрано, можно приступать к установке:

1. Для начала снимите заднее колесо.
2. Установите мотор-колесо приводом налево, а звездами вправо.
3. Смонтируйте всю схему, но не сильно фиксируйте.
4. Подключите провод согласно схемы.
5. Установите цепь и займитесь центровкой мотора.
6. Если в мотор колесе отсутствуют заметные биения, зафиксируйте его.
7. Далее надежно зафиксируйте все детали и выполните изоляцию всех проводов.
8. Проверьте работу усовершенствованного агрегата и все готово.

Если замена колеса не входила в ваши планы, то лучше отдайте свое предпочтение подвесному движку. Установка несколько сложнее чем в предыдущем варианте.

Вкратце монтаж подвесного двигателя происходит так:

1. Нужно снять заднее колесо.
2. Соединить между собой цепь и двигатель.
3. Установить: моторный блок; аккумулятор; блок управления и регулировочные ручки.
4. Соединить все элементы набора между собой.
5. После этого, проверьте правильность и надежность установленных элементов, а также работу агрегата. При малой мощности двигателя, может потребоваться стимуляция движения педалями.

Электромотор для велосипеда может значительно облегчить ваше передвижение, особенно если данный вид транспорта для вас основной. При эксплуатации этот прибор не принесет особых хлопот. Главной вашей задачей будет контроль уровня заряда батареи и предотвращение попадания чрезмерной влаги в мотор.

Список материалов

• Спортивный велосипед или обычный;
• Колесо для грузовых тележек или передвижного оборудования, его можно вполне сделать самому;
• Двигатель постоянного тока на 24 В 300-350 Вт;
• Аккумулятор свинцовый на 12 В/ 12 А — 2 шт.;
• Кнопка-тумблер;
• Метизы, проводка и немного металлических деталей.

Приступаем к сборке электровелосипеда

Особенностью данных велосипедов является отсутствие заднего ножного тормоза. В них предусмотрено ручное торможение заднего колеса посредством резиновых колодок, и двух разнонаправленных рычагов в форме дуги. Сжатие их происходит от натягивания стального тросика, подведенного к рукоятке на руле. Принцип движущего модуля основан на передаче крутящего момента от двигателя колесу велосипеда через вспомогательное колесо с резиновым покрытием.

Подготовка движка

Двигатель имеет правильную цилиндрическую форму, к корпусу которой приварены два металлических крепежных уголка. На вал двигателя необходимо закрепить колесо, которое и будет передавать крутящий момент при соприкосновении с покрышкой велика.
По размеру оно не должно превышать диаметр корпуса движка, чтобы не нагружать его чрезмерно при работе. Это может быть прорезиненное колесо для грузовых тележек, оборудования или даже мебели.

Установка движка на велосипед

Используя пластины с отверстиями и небольшой кусочек доски, закрепляем движок к раме велосипеда на болты. Центруем его так, чтобы вспомогательное колесо имело равномерное соприкосновение с покрышкой велика.

Для защиты от грязи и пыли в велосипедах предусмотрено крыло, которое в нашем случае металлическое. Оставляем его на своем месте, делая отверстие болгаркой под колесо устройства.

Электрика

Для питающих аккумуляторов автор выбрал недорогие свинцовые на 12 В соединенные последовательно, предложив, как вариант размещение их в старой сумке от ноутбука. Ее можно прикрепить за седлом, сбоку от нашего устройства.

Выводим провода от аккумуляторов, подключаем их последовательно с двигателем и ведем к тумблеру на руль. Никаких контроллеров регулировки оборотов нет, нажал на кнопку — на мотор с аккумуляторов подалось полное напряжение 24 В. Простейший тумблер можно закрепить где-нибудь в удобном месте на руле.
Для защиты движущего механизма нашего электровелосипед, можно закрепить металлические пластины по обоим бокам рамы.

Все спайки и контактные группы для безопасности стоит заизолировать термоусадкой, горячим клеем или изолентой.

Такая конструкция электровелосипед действительно проста, и практически не требует специализированного технического обслуживания. Все что вам понадобится, это вовремя заряжать батареи, и следить за скоростью на дорогах, ведь по заверениям автора она может достигать 35 км/ч!

Фрикционная передача

Эта разновидность электропривода, хотя и встречается в продаже, но не пользуется особой популярностью. Принцип ее – немудреный. Двигатель устанавливается прямо у ведущего колеса, передача крутящего момента происходит непосредственно с вала статора на покрышку. Казалось бы – все просто и очевидно. Но то, что, может быть, применимо для детских электрических машинок и велосипедов, малопригодно в реальном использовании транспорта.

• Нет никаких передаточных звеньев, то есть исключается возможность увеличения угловой скорости колеса за счет использования редукторов;
• Крайне низкий КПД;
• Даже незначительное падение давления в камере колеса резко уменьшит эффективность такого привода.
• Постоянное трение между фрикционом двигателя и протектором покрышки резко снижает ее долговечность.
• В условиях сырой погоды, грязной дороги, мороза коэффициент трения существенно уменьшится, фрикцион будет пробуксовывать, что снизит и без того невысокую энергоотдачу привода.

Нет, если планировать переделку с реальными повышениями эксплуатационных качеств велосипеда, от подобной схемы лучше сразу отказаться.

Читайте так же на нашем сайте о парашютном спорте. Фотографии парашютистов, видео и многое другое…

О полетах на вингсьюте можно почитать по этой ссылке.

Автожир — странное название не менее странного летательного аппарата. Знаете о таком? Если нет, читайте по ссылке: pro-extrim.com/vysota/avtozhir/autogyro.html

Классическая цепная или ременная передачи

Этот принцип чаще всего используется мастерами – «самоделкиными», из-за его визуальной «понятности» и широкого выбора необходимых комплектующих от обычных велосипедов. В качестве двигателя нередко используются электромоторы от бытовой техники (например от стиральной машины) или автомобильного электрохозяйства.

Что можно сказать о недостатках подобного привода?

• Надо сразу отметить, что переделка велосипеда таким способом потребует от владельца достаточно глубоких знаний механики и высоких технологических навыков.
• Еще одним недостатком является шумность системы с таким видом передачи, но в дорожных условиях это вряд ли кому-то доставит существенные неудобства.
• Доработка связана с некоторыми изменениями в конструкции рамы, что может снизить ее прочностные характеристики. Во всяком случае, не рекомендуется проводить подобные работы на велосипедах с карбоновыми или алюминиевыми рамами – только на стальных.

Зато недостатки скрашиваются целым рядом преимуществ:

• Этот тип передачи – самый экономичный и эффективный из всех существующих.
• Существует возможность использования ступенчатого переключения передач, привычного для большинства велосипедистов. Это позволит в значительной степени увеличить ресурсы аккумуляторов, выбирая оптимальный режим в зависимости от трафика движения или рельефа трассы.
• Как правило, подобный тип передачи позволяет использовать уже установленные на велосипеде узлы, что не приводит к значительному увеличению общего веса. Кроме того, экономичность системы дает возможность применять двигатели и аккумуляторы меньшей массы.
• Наибольшие скоростные показатели также показывают велосипеды именно с такой передачей.

Понятно, что здесь – широчайшее поле для креативных конструкторских идей. Однако, не забыли про велосипедистов и производители – существуют в продаже готовые комплекты для электровелосипеда. Наибольшей популярностью пользуются наборы тайваньской фирмы «Cyclone».

Системы оснащены электродвигателями мощностью от 360 до 1500 Вт, с напряжением питания 24 или 36 вольт. Для управления работой привода используются электронные контроллеры, причем в двигателях до 500 ватт они, как правило, встроенные. В комплект входят все необходимые крепежные элементы, средства визуального контроля и ручного управления приводом.

Монтаж электропривода будет вполне посильной задачей для любого владельца с «правильно растущими руками».

Общее утяжеление велосипеда вполне приемлемое – 3-4 килограмма, но вот скорости, которые он может развивать – весьма внушительны — 40 и более километров в час.

Для любителей паркура предлагаем список пяти лучших фильмов о паркуре.

Как правильно одеться сноубордисту перед выходом на трассу? Все об одежде для катания с гор на нашей странице.

Самое простое решение – мотор-колесо

Для любителей облегченной езды на велосипеде производители предлагают еще один вариант, в котором электродвигатель и колесо конструктивно скомпонованы в один узел, так называемое, мотор-колесо.

Преимущества такой системы очевидны:

• При установке данного привода велосипед не подвергается каким-либо значимым доработкам, не изменяется значительно и его внешний вид. Единственное – установка органов управления на руле и аккумуляторного отсека – на раме.
• Установка не требует каких-либо существенных знаний и умений – при правильном подборе колеса-мотора она доступна, наверное, всем.
• Работа двигателя практически бесшумна.
• При желании велосипед легко трансформируется обратно в обычный.

Есть, конечно, и ряд недостатков:

• Колесо с размещенным в ним приводом – достаточно тяжелая конструкция (6 и более килограмм), увеличивающая общую массу транспортного средства. Опытные велосипедисты рекомендуют устанавливать усиленную переднюю вилку.
• Существуют определенные ограничения по мощности привода.
• Превышение установленной производителем скорости может дать обратный эффект – двигатель превращается в генератор и самопроизвольно тормозит движение.

Как правило, в продажу поступают готовые конструкции – со спицами и колесным ободом, однако для любителей подходить к делу обстоятельно реализуются и просто двигатели. В этом случае выбор и установка необходимых спиц и обода ложится на хозяев транспорта. Так сказать, мотор-колесо своими руками.

В комплект обязательно входит контроллер, обеспечивающий правильную работу привода, механизмы управления, аккумуляторные батареи с блоком подзарядки.

В зависимости от предпочтений, можно выбрать как переднее, так и заднее ведущее колесо. Некоторые велосипедисты решают задачу «одним махом» — делают свою «машину» полноприводной.

Наиболее популярными среди поклонников электропривода считаются моторы-колеса «Polariss», «Yamasaki», «Electra», «Golden motor». Приобрести их можно как через специализированные магазины, так и заказав через интернет.

Устройство электровелосипеда

Чтобы собрать самодельный электропривод или установить купленный комплект на велосипед необходимо знать назначение отдельных устанавливаемых деталей. По сути, электровелосипед – это обычный велосипед, на котором дополнительно закреплены следующие детали:

• электродвигатель;
• передаточный механизм;
• аккумуляторная батарея;
• контроллер;
• регулятор скорости;
• оборудование контроля.

Электродвигатель может быть коллекторным, со щетками, или бесколлекторным, более простым по устройству, но более габаритным при равной мощности. Рационально устанавливать на велосипед электромоторы мощностями в пределах 150-1500 Вт. По рабочему напряжению электродвигатели выбираются на 12, 24, 36, 48 В. Чем выше напряжение, тем ниже ток, протекающий по обмоткам двигателя и подключаемым проводам, следовательно, можно использовать проводники меньшего сечения.

Своими руками можно собрать ременной, цепной или фрикционный передаточный механизм.

Аккумуляторная батарея обычно закрепляется на багажнике или в креплении на раме велосипеда. Лучше использовать необслуживаемые аккумуляторы, без жидкости. Свинцово-кислотные аккумуляторы имеют больший вес, в сравнении с другими типами аккумуляторов, при той же емкости. К тому же из них вытекает кислота при наклоне велосипеда. Разумно поставить батарею емкостью не более 20 Ач, так как большего объема батареи будут слишком тяжелыми, чтобы возить их на велосипеде.

Контроллер, заводский сборки, представляет собой прямоугольный блок в алюминиевом корпусе, для лучшего охлаждения. Главное назначение контролера – это изменять величину тока питания электродвигателя, по падению напряжения на переменном сопротивлении в регуляторе скорости. Регулируется ток силовыми тиристорами или полевыми транзисторами, им то и нужно охлаждение при работе. Второстепенные функции электронного блока: измерять уровень заряда батареи, ограничивать ток заряда батареи, ограничивать скорость передвижения на велосипеде.

Регулятор скорости фактически является переменным резистором. Для удобства этот реостат устанавливается в привычную поворотную ручку, которая одевается на руль.

К оборудованию контроля относятся:

• предохранители;
• тормозная ручка с микроконтактом, который отключает электродвигатель во время торможения;
• фара в корпусе, с выключателем питания, сигналом, светодиодным индикатором уровня заряда батареи;
• датчик, включающий двигатель при вращении педалей.

Виды электроприводов

Электроприводы для велосипедов бывают трех видов:

1. Фрикционные.
2. Цепной, ременной.
3. Мотор-колесо.

Фрикционная передача

Подобная разновидность электропривода встречается в продаже, но большой популярностью не пользуется. Монтируется привод в сборе с электродвигателем и батареей на подседельный штырь, над задним колесом. Передача вращения от электродвигателя происходит за счет трения обрезиненного ролика об покрышку. Кажется, что в такой передаче все просто и надежно. Но такой способ передачи отлично работает только на детских электрических машинках и велосипедах, а для ежедневного использования на большом велосипеде он является не удачным.

У фрикционной передачи много недостатков.

• Быстро стирается покрышка приводимого в движение колеса.
• Необходимо поддерживать повышенное давление в камере движимого колеса.
• Возникает пробуксовка приводного ролика при подъеме в горку, перевозке груза, особенно при езде по мокрой дороге или снегу.
• Тяжелый привод создает сильное изгибающее усилие на подседельный штырь и постепенно ломает раму велосипеда.

Фрикционный электропривод для велосипеда имеет одно преимущество – простота установки. Велосипед оборудовать таким приводом посильно каждому человеку: достаточно закрепить устройство над колесом, установить ручку-регулятор, и можно отправляться в дорогу.

Ременной или цепной электропривод

Такой вариант привода многие мастера собирают своими руками из электромоторов от стиральных машин, автомобильных стартеров, клиновых ремней, цепей, тяжелых свинцово-кислотных аккумуляторов.

У электроприводов с цепными и ременными передачами есть недостатки.

• Открытая передача подвержена повышенному износу.
• Такая передача на колесо значительно более шумная, чем у других электроприводов на велосипед. Особенно слышен шум цепи, ремня при прогулке на велосипеде по парку, лесу.
• Чтобы подключить подобный электропривод к велосипеду, необходимо на раму поместить громоздкую конструкцию для крепления электродвигателя и ведущей звездочки или шкива.

Элекпропривод через цепь или ремень является очень удобным, чтобы построить самодельный электровелосипед.

1. Можно подключить цепной привод к многоскоростной передаче велосипеда. Переключая передачи, легко регулировать величину усилия на электродвигатель, при подъеме в гору, проезжая глубокий песок, снег. Когда электродвигатель вращается на полных оборотах, не гудит, он потребляет меньше тока. Заряда аккумуляторов хватает на долгое время, если не перегружать электродвигатель.
2. Можно собрать такой электрический велосипед с цепным или ременным приводом, который сможет развивать большую скорость, чем готовые, заводской сборки варианты. Развить рекордную скорость на велосипеде поможет имеющаяся скоростная цепная передача.
3. Свободный выбор места установки электродвигателя, так как длину цепной и ременной передачи можно менять в широких пределах.

Продаются готовые наборы со звездочками, цепью, электромотором, батареей, зарядным устройством, контроллером, ручкой-регулятором, которые подойдут на велосипед без амортизаторов, с жестким хвостом (хардтейл) и полным подвесом. Только цены на электронаборы с цепной передачей выше, чем на комплекты электроприводов другого вида. Большую популярность среди покупателей имеют наборы с цепной передачей тайваньского производителя Cyclone.

Мотор-колесо

Наиболее распространенный вид электропривода, имеющийся в продаже. В таком устройстве бесколлекторный электродвигатель установлен в ступицу колеса.

Преимуществ у колеса с электромотором много:

• Установить мотор-колесо несложно, как сзади на раму, так и спереди на вилку.
• Можно собрать полноприводной велосипед, установив два мотор-колеса.
• Работающий бесколлекторный двигатель практически не слышно.
• Колесо на велосипеде с большой ступицей смотрится значительно лучше, чем закрепленный на раме электродвигатель.

Имеется несколько замечаний по опыту использования мотор-колеса.

1. Нельзя устанавливать колесо с электромотором большой мощности на алюминиевую вилку, иначе тангенциальная сила вращения мотора сломает усик дропаута вилки. Вилка велосипеда отлично выдерживает поперечную силу, направленную снизу вверх. Задние дропауты велосипеда рассчитаны на тангенциальную силу, которая смещает колесо перпендикулярно оси, поэтому на них можно смело ставить колесо с электромотором максимальной мощности.
2. Нельзя крутить мотор-колесо с замкнутыми проводами, выходящими из него. Первое, что делает человек, взяв колесо в руки – он начинает его крутить. При принудительном вращении любой электромотор вырабатывает электрический ток. От статора электродвигателя выходит три толстых провода и два или более тонких от датчика. Если при вращении колеса эти провода будут замкнуты между собой, то между ними пробьет искра, и испортит датчик.
3. Монтировать электроколесо нужно так, чтобы провода, выходящие из его ступицы, были слева. Тогда колесо будет вращаться в нужную сторону.
4. Во многих азиатских странах существует ограничение скорости передвижения на велосипеде – не более 25 км/ч. Поэтому в контроллере предусмотрена блокировка от превышения установленной скорости. Быстрее разогнаться не получится, даже ускоряя велосипед педалями. Выключенный контроллером электродвигатель будет работать в режиме генерации, как электромагнитный тормоз.

Продается множество наборов, в которые входят: собранное колесо с электродвигателем от 200 до 1000 Вт, контроллер, батарея, зарядное устройство, оборудование контроля, регулятор скорости. Можно купить более дешевый комплект мотор-колеса на велосипед, в котором нет аккумуляторной батареи, и продается не собранное колесо, а отдельно втулка с мотором. Самые популярные электроколеса на велосипед выпускают фирмы: Electra, Golden motor, Polariss, Yamasaki.

Нужно сказать, что сейчас нет смысла собирать электровелосипед из подручных комплектующих, так как можно приобрести проверенный, надежный набор электропривода на велосипед. К тому же, можно купить готовый, красиво собранный электровелосипед например у таких производителей: GRACE, Izip, Sanyo Electric, Schwinn, Yamaha.

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.

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.

В этой статье речь пойдет о том, как своими руками можно превратить обычный велосипед в электрический. Такой велосипед будет ездить на аккумуляторе, который при разрядке можно всегда подзарядить и потом ехать дальше. Конечно, есть уже много готовых решений для подобного рода самоделок, например мотор-колесо, но здесь все собирается с нуля.

По словам автора, самоделка вполне оправдала свои надежды. Так как двигатель здесь используется не слишком мощный, то с места велосипед тронуться не может, его сперва нужно разогнать ногами до скорости 10-15 км/ч, что не так уж и сложно. Ну а далее в действие включается электромор, который поддерживает движение велосипеда и педали крутить уже не нужно. Электромоторчик разгоняет велосипед до 34 км/час при движении по прямой.

Потребляет велосипед при движении по прямой дороге 100-300 Ватт. При движении под гору потребление возрастает до 600-800 Ватт, чтобы сэкономить, можно помогать ногами.

Пиковое потребление тока двигателем составило 1200 ватт.

Материалы и инструменты для сборки самоделки:
— электромотор типа 6354 kv200

— ваттметр (копия Turnigy 130A);

— батарея типа LiPO 6S 22.2V 5a-h;

— ручка газа от велосипеда (управляется большим пальцем);

— ручки тормоза (в них есть датчик нажатия);

— задний багажник (используется как элемент конструкции);

— трещетка на 16 зубьев;

— зубчатые колеса и ремень (уже готовые).

Процесс модернизации велосипеда:

Шаг первый. Установка звездочки
В большинстве случаев звездочка крепится к спицам, но автор решил отказаться от такой конструкции. В итоге звездочка была прикручена к тормозному диску с помощью болтов. Еще на диске можно увидеть шесть винтов по кругу и два ближе к центру тормозного диска. Эти винты фиксируют резьбу, чтобы диск при езде не откручивался.

Шаг второй. Устанавливаем трещотку
Трещотка устанавливается на чашке от каретки, для фиксирования используется кольцо от родной чашки.

Шаг третий. Задняя втулка
Задняя втулка выступает в роли промежуточного вала. Она установлена в отрезке профтрубы П-образной формы.

Шаг четвертый. Установка большого зубатого колеса
Для фиксирования зубчатого колеса используется штифт. В противном случае втулка будет сама себя зажимать конусами. В зубчатом колесе есть канавка, а штифт вставляется в отверстие, которое есть в валу. В итоге штифт ложится в канавку колеса.

Шаг пятый. Малое зубчатое колесо
Чтобы зафиксировать малое зубчатое колесо, используется два гужона.

Шаг шестой. Установка двигателя
Для крепления двигателя используется штатная крестовина к L-образной конструкции, которая была найдена автором в закромах.

Шаг седьмой. Крепим натяжитель цепи
Натяжитель цепи крепится к боковому элементу багажника. Все устанавливается на структурированную пластину, сделанную из толстого листа алюминия.

Общий вид велосипеда

Шаг восьмой. Электрическая схема самоделки
Как устроена схема, можно увидеть на картинке. Она была немного доработана, в сравнении с оригиналом. Так, например, в сервотестере был убран переменный резистор, на его место был поставлен датчик холла из ручки управления газом. В цепь кнопки автор установил резистор подпора на 1 кОм, без самопроизвольно него переключались режимы, вероятно из-за наводок.

Еще один нюанс электрической части в том, что автор разнес плюс питания и измерительный плюс. Также в перспективе есть смысл поставить изолированный конвертер 5В в 9В, в связи с тем, что есть заниженные показания по питанию.

Что касается батареи, то она работает без BMS. Чтобы не допустить переразряда, автор использовал battery monitor, который был настроен на 3.3 В. Когда напряжение становится слишком низким, устройство начинает издавать звук.
Заряжается батарея клоном IMAX B6, используется режим Li-Io с балансировкой.

Выводы и идеи доработки велосипеда
В первую очередь автор планирует установить на велосипед двигатель большей емкости, чтобы можно было ездить дольше. Помимо этого рассматривается идея рекуперации энергии. То есть вместо того, чтобы тормозить тормозами, можно тормозить двигателем и при этом заряжать аккумуляторы, тем самым восполняя затраченную энергию. Но как это реализовать, вопрос довольно сложный. Ведь если убрать трещотку, то на велосипеде будет довольно не комфортно ехать с педалями. Помимо этого понадобится доработать электронную часть, добавить новые узлы, а это тоже требует подумать.

Еще недостаток рекуперации в том, что при этом вырабатывается слишком большой ток для зарядки батареи, это приведет к быстрому выходу ее из строя. В связи с этим будет нужна дополнительная схема для зарядки.

На этом сборку электро-велосипеда можно считать пока законченной. В любом случае самоделка стоит затрат, поскольку получится сильно сэкономить, если сравнивать с покупкой нового электро-велосипеда.

Краткий экскурс в историю

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

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

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

Особенности

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

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

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

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

Выбор комплектующих для переоборудования

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

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

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

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

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

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

Какой должна быть рама

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

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

Монтаж механики и двигателя

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

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

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

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

Монтаж электрооборудования

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

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

Заключение

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

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

Электропривод для велосипеда

Электропривод для велосипеда: какие бывают, цена и где купить

Электровелосипед с электроприводом Piant Single Drive

Ноги порой устают так, что хочется остановиться, чтобы передохнуть. Совместить приятное с полезным поможет мотор-колесо электровелосипеда. Велосипед с электрическим мотором сделает комфортной и независящей от пробок каждую прогулку. При этом, во время прогулок на экологичном транспорте не придется дышать выхлопными газами. Если мотор-колеса установить на каждое колесо, получится полноприводное транспортное средство, а плюсов еще прибавится

Чтобы не усложнять себе жизнь, нужно ездить на электровелосипеде, по сути, являющимся обычным велосипедом с моторчиком (ну и еще: аккумулятором, контроллером, передаточным механизмом, регулятором скорости).

Электродвигатель, установленный на велосипед, может быть со щетками – коллекторным или более простым по конструкции – безколлекторным. При равной мощности, последний имеет большие габариты. По мощности моторы для велосипеда могут быть 150-1500 Вт, по рабочему напряжению – 48,36,24,12В. Причем, чем выше будет напряжение, тем меньше протекающий по обмоткам мотора ток, значит, провода можно использовать меньшего сечения (если у кого-то возникнет желание собрать электрический велосипед своими руками).

Батарея, питающая двигатель, обычно крепится к багажнику или же в раме. Безусловно, необслуживаемый аккумулятор, лучше, поскольку жидкости в нем нет. Если выбирать между свинцово-кислотным и другими типами аккумуляторов, разумнее от него отказаться. Во-первых, он слишком тяжелый, во-вторых – их него, при наклоне велосипеда, может выливаться жидкость. Достаточно будет батареи емкостью 20 Ач.

Типы велосипедных электроприводов

Их всего три:

• Мотор — колесо.
• Ременной, цепной.
• Фрикционный

Последний в продаже встречается, но у потребителей популярностью не пользуется. Недостатков у такой передачи много. Прежде всего, покрышка, которая быстро приходит в негодность из-за трения колеса. Также к недостаткам относят: пробуксовку при подъеме в гор приводного ролика, наблюдаемая также при перевозке груза, при езде по снегу и мокрой дороге. Наконец, сильное изгибающее усилие, которое оказывает на подседельный руль тяжелый привод, приводящее к поломке рамы.

Преимущество у фрикционного привода одно – простота монтажа.

Цепной привод или ременной многие умельцы собирают из мотров бензопиды, стиральной машины и т.д.

Получается не очень красиво, велосипед достаточно сильно утяжеляется, но главное — быстро изнашивается открытая передача. К тому же, шумит он значительно сильнее любого другого привода. Зато снег, песок и подъем в гору он преодолевает легко. Своими руками велосипед с ременным или цепным приводом можно собрать более мощный, чем заводские варианты. Место установки электродвигателя можно выбирать произвольно.

Наиболее распространенным вариантов является мотор-колесо, в котором двигатель бесколлекторный установлен в ступице.

И у этого электропривода преимуществ масса:

Устанавливать его можно на вилку спереди или на раму сзади. Причем процесс этот несложный. Работает этот мотор почти бесшумно, смотрится транспортное средство с ним эффектней, чем с мотором, закрепленным на раме или багажнике.

Велосипеды с электроприводом: цена в России и Украине

Многие транспортные средства в наши дни подвергаются изменениям, которые помогают бороться с загрязнениями окружающей среды, улучшают качество езды. Одним из них являются электрические велосипеды, предназначенные для преодоления сложных подъемов и езды по пересеченной местности с большим комфортом.

Их по праву называют универсальным средством передвижения. Ведь, даже при разряженном аккумуляторе, добраться до нужного песта можно при помощи педалей. А уж, если велосипед оснащен мотор – колесом, то прогулка на нем будет настоящим удовольствием. Купить сегодня такие велосипеды с электроприводом можно в любом веломагазине или через Интернет, где масса предложений.

Полезные рекомендации

Для тех, кто часто кататься на велосипеде не планирует, лучшим выбором будет электровелосипед с колодками, который почти не уступает дисковой модели.

Тормоза для этого транспорта очень важны, потому что скорость он может развивать в разы большую, чем обычный велосипед.

Велосипеды с электроприводом

8 минут Автор: Михаил Скворцов 35

Каждому человеку будет очень тяжело крутить педали при подъеме в горку, особенно с затяжным уклоном. Не менее утомительно ездить на велотранспорте против сильного ветра, когда даже со спуска нужно прилагать усилие на педали, чтобы не остановиться. На прямых участках дорог, ну и особенно на склонах, велосипед имеет одни преимущества: тишина хода, нет ограничения в запасе топлива, не предъявляются требования государственного транспортного учёта. Скорее всего, если бы были массово доступны велосипеды с электроприводом, то легким двухколесным транспортом пользовались бы раза в два больше людей.

Устройство электровелосипеда

Чтобы собрать самодельный электропривод или установить купленный комплект на велосипед необходимо знать назначение отдельных устанавливаемых деталей. По сути, электровелосипед – это обычный велосипед, на котором дополнительно закреплены следующие детали:

• электродвигатель;
• передаточный механизм;
• аккумуляторная батарея;
• контроллер;
• регулятор скорости;
• оборудование контроля.

Электродвигатель может быть коллекторным, со щетками, или бесколлекторным, более простым по устройству, но более габаритным при равной мощности. Рационально устанавливать на велосипед электромоторы мощностями в пределах 150-1500 Вт. По рабочему напряжению электродвигатели выбираются на 12, 24, 36, 48 В. Чем выше напряжение, тем ниже ток, протекающий по обмоткам двигателя и подключаемым проводам, следовательно, можно использовать проводники меньшего сечения.

Своими руками можно собрать ременной, цепной или фрикционный передаточный механизм.

Аккумуляторная батарея обычно закрепляется на багажнике или в креплении на раме велосипеда. Лучше использовать необслуживаемые аккумуляторы, без жидкости. Свинцово-кислотные аккумуляторы имеют больший вес, в сравнении с другими типами аккумуляторов, при той же емкости. К тому же из них вытекает кислота при наклоне велосипеда. Разумно поставить батарею емкостью не более 20 Ач, так как большего объема батареи будут слишком тяжелыми, чтобы возить их на велосипеде.

Контроллер, заводский сборки, представляет собой прямоугольный блок в алюминиевом корпусе, для лучшего охлаждения. Главное назначение контролера – это изменять величину тока питания электродвигателя, по падению напряжения на переменном сопротивлении в регуляторе скорости. Регулируется ток силовыми тиристорами или полевыми транзисторами, им то и нужно охлаждение при работе. Второстепенные функции электронного блока: измерять уровень заряда батареи, ограничивать ток заряда батареи, ограничивать скорость передвижения на велосипеде.

Регулятор скорости фактически является переменным резистором. Для удобства этот реостат устанавливается в привычную поворотную ручку, которая одевается на руль.

К оборудованию контроля относятся:

• предохранители;
• тормозная ручка с микроконтактом, который отключает электродвигатель во время торможения;
• фара в корпусе, с выключателем питания, сигналом, светодиодным индикатором уровня заряда батареи;
• датчик, включающий двигатель при вращении педалей.

Виды электроприводов

Электроприводы для велосипедов бывают трех видов:

Фрикционная передача

Подобная разновидность электропривода встречается в продаже, но большой популярностью не пользуется. Монтируется привод в сборе с электродвигателем и батареей на подседельный штырь, над задним колесом. Передача вращения от электродвигателя происходит за счет трения обрезиненного ролика об покрышку. Кажется, что в такой передаче все просто и надежно. Но такой способ передачи отлично работает только на детских электрических машинках и велосипедах, а для ежедневного использования на большом велосипеде он является не удачным.

У фрикционной передачи много недостатков.

• Быстро стирается покрышка приводимого в движение колеса.
• Необходимо поддерживать повышенное давление в камере движимого колеса.
• Возникает пробуксовка приводного ролика при подъеме в горку, перевозке груза, особенно при езде по мокрой дороге или снегу.
• Тяжелый привод создает сильное изгибающее усилие на подседельный штырь и постепенно ломает раму велосипеда.

Фрикционный электропривод для велосипеда имеет одно преимущество – простота установки. Велосипед оборудовать таким приводом посильно каждому человеку: достаточно закрепить устройство над колесом, установить ручку-регулятор, и можно отправляться в дорогу.

Ременной или цепной электропривод

Такой вариант привода многие мастера собирают своими руками из электромоторов от стиральных машин, автомобильных стартеров, клиновых ремней, цепей, тяжелых свинцово-кислотных аккумуляторов.

У электроприводов с цепными и ременными передачами есть недостатки.

• Открытая передача подвержена повышенному износу.
• Такая передача на колесо значительно более шумная, чем у других электроприводов на велосипед. Особенно слышен шум цепи, ремня при прогулке на велосипеде по парку, лесу.
• Чтобы подключить подобный электропривод к велосипеду, необходимо на раму поместить громоздкую конструкцию для крепления электродвигателя и ведущей звездочки или шкива.

Элекпропривод через цепь или ремень является очень удобным, чтобы построить самодельный электровелосипед.

1. Можно подключить цепной привод к многоскоростной передаче велосипеда. Переключая передачи, легко регулировать величину усилия на электродвигатель, при подъеме в гору, проезжая глубокий песок, снег. Когда электродвигатель вращается на полных оборотах, не гудит, он потребляет меньше тока. Заряда аккумуляторов хватает на долгое время, если не перегружать электродвигатель.
2. Можно собрать такой электрический велосипед с цепным или ременным приводом, который сможет развивать большую скорость, чем готовые, заводской сборки варианты. Развить рекордную скорость на велосипеде поможет имеющаяся скоростная цепная передача.
3. Свободный выбор места установки электродвигателя, так как длину цепной и ременной передачи можно менять в широких пределах.

Продаются готовые наборы со звездочками, цепью, электромотором, батареей, зарядным устройством, контроллером, ручкой-регулятором, которые подойдут на велосипед без амортизаторов, с жестким хвостом (хардтейл) и полным подвесом. Только цены на электронаборы с цепной передачей выше, чем на комплекты электроприводов другого вида. Большую популярность среди покупателей имеют наборы с цепной передачей тайваньского производителя Cyclone.

Мотор-колесо

Наиболее распространенный вид электропривода, имеющийся в продаже. В таком устройстве бесколлекторный электродвигатель установлен в ступицу колеса.

Преимуществ у колеса с электромотором много:

• Установить мотор-колесо несложно, как сзади на раму, так и спереди на вилку.
• Можно собрать полноприводной велосипед, установив два мотор-колеса.
• Работающий бесколлекторный двигатель практически не слышно.
• Колесо на велосипеде с большой ступицей смотрится значительно лучше, чем закрепленный на раме электродвигатель.

Имеется несколько замечаний по опыту использования мотор-колеса.

1. Нельзя устанавливать колесо с электромотором большой мощности на алюминиевую вилку, иначе тангенциальная сила вращения мотора сломает усик дропаута вилки. Вилка велосипеда отлично выдерживает поперечную силу, направленную снизу вверх. Задние дропауты велосипеда рассчитаны на тангенциальную силу, которая смещает колесо перпендикулярно оси, поэтому на них можно смело ставить колесо с электромотором максимальной мощности.
2. Нельзя крутить мотор-колесо с замкнутыми проводами, выходящими из него. Первое, что делает человек, взяв колесо в руки – он начинает его крутить. При принудительном вращении любой электромотор вырабатывает электрический ток. От статора электродвигателя выходит три толстых провода и два или более тонких от датчика. Если при вращении колеса эти провода будут замкнуты между собой, то между ними пробьет искра, и испортит датчик.
3. Монтировать электроколесо нужно так, чтобы провода, выходящие из его ступицы, были слева. Тогда колесо будет вращаться в нужную сторону.
4. Во многих азиатских странах существует ограничение скорости передвижения на велосипеде – не более 25 км/ч. Поэтому в контроллере предусмотрена блокировка от превышения установленной скорости. Быстрее разогнаться не получится, даже ускоряя велосипед педалями. Выключенный контроллером электродвигатель будет работать в режиме генерации, как электромагнитный тормоз.

Продается множество наборов, в которые входят: собранное колесо с электродвигателем от 200 до 1000 Вт, контроллер, батарея, зарядное устройство, оборудование контроля, регулятор скорости. Можно купить более дешевый комплект мотор-колеса на велосипед, в котором нет аккумуляторной батареи, и продается не собранное колесо, а отдельно втулка с мотором. Самые популярные электроколеса на велосипед выпускают фирмы: Electra, Golden motor, Polariss, Yamasaki.

Нужно сказать, что сейчас нет смысла собирать электровелосипед из подручных комплектующих, так как можно приобрести проверенный, надежный набор электропривода на велосипед. К тому же, можно купить готовый, красиво собранный электровелосипед например у таких производителей: GRACE, Izip, Sanyo Electric, Schwinn, Yamaha.

Электромоторы для велосипедов — обзор

Электровелосипеды становятся все популярнее. Какие моторы применяются — наш обзор. Двигатели на велосипед различают трёх видов – мотор-колесо, фрикционные и навесные (кареточные).

Мотор-колесо

Данный тип электромотора в настоящее время обладает большей популярностью, нежели другие. Причина в том, что его просто установить на колесо и превратить рядовой байк в велосипед с мотором электрическим. Также для эксплуатации мотора-колеса необходимо обзавестись батареей, ручками запуска и регулирования скорости, аппаратом, контролирующим двигатель. А если велолюбитель предпочитает более денежный вариант, то данный двигатель производится уже встроенным в колесо, с полной комплектацией.

Мощности мотора-колеса варьируются от 150 до 2000 Вт. Существует ряд моторов, различающихся по мощности и соответствующему ей аккумулятору.

• доступность и лёгкость установки на байк;
• незаметность на велосипеде;
• бесшумность работы;
• высокий КПД;
• увеличение скорости до 60 км/ч на равнинной поверхности и 30 км/ч при езде на подъём.

• Тяжёлая масса (до 6 кг и выше).
• Ограниченная мощность устройства.

Подвесной (кареточный) мотор для электровелосипеда

Данный тип электродвигателя на велосипед является автономным устройством. Этот агрегат работает через передачу усилия заднему колесу при помощи цепной передачи. Таким образом, это способствует более сильному вращению колеса, чем при педалировании. Подвесной мотор вешается на раму и вместе с цепной передачей закрывается специальным чехлом. Аккумулятор, обеспечивающий питание электромотора, монтируется внизу велосипеда. Скорость и затрачиваемая мощность координируется электронным контроллером на рулевой ручке.

Мощности такого агрегата лежат в диапазоне от 350 до 1600 Вт. В продаже существуют готовые комплекты, включающие в себя электродвигатель определённой мощности, аккумулятор, цепь, звёздочки, контроллер, ручку-регулятор, устройство заряда аккумуляторной батареи.

Кареточный электромотор для велосипеда лучше устанавливать на транспорт со стальной рамой, так как конструкция мотора достаточно тяжёлая.

Достоинства подвесного (кареточного) электродвигателя:

• увеличение скорости до 90 км/ч;
• возможность установки практически на любой велосипед;
• экономичность.

Недостатки подвесного (кареточного) электродвигателя:

• трудоёмкая установка;
• шум при работе;
• повышенная изнашиваемость открытой передачи.

Фрикционные электромоторы

Суть работы данного типа электрических двигателей заключается в следующем: крутящий момент передаётся от мотора к колесу посредством трения специального валика о покрышку. Этот электромотор на велосипед – самый непопулярный из всех. Как вариант, фрикционные модели электрических двигателей подойдут для любительской езды на прогулочных и детских велосипедах.

Достоинства фрикционного двигателя:

• установка без разборки велосипеда;
• дешевизна (определенных моторов).

Недостатки фрикционного двигателя:

• небольшой КПД;
• шум при работе;
• изнашивание покрышки колеса;
• неэффективность при приспущенном колесе;
• проскальзывание валика на мокром асфальте;
• громоздкость конструкции.

Производители электродвигателей на велосипед

На рынке существует множество производителей данных устройств, и основная доля компаний, выпускающих вело-моторы, расположена в Китае.

Bafang

Компания производит электрические моторы широкого применения, и в том числе велосипедные. Электродвигатели для велосипедов фирма выпускает в виде моторов-колёс, устанавливающихся на любой байк. Популярен комплект Bafang BBS02. Моторы представлены в разных мощностях – 250-750 Вт. Данные наборы укомплектованы устройствами привода, ручкой пуска, тормозами и другими составляющими. Весит такой мотор около 4 кг, а наибольшую скорость с данным агрегатом можно развить до 50 км/ч.

Bosch

Двигатель этого немецкого производителя поможет двухколёсному транспорту достигнуть скорости порядка 25 км/ч. Мощность колеблется в пределах 250-350 Вт. Этот мотор также можно приобрести в комплекте. Он содержит:

• прибор, подсказывающий, когда необходимо покрутить педали;
• батарею с зарядником, обеспечивающим полный заряд за 2,5 ч;
• компьютер, с помощью которого можно повысить экономичность использования двигателя – от 50 до 150%.

Комплект электродвигателя Bosch весит чуть больше 2 кг и эргономично встраивается в педальный блок велосипеда.

Golden Motor

Эта китайская компания производит набор с мотором-колесом, в состав которого входит всё, что нужно для установки на велосипед. Мощность двигателя программируется от 250 до 1500 Вт. Велосипед с электромотором этого производителя способен развить скорость до 40-45 км/ч. Вес мотора почти 3 кг.

Электродвигатели на велосипед своими руками

Собрать мотор на велосипед самостоятельно несколько затруднительно, но выйти из этой ситуации поможет уже готовый аппарат, с которого можно снять двигатель. Здесь необходимо сделать одно уточнение – большая часть электромоторов, которые возможно использовать для сборки велодвигателя, требуют питания 220 вольт. Для обеспечения стабильного переменного тока понадобится либо один большой аккумулятор, либо целая система из нескольких штук. А это намного повысит массу и габариты велосипеда.

Гораздо лучше для этой цели подойдут двигатели неавтоматической стиральной машинки, электрической газонокосилки или триммера для скоса травы. Особой популярностью пользуются моторы от триммера. Эти агрегаты могут иметь различный размер, мощность, вес, поэтому стоит озаботиться правильным выбором этих показателей.

К примеру, если велосипедист ставит перед собой цель отдыхать при движении в гору, то подойдёт электрический двигатель наибольшей мощности. Но в таком случае и вес велосипеда увеличится, ведь мощный электрический мотор его заметно утяжелит.

Мотокомплекты на велосипед

Бензиновые и даже газовые двигатели на велосипед также имеют своих поклонников, и на рынке существует хороший выбор таких моторов. Мотокомплекты включают в себя крепления, соответствующие почти любому велосипеду, хотя имеются и более специализированные двигатели.

Двигатель двухтактного вида для дорожных велосипедов

Установка подобного мотора производится к велосипедной раме. Крутящий механизм задействует в работе переднюю звёздочку. С помощью этого можно с лёгкостью использовать переключатель скоростей.

Для работы этого аппарата необходимо заливать смесь из бензина и масла. Кондиционирование мотора происходит благодаря потокам воздуха во время движения. При движении вверх или увеличении скорости потребуется крутить педали. Велосипедист может развить скорость движения до 30 км/ч.

Потребление топлива на каждую сотню составит не больше 1 литра. Такие моторы продаются уже укомплектованные глушителем и бензобаком.

• увеличение скорости на городских дорогах до 45-50 км/ч;
• доступность езды на дальние расстояния (вплоть до 250 км в день);
• возможность избежать автомобильной пробки, сэкономив бензин;
• возможность включать мотор при езде.

• травмоопасность при увеличенной скорости;
• необходимость заправлять бензобак топливом;
• громоздкость (двигатель размещается на багажнике или передней раме);
• увеличение веса велосипеда;
• шум при работе;
• неэкологичность.

Как выбрать электропривод для велосипеда?

Чтобы не усложнять себе жизнь, нужно ездить на электровелосипеде, по сути, являющимся обычным велосипедом с моторчиком.

Электропривод на велосипед. Сейчас интернет-магазины предлагают для покупателей большой выбор таких деталей, еще и приятный бонус — бесплатную доставку.

Чтобы самостоятельно собрать мотор, нужно понимать, для чего предназначены устанавливаемые детали. По своей сути, велосипеды с электроприводом являются обычными велосипедами, к которым прикреплен комплект дополнительных деталей:

• сам электродвигатель;
• механизм передачи;
• зарядное устройство либо аккумулятор;
• контроллер;
• устройство регулирования скорости;
• контролирующее устройство.

Мотор бывает с коллектором или без коллектора. Бесколлекторный более простой в устройстве, правда, намного габаритнее. Мощность их практически одинакова. Для покупателей предлагаются электромоторы, напряжение которых — до 1500 Вт.

Дома несложно сделать следующие приспособления: фрикционный, а также ременной или цепной. Для знающих людей это несложно, а набор деталей можно найти в любом магазине.

Аккумулятор чаще всего крепится на багажнике. Рациональнее использовать безжидкостные аккумуляторы, небольшого объема, потому что батареи, у которых большой объем, будут тяжелыми и ездить с ними на велосипеде сложно.

Комплектация контроллера обычно представлена в виде пластиковой квадратной коробочки, заключенной в корпус из алюминия, для достаточного охлаждения. Первостепенная функция контролера – измерение силы тока в электродвигателе. Подача тока производится мощными транзисторами, именно они и должны охлаждаться во время работы. Другое назначение контролирующего блока: измерение уровня заряженной батареи, ограничение заряда батареи, контроль скорости движения на велосипеде. Контролирующим оборудованием являются:

• предохранители;
• рычаг, в случае торможения отключающий электродвигатель;
• содержащаяся в блоке фара, показывающая индикатор зарядного устройства;
• включающийся при движении педалей датчик.

Электроприводы для велосипедов могут быть представлены тремя механизмами:

• Цепной, ременной;
• Фрикционный;
• Мотор-колесо;
• Велосипеды с электроприводом.

Сегодня в магазинахвозможно найти любой набор. Рассмотрим их плюсы и минусы. Фрикционный Данная комплектация привода всегда в продаже в большом количестве, но популярность у покупателей не заслужила. Монтаж ее осуществляется на подседельный штырь вместе с электродвигателем и батареей. В движение конструкция приводится трением прорезиненного валика по покрышке. Поэтому напряжение его не бывает максимальным. Можно подумать, что этот вариант приемлем и надежен. Замечено, что этот метод передачи удачен только в составе механизмов детской электрической техники, но вот для постоянного пользования на взрослом велосипеде не подходит.

Фрикционная передача имеет много недостатков.

• Покрышка колеса, которое приводится в движение, быстро стирается;
• В камере движимого колеса всегда нужно создавать повышенное давление;
• На склоне горы, при наличии груза, приводной ролик начинает пробуксовывать;
• Тяжесть привода существенно сгибает штырь под седлом, что ведет к поломке.

Но все же фрикционный привод для велосипеда электрический обладает весомым преимуществом – простотой в установке. Оснастить свой велосипед такого вида приводом сможет любой человек — комплектация его минимальна и не требует сборки: всего лишь нужно укрепить устройство рядом с колесом, добиться правильного положения ручки-регулятора. Теперь можно путешествовать.

Ременной или цепной привод

Этот вид привода вполне доступно многим мастерам собрать самостоятельно из электромотора старой стиральной машины, также подойдет автомобильный стартер.

Велосипеды с цепным электромотором

Цепные и ременные приводы обладают не только достоинствами, но и недостатками. Плохо защищенная конструкция быстро изнашивается. Ременная передача на колесо издает гораздо больше шума, чем другие. Очень сильно грохот цепи проявляется во время поездке на велосипеде по бездорожью.

Для подключения подобного мотора, требуется поместить на раму объемную конструкцию, которая нужна для прикрепления двигателя. Она создает дополнительные неудобства при езде.

Также возможно подключать цепной привод к передаче скоростей. При переключении передачи можно будет легко контролировать скорость, нагрузку при въезде на горку, а также во время езды по глубокому песку, снегу. В случае если вращение мотора происходит в полную мощность, он не так сильно гудит, потребление тока уменьшается. Поэтому заряд аккумулятора остается достаточным в течение длительного времени и электродвигатель не перегружается.

В домашних условиях возможно изготовить велосипеды с электроприводом на цепи или ремне, которые могут развить скорость гораздо больше, чем стандартные комплекты. С помощью цепной передачи вполне реально развить хорошую скорость. Но в этом случае транспорт должен быть оснащен хорошими тормозами.

Из-за того, что возможно изменить расстояние цепной и ременной передачи, вы можете выбрать, где её установить.

Комплектация наборов: она состоит из цепи, батареи, электромотора, блока управления, ручки-регулятора. Все это подходит для любых велосипедов, также в них входит зарядное устройство. Но цена на комплект цепной передачи больше, чем на комплект другого вида электропривода. Огромную популярность у покупателей заслужил комплект: цепной привод тайваньской марки Cyclone. Несомненный плюс у фирмы — бесплатная доставка заказа.

Мотор-колесо

Это очень распространенный набор привода, предлагаемый покупателям. В данном устройстве бесколлекторный двигатель устанавливается в ступице колеса.Система мотор-колесо. Достоинств у мотор-колес в достатке:

• Устанавливать мотор-колесо просто. Его комплектация минимальна;
• Есть возможность сделать полноприводный велосипед, если поставить второй комплект мотор-колеса;
• Работу такого двигателя не портит сильный шум;
• Мотор-колесо на велосипеде выглядит более красиво, чем укрепленный на раме электродвигатель;
• Скорость его регулировать проще, так как регулятор скорости очень удобный.

На основании опыта использования мотор-колеса можно выделить следующие замечания. Устанавливать мотор-колесо, напряжение которого — больше 1000 Вт, на вилку из алюминия не рекомендуется. Это может привести к поломке вилки и потере управления. Не стоит прокручивать мотор-колесо, когда провода, которые выходят из него, соединены. Ведь в момент начала работы каждый электромотор начинает производить электрический ток. В двигателе от статора отходят три проводка и два — от датчика. Когда при вращении мотор-колеса эти провода замкнутся, образуется искра, которая может испортить датчик.

Устанавливать мотор-колесо надо следующим образом: чтобы провода, которые отходят от ступицы, находились на левой стороне. В этом случае ось начнет вращение в правильном направлении.

В ряде стран принято ограничение скорости движения велосипеда –30 км/ч. С этой целью контроллер блокирует увеличение скорости. Сильнее разгоняться не удастся, даже с помощью педалей. Когда контроллер выключит электродвигатель, он станет работать в качестве тормоза.

В продаже есть большое количество наборов, в комплект которых входят: уже готовое колесо — его мощность 1000 Вт, блок управления, аккумуляторы, зарядное устройство, контроллер. Действует бесплатная доставка. Существует возможность купить и дешевле комплект мотор-колеса, в котором отсутствует аккумулятор, также в него входит не полностью готовое колесо, но просто втулка и отдельно мотор. Доставка таких заказов до покупателей производится в течении недели. Наиболее востребованные мотор-колеса выпускаются фирмами: Electra, Goldenmotor, Polariss, Yamasaki.

Источники:

https://dindi.ru/veliki/polnom-privode-ehlektricheskih-velosipedov/
https://afs.by/velosiped-s-elektroprivodom/
https://ex3msport.life/velosport/elektroprivod-dlya-velosipeda-svoimi-rukami.html
https://moto-house2019.ru/velosiped/elektroprivod-dlya-velosipeda.html