Как собрать свой электровелосипед

Многие молодые парни в детстве увлекались электротехникой и пробовали создать собственный электровелосипед. У некоторых данная задумка была реализована, хотя из-за отсутствия знаний и качественного оборудования на рынке электротоваров изобретение ездило не долго.

Сегодня электровелосипеды – это не просто детская фантазия, это самостоятельная ниша на рынке товаров, которая ежегодно набирает популярность. Давайте рассмотрим, из чего состоит комплект для электровелосипеда, и как выбрать подходящее оборудование для создания собственного байка.

Комплектующие для электровелосипеда

Чтобы собрать электровелосипед своими руками, Вам потребуется:

Байк-донор;
Электромотор;
Контроллер;
Аккумулятор;
Рукоятка газа.

При помощи рычага, передающего сигнал на контроллер, электромотор начинает свою работу. Питание оборудованию обеспечивает аккумулятор. Все элементы устанавливаются на велосипед, взятый в качестве донора. Но порядок выбора и сборки комплектующих в реальности выглядит сложнее, чем может показаться на первый взгляд. Поэтому стоит подробнее рассмотреть каждый элемент электробайка.

Мотор

Существуют три типа электромоторов:

Редукторный;
Мотор прямого хода;
Кареточный.

Кареточный тип, как можно понять из названия, устанавливается на каретку.

Он позволяет развивать достаточно высокую скорость, но оказывает серьезную нагрузку на цепной механизм. Из-за этого конструкция в скором времени разрушается. Кроме того, данный тип электромоторов дорого стоит.

Отличие редукторного аналога от мотора прямого хода в наличии шестеренок внутри конструкции. Это снижает срок службы механизма, поскольку шестеренки изнашиваются быстрее. Но редукторный электромотор легче и дешевле, хотя и не позволяет развивать столь высоких скоростей, как мотор прямого хода.

По мощности моторы подразделяются на слабые, средние и более мощные, позволяющие разгоняться до 100 км/ч. Однако подобная скорость для велосипедиста может быть опасной.

При этом важно уделить внимание не только экипировке, но и надежности велосипеда, который взят за основу. Наиболее оптимальным вариантом по цене, качеству и производительности для многих пользователей станет мотор редукторного типа, способный развивать скорость до 40 км/ч.

Многие начинающие изобретатели собственного электровелосипеда спрашивают: на какое колесо устанавливать мотор. Дело в том, что порой конструкция трансмиссии или дисковых тормозов не позволяет надежно закрепить мотор на заднем колесе. Однако установка оборудования на переднем приводе сопряжена с большим риском.

Во-первых: это серьезно утяжеляет колесо, и управлять им становится труднее. Во-вторых: переднее колесо имеет гораздо меньшую нагрузку, чем заднее. Поэтому велика вероятность того, что колесо уйдет в занос или начнет пробуксовывать. Подобная ситуация на дороге при скорости в 30-40 км/ч может закончиться трагедией.

Исходя из вышесказанного, лучше остановиться на заднем приводе. А чтобы не возникло проблем с несовместимостью оборудования, выбирайте подходящий тип рамы. В некоторых случаях можно приобрести новые тормоза.

Аккумулятор

На рынке пользуются популярностью 2 вида АКБ:

Литий-ионные;
Литий-железо-фосфатные.

Литий-ионные модули стоят дешевле и весят легче. Однако они имеют сравнительно не большой ресурс – около тысячи подзарядок. Кроме того, данный тип АКБ теряет производительность в зимнее время.

Рассчитать показатели аккумулятора несложно. Допустим, Вы приобрели редукторный электромотор на 48В мощностью 400 Вт. Значит, в среднем при нормальной езде велосипеду потребуется мощность в 200 Вт.

Если Вы планируете преодолевать 50 км ежедневно, что требует примерно 2,5 часа, Вам необходима мощность, равная 200*2,5. А емкость требуемого вам аккумулятора будет составлять (200*2,5)/48 Вт. Она равна примерно 10,5 А*ч.

Данный элемент электровелосипеда является самым дорогим. Поэтому, если Вы планируете регулярно пользоваться байком, дешевле научиться самостоятельно собирать элементы питания в готовый АКБ. Для этого понадобится BMS-контроллер и навыки сварщика.

Следующий вопрос: куда устанавливать аккумулятор. Наиболее подходящий вариант крепления – под раму на место, где обычно располагается насос или фляга. Это лучшее местоположение с позиции центра тяжести и удобства езды. Поскольку АКБ достаточно тяжелый, не рекомендуется крепить его на багажник или подседельный штырь – увеличивается вероятность заваливания велосипеда на бок.

Донор

Определив необходимые Вам показатели мотора, и подобрав соответствующую емкость аккумулятора, следует выбрать донора. Учитывайте тип рамы, чтобы на ней был закреплен аккумулятор. Как было сказано выше, подбирайте мотор так, чтобы тормоза и кассеты не мешали его установке.

Нередко возникают проблемы с креплением рукоятки газа – ей мешают манетки и тормозные рычаги.

Отдельным моментом, требующим особого внимания, является выбор колес. Поскольку электровелосипед преодолевает все невзгоды на больших скоростях, стоит убедиться в прочности ободов. Лучше использовать двойные обода и усиленные спицы большей толщины. Их положение должно создавать больше перекрестков.

Другое оборудование

Контроллеры следует приобретать исходя из характеристик двигателя. Они также бывают различных видов. Помимо основного набора элементов, можно опционально установить портативный компьютер, который показывал бы Вашу скорость, уровень заряда аккумулятора и другие характеристики Вашего оборудования.

Залог качественного велосипеда – это терпение, труд и выбор качественных и совместимых деталей. Грамотно подбирайте оборудование для электровелосипеда и наслаждайтесь поездкой!

Электровелосипед своими руками за 30 минут. Самодельный электровелосипед

Популярность такого компактного, легкого и безопасного вида транспорта, как складной электровелосипед, растет из года в год. Как сделать такую конструкцию своими руками, чтобы сэкономить на покупке?

Преимущества

Знатоки утверждают, что для изготовления модной и прочной конструкции достаточно немного смекалки, купить соответствующие детали – и верный электрический конь готов. Он обладает массой преимуществ:

на таком транспорте можно прекрасно передвигаться по городу, полному пробок;
на него не требуются водительские права;
не нужно горючее, только подзарядка для электроконтроллера;
он способствует поддержанию спортивной формы благодаря используемой мускульной силе;
сделанный своими руками самодельный электровелосипед помогает быть независимым от магазинов и рыночных цен.

Средний агрегат достигает скорости до 42 километров в час, а на крейсерской скорости идет под 26 километров в час.

Делаем колесный транспорт самостоятельно

С чего начинается сборка всей модели? Для начала стоит определиться с тем, как должен выглядеть результат и каких целей мы хотим достичь с помощью этого транспорта. Можно купить специальный набор для электровелосипеда – он значительно упрощает всю работу по сборке. Но самое главное, что необходимо – это собственно сам агрегат с утолщенной рамой, на который можно поставить электродвижок.

Найти необходимые детали и комплектующие можно на распродажах, в магазинах для изобретателей, на рынках с техническими товарами. Электровелосипед своими руками за 30 минут собрать вполне по силам продвинутому школьнику.

Основные компоненты

Обычно требуется движок на 48 вольт, крепкий велосипед, который его выдержит, немного инструментов и креплений. А также терпение и находчивость, готовность к техническим испытаниям.

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

Далее выполняется модификация колесной вилки и тормозов. Электровелосипед своими руками за 30 минут начинают собирать с передней вилки. Затем надстраиваются двигатель, аккумулятор, резистор.

Некоторые умельцы предпочитают собрать складной велосипед, который за секунды может превратиться из обычного в грузовой или поместиться в багажнике. Разборный вариант удобен по множеству причин – уменьшенный размер колес, легкость перевозки в лифте.

Выбор двигателя

Самодельный электровелосипед требует установления соответствующей технической надстройки, которая будет облегчать мускульные усилия. Основным элементом всей конструкции является двигатель. Его выбирают в соответствии с нужным напряжением и силой тока. При этом получаемая мощность должна быть в районе 400 ватт, тогда можно будет достигнуть скорости до 30 километров в час при наличии редуктора. Дальность поездки также может достигать 30 километров, в зависимости от мощности аккумулятора.

Перед выбором модели важно учитывать баланс между напряжением и емкостью аккумулятора и напряжением и емкостью движка. Например, при выборе двигателя на 500 ватт и 12 вольт нужен аккумулятор емкостью на 40 ампер в час. Допустимая емкость рассчитывается по закону Ома. При нормальном уровне разряда аккумулятор прослужит дольше и надежнее. Для экономии энергии лучше разгоняться мускульной силой, стоя на педалях – это позволит сберечь энергию на уровне коэффициента 1,2. Лучше потратить заряд на более сложные участки во время передвижения: на холмы и горки, грунтовую дорогу.

Настройка резистора

Электровелосипед трехколесный взрослый или двухколесный одинаково требует наличия ручек газа. Переменный вариант резистора помогает руководить сменой скоростей и количеством оборотов двигателя. Рассчитав мощность переменного тока, берут соответствующий прибор с нужным напряжением. На ручке тормоза устанавливают контакты для размыкания – их положение всегда замкнутое, пропускает по цепи электричество. Нажатие на контакты дает размыкание и замыкание цепи – двигатель останавливает или ускоряет работу.

Обычно стандартный набор для электровелосипеда содержит необходимые детали для сборки. Задача мастера – сделать так, чтобы двигатель останавливался при давлении на ручку тормоза. Для этого берут два алюминиевых кусочка. Один устанавливают на подвижные части тормозов, второй – на неподвижные. Подсоединение этого сочетания в разрыв цепи двигателя, который крепится на кронштейны путем сварки, дает функциональный электрический тормоз.

Разработка схемы

Чтобы собрать электровелосипед своими руками за 30 минут, необходимо минимум умений, но обязательно знание некоторых законов физики.

Схема электровелосипеда включает в себя следующие элементы:

корпус велосипеда;
источник тока;
двигатель;
переменный резистор для введения в разрыв цепи;
батарею.

Разные схемы позволяют усовершенствовать изобретение и разогнать транспорт до более высоких скоростей при одном и том же аккумуляторе.

Выбираем контроллер

Главное отличие классического средства передвижения от электризованного – наличие специального регулирующего устройства. Это контроллер для электровелосипеда, который представляет собой коробку, манипулирующую тягой всего агрегата. Если в стране есть ограничение на скорость передвижения на велосипеде, этот прибор поможет установить лимит во время езды. Чаще всего это 25 километров в час.

Конструкция такого датчика не имеет в составе электрощеток.

Правила эксплуатации

Сегодня можно своими глазами увидеть достаточно транспортных средств, собранных умельцами. На них выполняют горные восхождения, опасные трюки, покоряют ущелья. Но можно просто получать удовольствие от хорошей надежной машины, которая получила второе дыхание благодаря двигателю.

Важно соблюдать технологию изготовления электровелосипеда своими руками за 30 минут, но не менее внимательно нужно отнестись к рекомендациям по правильному использованию этого средства передвижения.

Электровелосипед своими руками за 30 минут собрать можно достаточно качественно. Он прослужит многие годы, если соблюдать меры безопасности и грамотно выполнять все рекомендации.

Итак, мы выяснили, как сделать самодельный складной электровелосипед. Как видите, в этом нет ничего сложного.

Почему собрать электровелосипед своими силами выгоднее, чем купить готовый китайский?

Электрический велосипед можно приобрести уже в готовом виде, а можно собрать и самостоятельно, на базе традиционного вело. В связи с такими обстоятельствами, у рядового потребителя не редко возникает вполне резонный вопрос — а как лучше поступить — купить уже готовое изделие или собрать электрическую «лайбу» собственными руками? В теме мы будем подробно разбирать этот вопрос.

Содержание:

Типичные проблемы с китайскими электрическими велосипедами.
Модернизация заводских электрических велосипедов.
Почему собирать электрический велосипед собственными силами выгоднее?

Типичные проблемы с китайскими электрическими велосипедами

Заводские вариации часто имеют завышенный ценник, но в то же время, оснащаются при этом самыми недорогими комплектующими. Данное правило распространяется не только на электрооборудование, которым оснащён велосипед-донор, но и на него самого. Судя по обращениям в мастерские, обладатели китайских электровеликов чаще всего сталкиваются с такими неприятностями:

по причине применения в конструкции низкокачественных аккумуляторных батарей, e-bike проезжает на одном заряде меньше, чем предписал изготовитель(хорошие батареи, мы собираем здесь);
низкая максимальная скорость;
неэффективный осветительный прибор;
неудобная посадка и ростовка рамы;
неважные тормозные механизмы.

Модернизация заводских электрических велосипедов

Мало того, что обладатель китайской продукции заплатил за неё завышенную сумму, так ему ещё дополнительно нужно делать финансовые вливания в своё приобретение, чтобы довести его до надлежащих кондиций. К примеру, чтобы повысить максимальную скорость, юзеру, как правило, придётся повышать и напряжение электросиситемы с 36 V до 48 V. Для воплощения в жизнь задуманного, приходится подвергать замене контроллер, аккумулятор установленный по умолчанию, а также зарядное устройство. Хорошо, что хоть электродвигатель можно оставить не тронутым.

Если пользователь желает преодолевать на одном заряде более солидную дистанцию, придётся приобретать и внедрять в конструкцию дополнительный источник питания. В 2019-ом году, подобный технический манёвр пользовался особой популярностью у велорайдеров.

Геометрия рам китайских электробайков, является своеобразным компромиссом между удобной посадкой и необходимостью размещения электрических элементов. Чтобы сделать посадку более комфортной, можно прибегнуть к замене руля на более высокое исполнение, поменять его вынос либо использовать иные технические решения. Но, как правило, уже на следующий сезон владелец начинает гореть желанием собрать e-bike учитывая все свои личные предпочтения, на собственной раме комфортного ему традиционного вело.

Почему собирать электрический велосипед собственными силами выгоднее?

Если вы всё-таки надумали собирать аппарат своими руками или доверить дело специализированной мастерской, то можете рассчитывать на следующие положительные стороны подобного мероприятия:

1. Электрическое оснащение будет устанавливаться на заведомо удобную для вас конструкцию велосипеда-донора.

2. Вы получаете только то, что нужно именно вам, не переплачивая при этом за набор лишних приспособлений.

3. На заказ, мастера могут собрать электрический велосипед практически с любыми характеристиками. Сразу устанавливается мощная фара, высокоэффективные тормозные механизмы, качественный аккумулятор требуемой ёмкости.

4. После внедрения в конструкцию соответствующего оборудования, райдера будет радовать нужная ему максимальная скорость и пробег на одном заряде.

5. В дальнейшем, пользователь получает заметную экономию на модернизации электровелосипеда.

Заключение

Ну что же, если хотите иметь в своём распоряжении изделие, которое подходит вам по всем параметрам и при этом не выкидывать на ветер солидные суммы денег, то сборка электровелосипеда собственными силами или на заказ, без сомнений — ваш вариант. Что касается специализированных мастерских, то заказать там можно практически что угодно, начиная от бюджетных моделей для размеренной езды по городу и заканчивая мощными, полноприводными «вездеходами», на которых можно с уверенностью передвигаться по весьма скверному дорожному покрытию. При этом, нужно понимать, что на велосипед будут устанавливаться качественные компоненты, которые не должны доставлять хозяину никаких лишних проблем на протяжении всего срока эксплуатации электровелосипеда.

Электрическая схема электровелосипеда

Контроллер для электровелосипеда: схема, особенности подключения, советы при выборе

Все конструкции электровелосипедов включают в себя не только электродвигатель, но и отдельную систему управления — контроллер. Он необходим для обеспечения работы электромотора в велосипеде. Контроллер выполняет важную функцию в транспорте и считается «головным мозгом» конструкции.

Что такое контроллер для электровелосипеда?

Контроллеры приводят в действие моторные колеса, регулирует скорость и вращение, а также обеспечивает правильную остановку

Контроллер считает одной из главных частей электровелосипеда, так как отвечает за совершенные действия. Он обеспечивает переход тока к электродвигателю.

Такая конструкция позволяет:

включать и выключать электронику;
регулировать работу мотор-колес;
позволяет устанавливать ограничитель скорости;
осуществляет круиз-контроль;
ускоряет двигатель до трехскоростного режима;
отвечает за рекуперативное торможение;
позволяет всем параметрам отображаться на панели управления;
осуществление обратного хода.

Главные функции контроллера делят на:

регулировку движения велосипеда;
осуществление крутящего момента;
защищает электродвигатель.

Параметры блока управления

Контроллеры обеспечены основными параметрами, благодаря которым электромоторы и батареи могут работать:

Максимальный постоянный ток. Значение, которое отвечает за максимальный ток, который держит контроллер в течение установленного времени.
Максимальный пиковый ток. Значение, которое выдерживается на минимальном отрезке времени. Данное число обычно гораздо больше, чем значение постоянного тока. Пиковый ток наблюдается при резком старте, когда в транспорте развивается большой крутящий момент.
Максимальное напряжение аккумуляторов. Значение максимального количества используемых аккумуляторных банок. Если происходит повышение напряжения, контроллер может сгореть или выйти из строя. Разные модели имеют свой показатель напряженности. В основном они рассчитаны на 24, 48 и 60V.
Внутреннее сопротивление. Данный параметр не является важным. Чем больше мощность контроллера, тем меньше сопротивление.
Частота подачи импульсов. Значения данного параметра зависят от вида мотор-колес.

Схема контроллера электровелосипеда

Контроллер внешне выглядит, как коробка, выполненная из алюминия. Внутри неё содержится много цветных проводов. В некоторых моделях конструкцию устанавливают в отдельном боксе, для защиты от загрязнений и повреждения.

Схема контроллера включает в себя:

Сердце в виде микроконтроллера, расположенное в центре конструкции.
Преобразователи напряженностью 12 и 5 В.
Периферия (ручки, датчики).
Силовые компоненты.

Как подключить контроллер к электровелосипеду?

Необходимо подключить питание мотор-колес к силовым проводам такого же цвета.
К датчикам мотор-колес подключить главные провода. Если в комплекте есть велокомпьютер, его подключают к пульту управления.
Если пульта управления нет, то замок зажигания подключают к красному и синему разъему.
Затем ручку «газа» подключают к разъему.
Тормоз подключают к отверстию ручки. Там содержится два разъема, поэтому во второй можно подключить стоп сигнал при желании.
В ограничителе максимальной скорости можно установить данную функцию. Для этого замыкают два белых провода. Для того чтобы функция работала постоянно, следует контакты соединить между собой.
При наличии системы ассистирования, ее можно подключить в специальном отделе.
Следует подключиться к отделу аккумуляторной батареи.
Необходимо помнить, что нельзя замыть контакты черного и красного цвета питания.При самостоятельной сборке рекомендуется следить за соответствием цветов и не соединять разъемы без надобности.

Виды контроллеров для электровелосипедов

По типу связи с двигателем:

Для работы с установленным датчиком.
Работающие без датчика.
Универсального типа.

По форме получаемого сигнала:

Подают прямоугольный сигнал. Зачастую такие виды дешевле. Использование позволяет получать высокие скорости вращения, но из-за этого возникает шум при работе ввиду микровибраций.
Форма синусоиды — обеспечивают бесшумную работу, но на более низких скоростях.

Как выбрать контроллер для электровелосипеда – советы

Контроллер выбирают исходя из вида двигателя и аккумулятора. Основными параметрами считаются: напряжение и величина максимального тока.

Двигатель мощностью 350 Вт нуждается в контроллере 36 В 15 А.

Мощность 100 Вт — контроллер 48 В, силой тока не меньше 25 А. Для лучших показателей выбирают модели со значением тока 30, 35, 40 ампер.

Мощность 1000 Вт- контроллер 48 В 30 А. Существуют программируемые конструкции, где можно настраивать ток под собственные потребности.

Оптимальное соотношение скорости колес к напряжению -1 к 0,9. Исходя из этого, можно рассчитать скорость движения: при 36 В передвигаться следует при 32 км/ч, при 48 В — 45 км/ч.

Увеличение скорости изменяет и соотношение, так как имеют место существенные затраты энергии на борьбу с сопротивлением воздуха.

Контроллер является незаменимой частью электровелосипеда. Он отвечает за все главные функции передвижения. Современный рынок предоставляет большой выбор исходя из мощности, напряжения, вида и способа работы.

Для того чтобы выбрать правильную оснастку электровелосипеда, необходимо изучить основные нюансы и возможности каждой модели. Выбор хорошей модели подразумевает большой спектр функций, например, отдельных выход для питания фар, задний ход, различные режимы скорости и мощности.

Схема электровелосипеда

Любой желающий сегодня может купить готовый электровелосипед. Для тех, кому цена на них кажется слишком дорогой, а также для желающих создать оригинальное электрическое средство передвижения самостоятельно, вполне реально переоборудовать свой обычный велосипед в модель на электротяге. Задача эта для людей, обладающих базовыми знаниями в электротехнике, достаточно простая.

Хотите – можно воплотить в жизнь оригинальные идеи и конструкторские замыслы, используя материалы и узлы с барахолок или автомагазинов. Но проще всего получить электровелосипед, приобретя готовый комплект компонентов для электровелосипедов – например, здесь. Простейший электрический велосипед включает источник тока, двигатель и переменный резистор (контроллер), введенный в разрыв цепи и регулирующего скорость вращения двигателя. Самая простая схема электровелосипеда приведена ниже.

Мотор-колесо – лучшее решение для электровелосипеда

Чтобы превратить свой велосипед в электротранспорт, можно купить веломотор и аккумулятор. Электродвигатель даст возможность получить возможность иметь непринужденное вращение педалей и переключение скоростных режимов. Обычно в комплекте электродвигателя есть необходимые для его подключения компоненты. Аккумулятор подбирается, исходя из ваших потребностей и мощности электромотора. Еще более простое и одновременно эффективное решение – использовать в качестве электродвигателя мотор-колесо.

Важно определиться с выбором мотор-колеса – переднее, заднее или два сразу. Для мощного мотора лучше выбрать заднюю ось, если же вы покупаете привод для переднего колеса, то для заднего он обеспечивается периодическим вращением педалей, и такой электровелосипед будет хорош для езды по трудным трассам. При установке двух мотор-колес вы получите полноценную полноприводную модель, великолепно чувствующую себя и на больших расстояниях, и на мокрой дороге. Если вы купили редукторное мотор-колесо, то при подъеме в гору и вращении педалей вы не будет чувствовать серьезной нагрузки. В любом случае, выбирая мотор-колесо, предварительно изучите его технические характеристики.

Преимущества установки мотор-колеса

Выбор в пользу мотор-колеса позволит вам быстро и без сложностей собрать свой электровелосипед. Комплекты мотор-колес – это собранные в ступице колеса бесколлекторные двигатели различной мощности.

Достоинства установки мотор-колеса:

Процесс установки доступен всем велолюбителя;
Внешний вид вашего велосипеда не подвергается серьезным изменениям;
Простота доработки – дополнительно необходима только установка аккумуляторного отсека и управляющих органов на руле;
Бесшумная работа двигателя.

Не пропустите еще один наш материал – о том, сколько стоит электровелосипед.

Электровелосипед своими руками за 30 минут. Самодельный электровелосипед

Преимущества

на таком транспорте можно прекрасно передвигаться по городу, полному пробок;
на него не требуются водительские права;
не нужно горючее, только подзарядка для электроконтроллера;
он способствует поддержанию спортивной формы благодаря используемой мускульной силе;
сделанный своими руками самодельный электровелосипед помогает быть независимым от магазинов и рыночных цен.

Делаем колесный транспорт самостоятельно

Основные компоненты

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

Выбор двигателя

Настройка резистора

Разработка схемы

Схема электровелосипеда включает в себя следующие элементы:

корпус велосипеда;
источник тока;
двигатель;
переменный резистор для введения в разрыв цепи;
батарею.

Выбираем контроллер

Конструкция такого датчика не имеет в составе электрощеток.

Правила эксплуатации

Итак, мы выяснили, как сделать самодельный складной электровелосипед. Как видите, в этом нет ничего сложного.

Электровелосипед своими руками: контроллер

Как выбрать контроллер для электровелосипеда, какие контроллеры бывают и в чём их разница?

Прежде чем ответить на этот вопрос, давайте разберёмся, зачем вообще нужен контроллер.

Наверняка почти каждый любознательный представитель мужской половины человечества в детстве имел дело с моторчиками, установленными в детских игрушках, например, электрических машинках или лодках.

Эти моторчики представляли собой двигатели постоянного тока . Для вращения к ним достаточно было подключить батарейку, и направление вращения менялось в зависимости от полярности подключения.

В том случае обмотки ротора (вращающейся части электродвигателя) подключаются к источнику питания по очереди через пару графитовых щёток, таким образом ротор приводится во вращение.

В электровелосипедах же используются бесщёточные моторы , а точнее трёхфазные асинхронные двигатели, которым недостаточно просто подать напряжение питания от батареи. На первый взгляд кажется, что всё только усложнилось, но дело вот в чём.

Во-первых, двигатели постоянного тока имеют узел, который требует обслуживания и периодического ремонта — это как раз те самые щётки и коллектор, по которому они скользят.

Во-вторых, КПД этих двигателей ниже, а вес больше. В третьих, они имеют ограниченный диапазон скоростей вращения. Всех этих недостатков трёхфазные асинхронные двигатели лишены.

Но последним требуется контроллер — устройство, обеспечивающее коммутацию обмоток строго по определённому алгоритму.

В зависимости от типа двигателя (с датчиками положения ротора или без) от контроллера к двигателю идёт либо только три силовых провода, либо к ним добавляются 5 или 6 тонких проводов.

Силовые провода — это те, которые непосредственно подключены к обмоткам двигателя. А тонкие (слаботочные) провода — это провода питания и сигналов с датчиков положения.

На фото силовые провода (синий, зелёный и жёлтый) спрятаны в стеклоармированных трубках, а слаботочные видны: синий, зелёный и жёлтый — это сигналы с датчиков положения, красный и чёрный — это питание датчиков, а белый — с датчика температуры, который спрятан под платой ближе к обмоткам.

Контроллер определяет положение ротора по датчикам и коммутирует напряжение батареи на необходимую обмотку двигателя.

Так в каких случаях датчики положения необходимы в двигателе, а в каких нет?

Дело в том, что в тех случаях, когда двигатель должен стартовать со значительной нагрузкой на валу (в нашем случае нужно сдвинуть с места велосипед с наездником) используются двигатели с датчиками.

Если же на старте нагрузки нет или она незначительная (например, вентиляция), используются так называемые бездатчиковые двигатели. Хотя, в некоторых случаях и на электровелосипеды малой мощности ставят бездатчиковые двигатели.

Соответственно, и контроллеры бывают как для двигателей с датчиками, так и для двигателей без датчиков положения.

Теперь давайте поговорим об исполнении, то есть о корпусе и размещении контроллера.

И здесь мы снова переводим акцент на двигатели, которые устанавливаются либо в колесо (вместо втулки), либо в кареточный узел.

В случае мотор-колеса, то есть мотора, заспицованного в обод, контроллер является отдельным блоком со своим собственным корпусом, и размещается отдельно от двигателе (за исключением нескольких специфических решений).

В случае же центрального (кареточного) мотора контроллер устанавливается внутри корпуса двигателя, что позволяет сократить количество видимой проводки на электровелосипеде.

Есть ещё одна важная характеристика контроллера, которая влияет на дальность поездки, или, другими словами, на эффективность использования энергии, накопленной в батарее.

Я имею в виду тип ассистента , или помощника, поддерживаемого контроллером.

Самый распространённый — PAS (Pedal Assist Sensor). Данное исполнение представляет собой пару из датчика Холла и кольца с магнитами. При вращении педалей магниты движутся мимо датчика и последний отправляет соответствующий сигналы на контроллер.

То есть PAS регистрирует сам факт вращения педалей, независимо от того, насколько быстро их крутит велосипедист и насколько сильно на них давит.

Менее распространён другой тип — Torque sensor , или датчик крутящего момента. Он-то как раз измеряет усилие, прилагаемое к педалям, и сообщает его контроллеру.

Несложно догадаться, что второй вариант более эффективен в плане экономичности использования заряда батареи, так как он не даст велосипедисту крутить педали вхолостую.

Более того, отпадает необходимость использования ручки газа, ведь при сильном нажатии на педаль контроллер подаст на двигатель максимальную мощность.

Теперь давайте взглянем на рынок контроллеров для электровелосипедов. Начнём с одного из самых заказываемых на Aliexpress контроллеров .

Если верить заявленным на этикетке характеристикам, он рассчитан на работу с напряжением 36 или 48 вольт и максимальный ток 30 ампер. Габариты контроллера 8 см х 15 см.

Рассмотрим провода, которые из него выходят, и разберёмся для чего каждый из них предназначен. В общем-то, продавец расписал что есть что в описании товара, но не всем эти надписи будут понятны.

Итак, по порядку:

1. Motor (синий, зелёный и жёлтый) — три силовых провода для подключения мотора. О них я писал выше.

2. Speed meter — сигнальный провод к датчику измерения скорости. Но ведь у датчика скорости два провода! Правильно. Второй провод («земля», или GND) придётся взять от другого разъёма, например, от разъёма PAS.

3. PAS — три провода к датчику педального ассистента. Как правило, чёрный провод — это GND, так что его можно использовать как второй провод датчика скорости.

4. Alarm — два разъёма для подключения сигнализации.

5. H-brake и Low-brake — провода для подключения датчиков тормоза. В одном случае датчик (или кнопка) срабатывает при замыкании сигнального провода на «землю» (GND), в другом — при подаче +5 вольт.

6. Cruising — подключение функции круиз-контроль.

7. Throttle — три провода для подключения ручки газа: «земля» (GND), +5В и сигнальный, напряжение на котором меняется в зависимости от положения ручки газа.

8. Battery and Ignition — два силовых провода для подключения к батарее и один сигнальный для включения контроллера. Когда батарейное напряжение подаётся на сигнальный провод, контроллер запускается.

9. Reverse — два провода, при замыкании которых двигатель будет крутиться в обратном направлении.

10. Hall sensor — разъём для подключения мотора, а точнее — датчиков положения, установленных в моторе. О них я писал выше.

11. 3 Speed — три провода для выбора максимальной скорости движения.

12. Self learn — два провода, при замыкании которых включается режим самообучения контроллера. После того, как контроллер выполнил процедуру обучения, провод размыкается.

Кстати, данный контроллер не подразумевает подключение дисплея,

В чём недостаток использования контроллера в таком виде? Дело в том, что когда мы соединим все провода с остальными элементами системы, у нас получится приличная вязанка, и её надо будет где-то прятать.

Как правило, контроллер вместе с вязанкой прячут в велосипедной сумке, подвешенной на раме. Но, как показала практика, со временем от вибраций и воздействия влажной окружающей среды происходит окисление контактов и нарушение соединений.

Также есть вариант использования герметичного пластикового корпуса , с того же Aliexpress, но тут возникает другая проблема.

В данном контроллере установлено 12 силовых транзисторов, прикрученных к корпусу контроллера для охлаждения. То есть подразумевается, что контроллер будет находиться в окружающей среде, а в идеале — обдуваться потоком набегающего воздуха.

Однако в закрытом герметичном корпусе охлаждение будет затруднено, и контроллер может выйти из строя в результате сгорания транзисторов.

Для решения данной проблемы используют герметичные разъёмы и интеграционный кабель.

На данном фото слева направо расположены следующие разъёмы:

1. Интеграционный кабель — это кабель, объединяющий в себе все провода, идущие на руль: для подключения дисплея, ручки газа и датчиков тормоза.

2. Разъём для подключения фонаря.

3. Разъём для подключения PAS-сенсора.

4. Разъём для подключения двигателя. Объединяет в себе три силовых провода, 5 проводов на датчики положения и 1 провод на датчики температуры и скорости.

5. Жёлтый разъём предназначен для подключения батареи.

Несмотря на то, что данный контроллер менее мощный (22 ампера против 30 ампер в первом случае), стоит он в три раза дороже.

Но эта разница в цене полностью оправдана, так как надёжность и долговечность конструкции позволит один раз собрать электровелосипед и эксплуатировать его на протяжении нескольких лет без каких-либо проблем.

Примерно так же, как опытные монтажники выбирают профессиональный надёжный инструмент чтобы быть в нём полностью уверенным и работать с удобством и удовольствием.

Кроме контроллеров с Aliexpress в продаже имеются контроллеры Kelly , представленные на официальном сайте kellycontrollers . Это хорошие контроллеры, но они стоят дороже.

Например, версия на 25 ампер на момент написания статьи имеет цену 141,54 евро, что примерно в 3 раза дороже предыдущего рассматриваемого нами варианта.

Также следует упомянуть об отечественной разработке. Компания Electronbikes представила компактную модель контроллера , и обещает начать серийный выпуск до конца текущего года.

На фото представлен новый контроллер (снизу) в сравнении с китайским аналогом (сверху), оба рассчитаны на ток 45 ампер.

Конечно, нижний контроллер будет помещён в корпус, служащий радиатором, но очевидно, что его габариты не сравнятся с китайским аналогом.

Особенно интересна новая разработка тем, что контроллер будет поддерживать Torque-сенсор .

И конечно в данной статье нельзя не упомянуть о контроллерах, установленных в центральных моторах Tongsheng , представленных на Aliexpress. Эти контроллеры также поддерживают Torque-сенсор.

Многие начинающие сборщики электровелосипедов заметят, что я не стал рассматривать мощные контроллеры, рассчитанные на большие токи.

Дело в том, что мощные контроллеры подразумевают мощные батареи, мощные двигатели и, как следствие, очень крепкие (часто стальные) пространственные рамы , которые способны выдержать большие весовые нагрузки.

Тогда это уже будут не электровелосипеды (весом до 25 кг), а электромотоциклы, вес которых достигает 50 кг и более, и кручение педалей теряет смысл.

Я же всё-таки являюсь сторонником лёгкого и компактного оборудования, и придерживаюсь мнения, что электровелосипед должен оставаться велосипедом.

Как сделать электровелосипед из обычного велосипеда

Интерес к велосипедам не ограничен ни возрастом, ни социальным положением. Велосипед, долгое время сохраняясь в своей основе неизменным, периодически претерпевает некоторые конструктивные изменения. Смастерить, к примеру, электовелосипед своими руками из обычного велосипеда – мечта многих умельцев.

Особенности электровелосипеда

Приладив к обычному велосипеду электропривод, мы получаем электровелосипед. Всё просто и понятно. Его главная особенность – присутствие двигателя. Наличие двигателя сохраняет возможность покрутить педали, но лишь в крайних случаях.

На таком велосипеде приятно путешествовать, удобно преодолевать затяжные подъёмы, с небольшим процентом уклона, и ехать против ветра.Если сопротивление ветра или подъём мешают прибыть вовремя к месту назначения, можно, покрутив педали, сократить время пребывания в пути.

Оснастив свой электровелосипед, можно:

увеличить скорость движения велосипеда по ровной местности;
легко преодолевать крутые подъёмы;
отказавшись от мощного двигателя, увеличить автономность аккумуляторных батарей;

При этом такой велосипед не лишает владельца возможности нагружать себя физически, наслаждаться тишиной во время поездок и дышать чистым воздухом.

О преимуществах и недостатках

Пробки, шум, аварии и загазованность – основные проблемы крупных и средних городов. В сложных условиях транспортного перенасыщения, велосипед с электроприводом получает заметное преимущество перед другими видами транспорта.

В ближайшие десятилетия собственное авто перестанет быть необходимостью, приоритеты перераспределятся в пользу транспорта с элекроприводом и приводом мускульного типа.

Достоинства электрических велоагрегатов:

Просты в обслуживании и управлении.
Не требуют прав на управление, регистрации и парковочных мест.
Можно совершать прогулки, путешествия или деловые поездки на большие расстояния.
Возможны длительные поездки малоподготовленным и возрастным путешественникам.
Езду на велосипеде с электроприводом чередуют с ездой при помощи мускульной силы – спортивная тренировка.
Если батарея разрядится, можно продолжать движение, используя возможность мускульного привода.

К недостаткам электровелосипедов относят:

Весят они больше обычного велосипеда.
Большая масса усложняет езду в режиме мускульного привода.
Стоят дороже обычных.

Обычный мопед с бензиновым двигателем становится менее привлекательным по сравнению с электроприводным велосипедом.

Основные компоненты и требования к ним

Основное отличие обычного велосипеда от электро – набор необходимых деталей, которые обеспечивают возможность передвижения без использования мускульной силы.

Для реконструкции обычного велосипеда в электровелосипед понадобится:

Электрический двигатель – подбирается в зависимости от предполагаемого режима эксплуатации и назначения электровелосипеда – скоростная езда, езда по ровной или холмистой местности, перевозка дополнительных грузов.
Электоконтроллер – прибор управления подачи и распределения нагрузки на двигатель. Отвечает за скорость движения. Котроллер следит за уровнем заряда аккумуляторов и сообщает водителю, если их состояние приближается к критическому минимуму.
Аккумулятор – батарея, питающая двигатель, под управлением контроллера. Отличаются по химическому составу заправки батареи, способности отдавать ток, ёмкости, сроку эксплуатации, весу и цене.
Регулятор скорости – прибор, с помощью которого водитель регулирует скорость передвижения. Регулятор устанавливается на руле велосипеда.

Дополнительное оборудование – детали, обеспечивающие комфорт и безопасность водителя. К ним относятся осветительные приборы, приборы навигации, сигнал и аварийная сигнализация.

Рама электровелосипеда претерпевает серьёзные нагрузки. Для её самостоятельного изготовления лучше использовать не алюминиевые, а стальные профильные трубы. Прочность стальных конструкций выше, а в обработке сталь проще. Разница в весе 3 – 5 кг для велосипеда не критична. Готовая рама обшивается материалом из пластика нужного цвета.

Выбор привода

Приводы классифицируют по месту расположения ведущего колеса.

Велосипед может быть:

переднеприводный;
заднеприводный;
полноприводный.

При самостоятельном монтаже с использованием мотора-колеса проще в сборке переднеприводная модель. Установка мотор-колеса в разъёмы передней вилки занимает минимум времени. Иногда может потребоваться лёгкая проточка мест посадки оси колеса. Модернизация переднего привода сохраняет задний педальный привод неизменным.

При переднеприводном варианте, вес ведущего колеса компенсируется весом аккумуляторов, расположенных в районе багажника. Такой баланс делает езду и торможение менее опасными, снижается возможность заносов.

При установке мотор-колеса убедитесь в правильности направления его вращения. В случае ошибки возможно падение.

Заднеприводная модель для самостоятельной сборки менее привлекательна. Вносите изменения в конструкцию велосипеда при модернизации. При использовании мотор-колеса, процесс реконструкции упрощается, а при использовании внешних двигателей заднеприводный вариант остаётся единственно возможным.

Передача крутящего момента от двигателя к ведущему колесу осуществляется:

фрикционно;
методом ременно-цепной передачи.

Ременно-цепной способ наиболее распространён. Фрикционный способ больше подходит для детских машинок. На больших велосипедах фрикционная передача допускает пробуксовки, прорезиненый ролик быстро изнашивает покрышку колеса. Прижимное давление двигателя на шину, создаёт нагрузку на раму.

Выбор мотора

Подобрать двигатель для электровелосипеда важно и ответственно. Используют старый шуруповёрт с набором запасных батарей. Подойдёт завалявшийся в гараже ненужный стартер от автомобиля или болгарка.

Используют готовое колесо, внутри которого имеется электрический двигатель определённой мощности. Это мотор-колесо. Такие колёса выпускаются различного размера и с двигателями мощностью от 150 до 1000 Вт. К подходящему по характеристикам подбирается подходящий по мощности контроллер.

Двигатель для цепной и реверсивной передачи крутящего момента подбирается по напряжению и силе тока. Эти параметры зависят от желания мастера. Чем выше скорость, тем выше показатели. Чтобы развить скорость в 25 – 30 км/ч, мощность двигателя должна быть 350 – 400 ватт. Эти же параметры определяют дальность поездки.

Выбор и размещение аккумулятора

Батареи представлены на рынке следующей линейкой:

36V – 8,8Ah;
36V – 11Ah;
36V – 14,5Ah;
48V – 11,6Ah;
48V – 20Ah.

Популярный аккумулятор – литийионный (Li-ion). Кроме велосипедов, им комплектуются фотоаппараты, ноутбуки, телефоны. Это говорит о качестве и надёжности этого источника питания.

Уметь отличать аккумуляторы с нужными параметрами – достаточный минимум знаний, для самостоятельной сборки и эксплуатации электровелосипеда.

Свойства аккумуляторов зависят от химических свойств реагентов, которыми комплектуются батареи.

номинальное напряжение;
энергоёмкость;
скорость заряда и саморазряда.

Производители указывают, какие предельные температурные условия не повлияют на заявленные характеристики источника питания. Литий-ионные аккумуляторы снабжены встроенным контроллером зарядки – разрядки.

Выбор контроллера

Контроллеры обеспечивают подачу питания от аккумулятора к двигателю. Электронный блок, преобразовывающий постоянный ток аккумулятора в переменный ток, необходимый для питания трёхфазного двигателя колеса. В процессе преобразования тока прибор сильно греется.

Это следует учитывать и размещать контроллер в месте, которое обеспечит ему хороший обдув.

Контроллер управляет скоростью движения электровелосипеда.
Непосредственное управление осуществляется при помощи ручки «газа», которая связана с контроллером и регулирует мощность двигателя.

Для безопасности в контроллерах для электровелосипедов производители устанавливают конструктивные ограничители скорости. Величина устанавливается в соответствии с требованием законодательства. Обычно скорость ограничена 25 км/ч.

Существуют встроенные контроллеры. Производители встраивают их внутри колеса-двигателя.

Особенности монтажа

Собрать качественный велосипед с электиропиводом при помощи комплекта необходимых деталей – дело не минутное.

Собранный самостоятельно велосипед должен:

получиться удобным и функциональным;
отвечать всем тем требованиям и пожеланиям, которые имели место в начале сборки.

Дорогая деталь электрооборудования – аккумуляторная батарея. К её выбору и установке надо отнестись с особым вниманием. Некоторые умельцы рекомендуют собирать АКБ самостоятельно, уверяя, что магазинные батареи сомнительного качества, а стоимость их завышена.

Для качественного крепления АКБ необходимо усиливать раму. Колёса для электровелосипедов изготавливаются усиленные, с двойным ободом и утолщёнными спицами. Такие нюансы следует знать, покупая любые детали на вторичном рынке.

Правила эксплуатации

Правила эксплуатации электровелосипеда определяют режим его использования, обслуживания и ремонта. Эти мероприятия обеспечат долгий срок службы транспортного средства, его надёжность и безаварийность поездок.

Правильная эксплуатация – максимальный пробег при минимальных затратах.

Каждый владелец транспорта с электроприводом старается учесть возможные факторы, препятствующие получению максимального КПД от составляющих электрического велосипеда.

Автономность аккумулятора напрямую зависит от температуры окружающей среды.
Ровная дорога – комфортная езда. Затяжные подъёмы быстрее садят аккумулятор.
Грунтовые дороги менее предпочтительны, нежели асфальтированные.
Слабо накаченные шины влияют на срок автономности аккумуляторной батареи.
Направление и скорость ветра влияют на время и расстояние безмускульного пробега электровелосипеда.
Излишняя загруженность и скорость езды скажется на расстоянии, которое удастся преодолеть без подзарядки АКБ.

Знать эти правила и использовать их во время поездок и путешествий – залог комфортного использования вело транспортного средства. Износ деталей и низкий КПД – причина несоблюдения нескольких простых и понятных правил эксплуатации.

Электровелосипед – универсальный вариант, с которым не придётся стоять в душных городских пробках и переживать о наличии парковочного места. С электровелосипедом проблемы цен на горючее не волнуют, так же как и оплата страховки и прохождение ежегодного технического осмотра. Поездка по городу превратится в маленькое самостоятельное путешествие. Путешествие, которое проходит в тишине и забавном состязании с лёгким попутным ветерком.

Источники:

https://velife.ru/zapchasti-i-detali/iz-chego-sostoit-oborudovanie-dlya-elektrovelosipeda.html
https://fb.ru/article/214643/elektrovelosiped-svoimi-rukami-za-minut-samodelnyiy-elektrovelosiped
https://natoke.ru/articles/215-pochemu-sobrat-elektrovelosiped-svoimi-silami-vygodnee-chem-kupit-gotovyi-kitaiskii.html
https://moto-house2019.ru/velosiped/elektricheskaya-shema-elektrovelosipeda.html
https://videohandmade.ru/avto/elektrovelosiped-svoimi-rukami/