Схема контроллера электровелосипеда

Содержание скрыть
1 Электрическая схема электровелосипеда

Электрическая схема электровелосипеда

самодельный электровелосипед

Переоборудование велосипеда или как сделать электровелосипед своими руками с дальностью поездки на одной 2-х часовой зарядке — 25 км.

Самодельный электровелосипед по сути самое экономичное средство передвижения, нет расходов на топливо, права и страховка не нужны и пробки на дорогах ему не страшны. В этой статье описан процесс переоборудования велосипеда в электротранспортное средство.

Прежде всего технические характеристики велосипеда:

  • Электродвигатель – 48V (380 Вт).
  • Аккумулятор литиевый на 48 V (10А).
  • Время зарядки аккумулятора – 2 часа.
  • Максимальная скорость – 40 км/ч.
  • Дальность поездки на одном заряде – 25 км.

На eBay был куплен комплект для переоборудования, сам комплект состоит из комплектующих:

  • Велосипедное колесо, в ступицу которого вмонтирован электродвигатель на 48V.
  • Контроллер.
  • Датчик движения педалей.
  • Рукоятка газа.
  • Рукоятка тормоза.
  • Фара с вмонтированным замком зажигания.
  • Сумки для батареи.
  • Сама батарея в комплекте не идёт и покупалась отдельно.

Аккумулятор.

Литиевый аккумулятор покупался отдельно от комплекта, рассчитан на 1500 циклов заряд-разряд (до начала снижения мощности) с зарядным устройством.

В продаже есть батареи мощностью 250, 380, 500, 1000 Вт и более. Для электровелосипеда желательно брать не менее 380 Вт, если взять по мощнее, то велосипед будет лучше тянуть на подъёмах и скорость увеличится. С 1000 ватной батареей скорость будет 45 — 50 км/ч.

Этот аккумулятор весит 8 кг и рассчитан на 10 А, его заряда хватит на 25 км, если взять на 20А, то пробег на одном заряде будет 45 – 50 км, но вес такой батареи 16 кг, что довольно много.

Батарея вместе с зарядным устройством помещается в сумку чехол на багажнике.

Двигатель.

Электродвигатель уже встроен в ступицу велосипедного колеса, продаётся в комплекте с колесом. Колесо нужно выбирать по размерам под велосипед, чаще всего это 26 размер.

При монтаже колеса, кабель должен выходить из ступицы с левой стороны, тогда колесо будет вращаться вперёд.

Во время монтажа колесо крутить не стоит, при вращении электродвигатель вырабатывает электричество и между силовым кабелем и проводами датчиков может проскочить искра, что сразу выведет датчик из строя.

При монтаже колеса пришлось немного подточить посадочное место на вилке велосипеда.

Контроллер.

Контроллер регулирует обороты электродвигателя, принимает сигнал от ручки газа, защищает двигатель от перегрузок. Устройство имеет небольшой алюминиевый корпус, его можно закрепить на нижней балке рамы.

Интересная особенность, в некоторых странах действует ограничение скорости для электровелосипедов 25 км/ч и в контроллере может быть блокировка, ограничитель скорости, по сути это провод, который нужно просто разомкнуть.

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.

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.

Электрическая схема электровелосипеда

В комплектацию мотор колеса входит: ручки тормоза с микровыключателями, ручка "газа", датчик системы ассистирования

Электрическая схема электровелосипеда

контроллер и универсальное зарядное устройство, предназначенное для зарядки как литий-ионных , так и свинцово кислотных аккумуляторов:

Электрическая схема электровелосипеда

Схема выводов контроллера:

Электрическая схема электровелосипеда

Электрическая схема электровелосипеда

Вариантов подключения мотор-колеса несколько. Один из вариантов на приведенной ниже схеме.

Электрическая схема электровелосипеда

Ручка управления скоростью- обычно разводка проводов — красный провод это питание датчика +5В, голубой — земля, зеленый — выходной сигнал. Напряжение должно меняться на зелёном (относительно голубого) от 1 до 3В (примерно) при повороте ручки. Там стоит не чистый датчик Холла, а микросхема с датчиком холла. 4мА — это ток потребления, а напряжение можно подавать от 4 до 10В. и выход 2.5.В. В зависимости от направления магнитного поля, это напряжение либо уменьшается, либо повышается, с ростом напряжённости.

Подключение электродвигателя к контроллеру: Три толстых провода, желтый, зеленный, голубой — три фазы("А", "B", "С"). Жгут из пяти тонких проводов: красный — +5В, черный "-" и три датчика — желтый, зеленный, голубой("А", "B", "С").

Теги: мотор колесо Волынь, мотор-колеса Волынь, купить мотор колесо в Украине Волынь, мотор колесо велосипеда Волынь

Фрикционная передача

Электровелосипед с фрикционной передачей

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:

складной электровелосипед

  • 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

комплект мотор-колесо для велосипеда

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.

Электровелосипед с мотор-колесом

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.

Электромотор

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

электровелосипед с фрикционной передачей

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.

велосипед с цепным электроприводом

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.

велосипед с элетроприводом

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.

велосипед с системой мотор-колесо

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.

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.

электровелосипед своими руками за 30 минут

Средний агрегат достигает скорости до 42 километров в час, а на крейсерской скорости идет под 26 километров в час. Вес всего устройства составит до 35 килограмм. Чтобы выполнить качественную и надежную модель из доступных материалов, стоит воспользоваться рекомендациями опытных мастеров.

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.

складной электровелосипед

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. Суть модификации состоит в разрезании рамы, к которой в двух местах привариваются соединяющие узлы. Они фиксируются специальными болтами, винтами и барашковыми гайками. Процедура сборки и разборки агрегата в быту занимает менее 1-2 минут.

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.

схема электровелосипеда

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

самодельный электровелосипед

Чтобы собрать электровелосипед своими руками за 30 минут, необходимо минимум умений, но обязательно знание некоторых законов физики. Например, закон Ома, сопротивление материалов или электропроводимость разных веществ. Составив простую схему в соответствии с классическими техническими требованиями, можно наглядно увидеть пробелы в конструкции, причины возможных неполадок или возможности для дальнейшей модификации.

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. набор для электровелосипедаНо есть процессор, отслеживающий положение магнитов колесного обода. Контроллер позволяет оптимальным образом распределить нагрузку на колеса, сократить выделение тепла, а двигателю – нормализовать усилия по передвижению без рывков. контроллер для электровелосипедаВыработанные алгоритмы движения помогают двигаться равномерно и с одинаковой скоростью.

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.

электровелосипед трехколесный взрослый

Важно соблюдать технологию изготовления электровелосипеда своими руками за 30 минут, но не менее внимательно нужно отнестись к рекомендациям по правильному использованию этого средства передвижения. Нельзя постоянно перенапрягать АКБ превышением установленной скорости в движке. Также велосипед не стоит ставить на солнце – аккумулятор может перегреться и потерять емкость на 80% от исходного объема. Особенно опасны температуры около 40-45 градусов в жарких странах.

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.

Электрическая схема электровелосипеда

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.

Электрическая схема электровелосипеда

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:

Электрическая схема электровелосипеда

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:

Электрическая схема электровелосипеда

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:

Электрическая схема электровелосипеда

Вот ещё один из промежуточных этапов:

Электрическая схема электровелосипеда

Что получилось?

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

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:

Электрическая схема электровелосипеда

и украинской «рамы Чоботара»:

Электрическая схема электровелосипеда

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;

Электрическая схема электровелосипеда

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

Электрическая схема электровелосипеда

Электрическая схема электровелосипеда

.

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.

Электрическая схема электровелосипеда

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.

image

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.

Пошаговая сборка своими руками электровелосипеда, инструкция новичкам

Электровелосипеды

Наличие собственного автомобиля позволяет свободно перемещаться по городским улицам. Однако в связи с сильной загруженностью трасс в мегаполисах езда на габаритном транспорте становится обременительной. При наличии опыта можно сделать электровелосипед своими руками с минимальными затратами. Подобная модернизация расширяет функциональность конструкции, облегчает процесс передвижения, не требует регистрации в ГИБДД.

Необходимые материалы и инструменты

Преобразование велосипеда в электровелосипед невозможно без набора специальных инструментов и материалов. Для работы потребуются:

  1. Токарный станок. Большинство деталей нужно изготавливать своими руками либо заказывать у профессионалов.
  2. Сварочный аппарат. Служит для соединения металлических элементов конструкции. Качественно выполненный шов — гарантия длительной эксплуатации велосипеда. Изделие будет достойно переносить высокие нагрузки, вибрацию.
  3. Ручной инструмент. Необходим для обработки металлических компонентов. При проведении работы в домашних условиях потребуются пассатижи, ножовка.
  4. Штангенциркуль. Универсальное приспособление для проведения измерений деталей велосипеда.
  5. Дрель с подходящим набором насадок либо сверлильный станок.
  6. Специальные принадлежности для работы с цепью.
  7. Ключ, необходимый для откручивания каретки.
  8. Шлифовальный станок. Служит для финишной обработки деталей.

Чтобы переделать обычный велосипед в электрический, нужно заранее подготовить все необходимое. Помимо перечисленных приспособлений, потребуется стандартный набор инструментов для ремонта велотранспорта.

Токарный станок Сварочный аппарат Ручной инструмент Дрель

Детали

На дополнительные детали для изготовления самодельного электровелосипеда придется потратить около 100 долларов. Это не страшно, поскольку готовая модель обойдется гораздо дороже. В первую очередь нужно обзавестись электродвигателем мощностью 48 В и другими элементами:

  • контроллером с программируемым управлением;
  • ручками тормоза и газа;
  • переключателями;
  • предохранителями;
  • цепью мопедного типа;
  • стальным креплением для двигателя;
  • механическими дисковыми тормозами;
  • шкивом;
  • батарейками кислотного типа;
  • парой звездочек на 13 либо 66 зубьев.

Для работы потребуется электродвигатель с аккумулятором. Идеальным вариантом станет оборудование от автоматизированных инвалидных колясок. Можно обратиться в сервис по ремонту подобных изделий, если не удается найти подходящий мотор для велосипеда. В крайнем случае можно использовать устройство с небольшой мощностью и двумя аккумуляторами на 12 В.

Если планируется переделка велосипеда, лучше использовать для этого байк с большим количеством передач. Такая конструкция будет разгоняться довольно быстро. Благодаря наличию механизма переключения передач скорость можно регулировать.

Пошаговая инструкция

Если создание электровелосипеда своими руками производится впервые, рекомендуется придерживаться классической схемы сборки. Сначала проводят модифицирование вилок, затем настраивают двигатель, аккумулятор, подключают резистор. Завершающим этапом станет тестирование байка.

Модернизация отдельных узлов

Большинство велосипедистов прекрасно знают устройство собственного транспортного средства. Сначала нужно рассмотреть наружное кольцо подшипника. Если оно подходит для колеса, можно воспользоваться старой деталью, если нет, придется изготовить новую. Модификации подлежат и другие элементы велосипеда:

  1. Промежуточный вал. Представляет собой стальную болванку, диаметр которой равен 5/8 от параметров звездочки. На токарном станке вытачивают заготовку, затем просверливают дырки для болтов. Компонент фиксируют на велосипеде при помощи V-образного блока. Необходимо внимательно следить за тем, чтобы все отверстия располагались по одной линии.
  2. Звездочка. Деталь обрабатывают на токарном станке при помощи подрезного резца. Ширина элемента должна составлять 0,1 дюйма. На велосипед устанавливают каретку на 10º, меняют угол зубьев так, чтобы он был одинаковым со всех сторон.
  3. Ведущий шкив. Если на двигателе уже есть отверстие, нужно просверлить внутри алюминиевой заготовки дырку, которая совпадает по размеру с диаметром вала. На станке обрабатывают конец детали до размера 0,5 дюйма.

Размеры отверстия в заготовке должны в точности соответствовать диаметру велосипедного вала. В противном случае придется переделывать всю работу.

После проведения модификации элементов велосипеда нужно собрать промежуточный вал. Стоит предварительно подготовить винты и штифты. Если все компоненты выточены точно, то никаких проблем в процессе не возникнет.

Наружное кольцо подшипника Модификация звездочки Промежуточный вал Главный ведущий шкив

Сборка промежуточного вала

Сборка цепной передачи

На данном этапе нужен инструмент, предназначенный для монтажа велосипедной цепи. Процедуру можно выполнить самому, соблюдая последовательность действий:

  1. Звенья рассоединяют, снимают полотно с велосипеда.
  2. Цепь устанавливают как обычно, продевая ее сквозь задний переключатель передач.
  3. Полотно цепляют на звездочку, которая находится в середине кассеты.
  4. Нужно убедиться, что переключатель находится в правильном положении.
  5. Кончики цепи располагают так, чтобы получилась нужная длина. В этом месте звенья рассоединяют, затем соединяют снова.

Точность выполненной работы необходимо проверить для выявления возможных ошибок. Для этого самодельный велосипед переворачивают колесами вверх, устанавливают самую низкую передачу. Чтобы обеспечить натяжение полотна, необходимо придерживать мотор одной рукой, другой — соединить его с аккумулятором.

Подготовка и установка движка

Перед тем как фиксировать электромотор, необходимо сделать макет крепления из картона. Далее, используя шаблон, вырезают деталь из листа металла. Удобно делать это с помощью больших гидравлических ножниц. Можно воспользоваться инструментами: специальной ножовкой, ацетиленово-кислородной резкой. Установку двигателя на велосипед производят поэтапно:

  • на уголке делают прорези под болты;
  • устанавливают U-образные крепежи так, чтобы они не скользили по основной пластине;
  • с каждого конца проделывают отверстия, в которые без труда поместятся болты с гайками;
  • к поверхности двигателя крепят адаптерный кронштейн, который будет обеспечивать оптимальное натяжение ремня;
  • крепление для мотора нужно зафиксировать на велосипеде при помощи сварочного аппарата.

Специалисты рекомендуют использовать дуговую сварку, которая создает качественный шов. Предварительно нужно зачистить компоненты щеткой по металлу. Это позволит увеличить коэффициент сцепления поверхностей деталей.

Популярностью пользуется электровелосипед на стартере. Важнейшим элементом такой конструкции является мотор-колесо — компактное, удобное в использовании. Монтируют его на заднюю или переднюю вилку, в обод.

Подготовить макет из картона По шаблону вырезать металлическую деталь По разметке просверлить отверстия Первый этап установки двигателя Вырезать и отшлифовать прорези для болтов Так выглядит готовый элемент Установить неравнобокий уголок Выполнить сварку крепления двигателя Собрать ременной привод Проверять периодически натяжение ремня, корректируя его при необходимости

Электрика

После установки двигателя выполняют монтаж аккумулятора для электровелосипеда, сделать это можно своими руками. В первую очередь нужно проверить работоспособность батареи и зарядного устройства. После этого изготавливают картонный макет компонентов.

Необходимо выбрать подходящее место для установки. Лучше расположить аккумулятор подальше от седла, но ближе к поверхности земли. В результате колесо велосипеда станет более устойчивым, а центр тяжести конструкции снизится.

После выбора места из металлических уголков монтируют крепеж для батареи. Получившуюся конструкцию приваривают к поверхности велосипедной рамы. Аккумулятор будет фиксироваться при помощи эластичных шнуров или стяжек. Подходящие электронные схемы можно найти в интернете. Встречаются варианты с двумя или тремя аккумуляторами.

Для самодельного велосипеда и электросамоката подойдут разные виды батарей: литиевый АКБ — литий-ион, литий полимер, а также литий-железофосфат.

Изготовить картонный макет аккумуляторов, чтобы было удобно подобрать для них максимально подходящее место установки Из железных уголков смастерить «поддон» и приварить его к раме Электрическая схема электровелосипеда с двумя аккумуляторами

Полезные рекомендации и возможные ошибки

Когда двигатель и батарею для элетровелосипеда удалось установить в соответствии с рекомендациями специалистов, нужно протестировать готовый байк. Для этого достаточно просто прокатиться на нем. В процессе проверки можно выявить следующие проблемы:

  1. Велосипед не едет. Проблема возникает, если сборка аккумуляторов произведена неправильно, отсоединяются провода, передаточное отношение слишком высокое. Для проведения диагностики приподнимают заднее колесо байка, включают двигатель, корректируют положение шкива промежуточного вала. Кабели нужно тщательно проверить, батарею — зарядить.
  2. Велосипед едет медленно. Главная причина — неправильное передаточное отношение. Нужно выполнить аналогичные действия с промежуточным валом.

Мощный электровелосипед можно дополнительно усовершенствовать. Для этого монтируют регулятор скоростей. Качественные контроллеры можно найти среди ассортимента фирмы Alltrax.

Переделывать велосипед в электровелосипед довольно сложно. Для работы потребуется набор специальных инструментов, материалов. Кроме того, мастер должен обладать соответствующими навыками. От выбранного оборудования будут зависеть максимальная скорость, дальность поездок, удобство эксплуатации байка.

Видео


Можно ли выполнить ремонт электровелосипеда самостоятельно

Даже в самом качественном электромеханическом устройстве при эксплуатации может появиться неисправность. Для решения проблемы нужно знать, как работает транспортное средство в обычном режиме. Это касается и владельцев электровелосипедов.

Наличие элементарных знаний о поведении элементов электроники, участвующих в питании и управлении, поможет узнать причину возникновения неполадок. Если какого-либо элемент вышел из строя во время гарантийного срока, не стоит заниматься поиском неисправностей или же ремонтом устройства.

Сломанный велосипед

При наличии гарантии единственным способом устранения неисправности должно быть обращение в сервисный центр, принадлежащий компании, изготовившей электробайк. При отсутствии гарантии в решение проблемы могут помочь специалисты, работающие в консультационном центре компании, где был куплен электротранспорт.

В несложных случаях они могут дать совет, каким образом можно самостоятельно устранить появившуюся неисправность. Если проблема оказывается сложной, то сотрудники компании подскажут, где находится ближайшая служба послегарантийного обслуживания. Многие владельцы, обладающие основами знаний электроники, выполняет ремонт электровелосипедов своими руками.

Поиск неисправности электротранспорта

Система электрокомпонентов, имеющихся в велосипеде, работает посредством использования всех входящих в нее элементов. Таким образом обеспечивается корректная работа транспортного средства. Каждый из элементов системы, если он правильно подключён и исправен, должен функционировать нормально.

Бывает, что устройство перестает работать из-за плохого соединения проводов или же их повреждения. Поэтому любой ремонт электровелосипеда начинается с выявления причины неисправности, нахождение места поломки. Только после этого можно браться за ремонт электробайка.

Проверяется надежность их контактов, отсутствие внешних повреждений. Особенно часто выявляется плохой контакт в месте соединения проводов с аккумулятором. Часто это и является причиной поломки электробайка.

Неисправности аккумулятора

При сильном нагревании аккумулятора во время зарядки, или появлении в процессе его работы неприятного запаха, следует его немедленно отключить от сети. Это означает, что аккумуляторная батарея неисправна. Такая проблема возникает не так часто. Обычно владельцы электровелосипедов замечают, что АКБ слишком быстро разряжается.

Аккумулятор электровелосипеда

Чаще всего причина скрывается в слабом аккумуляторном сегменте, находящемся в батарейном блоке. Это приводит к ухудшению производительности АКБ. Слабая ячейка при работе перегревается, что может привести к возгоранию батареи. Выполнить ремонт аккумулятора электровелосипеда можно только в случае, если конструкция АКБ позволяет заменить непригодный элемент.

Замена аккумулятора требуется также при появлениях признаков износа:

  • уменьшение времени езды на одном заряде;
  • слишком быстрая зарядка батареи;
  • аккумулятор не способен полностью зарядиться за длительное время;
  • снижение эффективности работы электровелосипеда.

Возможные проблемы контроллера

При выходе из строя контроллера, обеспечивающего связь ручки газа и мотор-колеса, двигатель электробайка сразу же прекращает работу. Наиболее часто проблемы в работе контроллера возникают при неправильном его подключении, плохой пайке проводов в плате или неполадках в работе элементов, переключающих обмотки двигателя.

Контроллер электровелосипеда

Возникают в электровелосипеде и другие неисправности – иногда ломается ручка газа, перестает работать мотор-колесо. Для определения их состояния можно воспользоваться специализированным электронным тестером, с помощью которого можно быстро определить место неисправности.

Какие функции выполняют в электровелосипедах контроллеры

В списке основных компонентов электрооборудования велосипеда на электротяге входит не только аккумулятор и трехфазный электромотор, но и такое сложное электронное устройство, как контроллер.

Принцип работы контроллера

Поскольку для работы трехфазного электродвигателя необходим переменный ток, а аккумуляторная батарея выдает только ток постоянный, основной функцией устройства является его преобразование в импульсы определенной длительности. Протекая через обмотки двигателя, они создают переменное магнитное поле.

Контроллер для электровелосипеда

В зависимости от его направления магниты ротора то притягиваются, то отталкиваются. Под их воздействием мотор-колесо вращается. Управляющие сигналы представлены в виде серии импульсов, длина которых влияет на выходную мощность электродвигателя. Электронный блок управления отвечает не только за частоту вращения мотора электровелосипеда. На него возложено достаточно большое количество дополнительных функций.

Условно их можно разделить на три основные группы:

  • регулировка скорости электровелосипеда;
  • управление крутящим моментом двигателя;
  • защита электродвигателя от перегрузки.

Электровелосипед с мотором

Дополнительные функции блока управления

Контролер начинает работу после получения сигнала от акселератора. Анализируя полученную информацию, он регулирует скорость вращения мотор-колеса. С его помощью выполняется и торможение.

При включении заднего хода мотор работает на низких оборотах, обеспечивая безопасность движения транспорта.

Наличие в схеме термодатчика предотвращает перегрузку электросистемы. Для возможности отключения питания при возникновении аварийной ситуации, в силовую цепь встраивается датчик тока.

Прошивка контроллера электровелосипеда предусматривает программирование порогового значения отключения питания. Так он защищает устройство от короткого замыкания при высокой нагрузке.

Схема контроллера и электро-колеса

Устройство также способно определять снижение уровня напряжения аккумулятора ниже возможного и при достижении заданного порога отключать питание двигателя. Блок также самостоятельно регулирует мощность мотора при изменении нагрузки.

К данному электронному элементу подсоединяется все электрооборудование транспортного средства, Для подключения используются многожильные провода, имеющие термостойкую силиконовую изоляцию.

Основные параметры блока управления

У контроллеров имеются несколько важных параметров, от которых зависит, какой мощности двигатели и аккумуляторы они смогут обслуживать. Назовем основные:

Источники:

https://ex3msport.life/velosport/elektricheskaya-shema-elektrovelosipeda.html
https://sport-snaryazhenie.ru/velosipedy/elektrovelosipedy/57-svoimi-rukami
https://gyrorating.ru/elektrovelosipedy/mozhno-li-vypolnit-remont-elektrovelosipeda-samostoyatelno/
https://gyrorating.ru/elektrovelosipedy/kakie-funkczii-vypolnyayut-v-elektrovelosipedax-kontrollery/

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector