Велосипед с электромотором своими руками

Электропривод для велосипеда своими руками

Данное приспособление для велосипедов бывает нескольких видов:

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

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

• переднеприводными;
• заднеприводными;
• полноприводными.

Далее детально рассмотрим каждый из видов электромоторов.

Мотор-колесо

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

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

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

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

Подвесной двигатель

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

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

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

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

Двигатель на фрикционной передаче

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

1. Легкость установки.

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

Самостоятельное изготовление

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

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

Двигатель с электроприбора

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

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

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

Комплект для электромотора

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

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

Для электродвигателя можно использовать такие батареи:

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

Крепиться батареи могут:

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

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

Как установить?

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

Если все правильно подобрано, можно приступать к установке:

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

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

Вкратце монтаж подвесного двигателя происходит так:

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

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

Список материалов

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

Приступаем к сборке электровелосипеда

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

Подготовка движка

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

Установка движка на велосипед

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

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

Электрика

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

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

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

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

Фрикционная передача

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

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

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

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

О полетах на вингсьюте можно почитать по этой ссылке.

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

Классическая цепная или ременная передачи

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

Что можно сказать о недостатках подобного привода?

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

Зато недостатки скрашиваются целым рядом преимуществ:

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

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

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

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

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

Для любителей паркура предлагаем список пяти лучших фильмов о паркуре.

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

Самое простое решение – мотор-колесо

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

Преимущества такой системы очевидны:

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

Есть, конечно, и ряд недостатков:

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

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

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

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

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

Устройство электровелосипеда

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

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

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

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

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

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

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

К оборудованию контроля относятся:

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

Виды электроприводов

Электроприводы для велосипедов бывают трех видов:

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

Фрикционная передача

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

У фрикционной передачи много недостатков.

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

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

Ременной или цепной электропривод

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

У электроприводов с цепными и ременными передачами есть недостатки.

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

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

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

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

Мотор-колесо

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

Преимуществ у колеса с электромотором много:

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

Имеется несколько замечаний по опыту использования мотор-колеса.

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

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

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

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

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

Первое знакомство с электробайками

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

Первый блин

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

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

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

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

Понятно, что оставлять это так было нельзя.

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

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

Только вперёд!

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

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

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

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

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

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

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

Вот ещё один из промежуточных этапов:

Что получилось?

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

Характеристики этих аппаратов:

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

Вот видео передвижения мощного электровелосипеда в «городских джунглях»:

В условиях пересечённой местности байк тоже не пасует:

Велосипед или мотоцикл?

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

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

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

и украинской «рамы Чоботара»:

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

Что дальше?

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

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

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

.

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

Немного об устройстве электровелосипеда

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

Сложности переходного возраста

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

Батареи

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

Моторы

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

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

Вело-компоненты

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

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

Транспорт или развлечение?

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

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

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

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

Из чего состоит электровелосипед

Электромотор — его сердце. Контроллер — его мозг. Аккумулятор — еда. Ручка газа регулирует подачу напряжения на двигатель. Датчик тормоза ставится опционально, если есть рекуператор энергии. На дисплей можно вывести рабочее напряжение, заряд батареи, текущую скорость и так далее. Но электровелосипед можно собрать и без него, потому что основной параметр заряда батареи дублируется на аккумуляторе.

Еще одна опция — pass assist, помощник при педалировании. В зависимости от частоты вращения педалей он дозированно подает энергию на электродвигатель. В основном эти помощники работают очень плохо, и большинство людей с опытом езды на электровелосипедах не ставят их вовсе.

Далее мне надо было определиться, какой электровелосипед мне нужен, по каким критериям я буду подбирать основные компоненты.

Требования к электровелосипеду

Во-первых, мне нужен был запас хода около 50 километров — это дорога от дома до работы и обратно. Для меня было важно, чтобы велосипед был легким, чтобы я мог спокойно запихнуть его в машину, перевезти в общественном транспорте и занести в квартиру. Не менее важен был и внешний вид, чтобы из велосипеда не торчали провода, чтобы он выглядел аккуратно.

Многие электровелосипеды делают излишне быстрыми. Я для себя определил, что он должен ездить чуть быстрее, чем если бы на нем крутил педали обычный велосипедист. Наконец, общая стоимость велосипеда обязательно должна была быть низкой.

Выбор мотора

Моторы для электровелосипедов можно условно разделить на три категории:

• малой мощности, способные разогнать велосипед до 40 км/ч;
• средней мощности — до 60 км/ч;
• высокой мощности, когда велосипед летит со скоростью до 100 км/ч и выше.

Какие типы моторов применяются на велосипедах?

Кареточный ставится на каретку педалей. Этот тип моторов довольно сложный, у них имеется обгонная муфта, но при этом есть большой недостаток — мотор дает дополнительную нагрузку на весь цепной привод, из-за чего очень быстро изнашиваются звездочки и цепь. Второй недостаток — высокая стоимость: за китайскую версию просят от 30 тысяч рублей.

Мотор прямого хода довольно громоздкий и тяжелый. Такие моторы относятся к категориям средней и высокой мощности. Единственное преимущество — долговечность из-за отсутствия шестеренок. Цена — от 15 тысяч рублей в зависимости от мощности. Из недостатков: на малых оборотах мотор имеет слабый крутящий момент.

Редукторный мотор. Внутри него установлен планетарный редуктор с шестернями, он очень легкий и компактный. Цена ниже, чем на остальные. Такие моторы относятся к категории малой мощности

Я решил, что мне вполне хватит скорости до 40 км/ч, поэтому выбрал редукторный мотор.

Выбор привода

Редукторные моторы часто устанавливаются на передний привод. Это самый простой способ установки, трудозатраты минимальны. Но, поскольку нагрузка на переднюю ось велосипеда невелика, очень часто возникает пробуксовка переднего колеса, ухудшается маневренность, при этом колесо может пойти юзом, что приведет к потере равновесия.

Задний привод — классический вариант. Основная нагрузка в велосипеде приходится на заднюю ось, и все недостатки переднего привода сразу исключаются.

Можно сделать и полный привод, когда ставится два мотора. Так делают для езды по бездорожью, снегу, песку, грязи. Но процесс создания полноприводного электровелосипеда очень трудоемкий. Сложнее всего синхронизировать работу моторов, а стоимость всего проекта получается немалой. После взвешивания всех «за» и «против» я выбрал задний привод.

Выбор и размещение аккумулятора

Что касается аккумуляторов, то в электровелосипедах в основном используются два типа аккумуляторных элементов: литий-железо-фосфатные и литий-ионные. Первые довольно крупные, тяжелые и стоят дороже. Зато у вторых ограниченное количество цикла зарядов — порядка 1000 циклов. К тому же литий-ионные аккумуляторы плохо работают при отрицательных температурах.

Для себя я все же выбрал литий-ионные, потому что их очень удобно укладывать в различные корпуса, в то время как литий-железо-фосфатные в основном собирают в кубышки, которые проблематично установить на велосипед.

Есть три места для размещения аккумулятора:

• На багажник. Этот вариант плох тем, что возникает дополнительная нагрузка на заднюю ось, которая и так достаточно нагружена. Заодно повышается центр тяжести велосипеда.
• На подседельный штырь. Нагрузка на оси становится более сбалансированной, но остается проблема высокого центра тяжести.
• В пространство рамы, в основном на место крепления фляги. Аккумулятор в этом случае размещен максимально низко и между осями велосипеда. Это оптимальное размещение, и я решил на нем остановиться.

Дальше нужно было выбрать характеристики АКБ — в первую очередь рабочее напряжение и емкость. Для маломощных редукторных моторов обычно используют напряжения 24 В, 36 В и 48 В. Я выбрал что-то среднее. От емкости аккумулятора зависит запас хода электровелосипеда. Я подбирал так, чтобы мне хватило на 50 километров. Расчет очень приблизительный.

Средняя скорость электровелосипеда в городских условиях — около 20 км/ч. Для преодоления расстояния в 50 километров потребуется 2,5 часа. Если мощность мотора — 350 Вт, то его средняя потребляемая мощность будет около 175 Вт. За весь пройденный путь мотор потребит 175 Вт * 2,5 часа = 437 Вт*ч. При рабочем напряжении в 36 В из полученных данных легко посчитать и требуемую емкость аккумулятора:

Емкость аккумулятора = 437 Вт*ч / 36 В = 12.1 А*ч.

Существует достаточно много видов корпусов для аккумуляторного блока. Их можно купить на AliExpress или в российских магазинах по цене примерно от 2000 рублей. Есть очень удобные корпуса типа такого, в нем сразу есть ячейки, куда мы устанавливаем аккумуляторные элементы:

Выбор контроллера

Контроллеры бывают различных видов: совсем простые, универсальные, программируемые с огромным количеством настроек, работающие в большом диапазоне напряжений и токов. Для себя я брал простейший контроллер, который работает на фиксированном напряжении и выдает максимальный ток в 15 А. Контроллеры подбираются в зависимости от рабочего напряжения и мощности выбранного электродвигателя, стоимость — от 1000 до 10 000 рублей.

Результат

В итоге у меня получилась следующая конфигурация:

• Электромотор BAFANG. Это продукция очень популярной на рынке электровелосипедов компании, ее моторы хорошо себя зарекомендовали.
• Контроллер на максимальный ток 15 А, аккумулятор на 36 В, 13 А*ч. Получилась максимальная скорость 37 км/ч, запас хода в 50 километров, вес очень небольшой, всего на 7 килограммов тяжелее обычного велосипеда.

Все оборудование обошлось мне где-то в 30 тысяч рублей, общая стоимость с учетом самого велосипеда — 60 тысяч рублей. Если сравнивать с готовыми моделями, аналогичными по комплектации и характеристикам, то такой велосипед стоил бы около 100 тысяч рублей. Я сэкономил тысяч 40.

Я успел собрать уже три таких велосипеда, очень схожих по характеристикам.

Нюансы

Их много, поэтому упомяну лишь некоторые.

• Во всех электровелосипедах используют двойные ободы, потому что мотор увеличивает крутящий момент. Также для компенсации дополнительной нагрузки нужны усиленные спицы, они толще — 3 мм вместо 2,6 мм. Спицуется колесо в три креста: одна спица пересекает три других. На обычных велосипедах чаще делают в два креста, а бывает и в один крест. Спицовка обода — довольно сложный, небыстрый процесс. При этом спицы получаются нестандартного размера, не во всех магазинах они продаются.
• Моторы поставляются в двух исполнениях: под кассету звездочек и под трещотку. Нужно обращать на это внимание, и обязательно уточните, какая система звездочек предусмотрена. Также рекомендуется проверить, есть ли на моторе крепление под ротор тормоза.
• Сложность с ручкой газа. Казалось бы, простейшая вещь: взял ручку газа, поставил на руль и все. Но почему-то большинство китайских производителей не учитывают наличие манетки переключения передач и ручки тормоза. Когда начинаешь все это собирать — в большинстве случаев либо не удается переключить передачи велосипеда, либо ручка тормоза задевает ручку газа. Я до сих пор не нашел ручку газа хорошей конструкции, чтобы она удачно вставала на руль.
• Установка корпуса АКБ. Рамы у велосипедов все разные, с разной геометрией, и порой приходится колдовать с креплением, а иногда и вовсе менять корпус, если он не влезает в раму.
• При монтаже ротора тормоза может оказаться так, что тормозной суппорт не влезает, задевает мотор. Я сам с этим столкнулся — пришлось покупать ротор большего размера и устанавливать переходник на суппорт. Либо можно использовать ободный (колодочный) тормоз, а не дисковый. Не всем это нравится, потому что для быстрого торможения на большой скорости нужны эффективные тормоза, и ободные в этом плане уступают дисковым.
• Сборка ячеек АКБ. Трудоемкая задача. Как известно, литий-ионные аккумуляторы нельзя соединять паяльником, поэтому приходится использовать точную сварку, совместно подключая BMS-контроллер, который балансирует ячейки аккумуляторов. Важно использовать качественные элементы питания, изготовленные известными производителями: Samsung, Panasonic, Sony. Тогда ваш аккумулятор с большей вероятностью будет дольше держать емкость.
• Рекуперацию реализовать достаточно просто, она предусматривается на двигателях прямого хода. При этом контроллер должен поддерживать эту функцию. Надо иметь в виду, что эффективность рекуперации очень низкая, у вас не получится покататься и зарядить аккумулятор. Так что польза от нее весьма условная.

Заключение

Если вы решили собрать действительно качественный электровелосипед, потребуется немало времени и усилий, но оно того стоит. Даже при покупке готового комплекта оборудования этот процесс не такой простой, как описывают в рекламе, и может потребовать дополнительных затрат.

Особое внимание при сборке нужно уделять самому дорогому компоненту электрооборудования — аккумулятору. От его качества зависит запас хода и конечная мощность электровелосипеда. Желательно их собирать самому, потому что в магазинах и на AliExpress готовые литий-ионные АКБ стоят от 20 тысяч рублей (сомнительного качества, собранные на безымянных элементах).

Я планирую спроектировать свой корпус аккумулятора с креплением на раму и распечатать его на 3D-принтере. Хочу предусмотреть в этом АКБ выводы питания на фару и фонарь, а также встроить в него динамик для воспроизведения музыки.

Также хочется спроектировать и распечатать на 3D-принтере корпус приборной панели на руль с органами управления электродвигателем, световым оборудованием и музыкой. А в перспективе — сделать комфортный городской электровелосипед с прямой посадкой и еще более низкой себестоимостью.

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

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

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

Пиковое потребление тока двигателем составило 1200 ватт.

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

— ваттметр (копия Turnigy 130A);

— батарея типа LiPO 6S 22.2V 5a-h;

— ручка газа от велосипеда (управляется большим пальцем);

— ручки тормоза (в них есть датчик нажатия);

— задний багажник (используется как элемент конструкции);

— трещетка на 16 зубьев;

— зубчатые колеса и ремень (уже готовые).

Процесс модернизации велосипеда:

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

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

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

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

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

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

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

Общий вид велосипеда

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

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

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

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

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

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

Краткий экскурс в историю

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

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

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

Особенности

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

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

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

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

Выбор комплектующих для переоборудования

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

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

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

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

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

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

Какой должна быть рама

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

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

Монтаж механики и двигателя

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

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

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

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

Монтаж электрооборудования

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

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

Заключение

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

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

Оборудование для электробайка

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!

Мотор-колесо для электровелосипеда — полный обзор

Что такое мотор-колесо? Ну, поклонники индивидуального электротранспорта, естественно, знают что это такое, но, зачастую, только поверхностно. А вот на вопросы, чем разнятся между собой данные агрегаты, какое МК выбрать, где приобрести, какая цена — мало кто сможет ответить вразумительно. Прояснить ситуацию поможет эта тема, в которой я постараюсь дать вам максимальный объём информации о моторизированном колесе.

Содержание:

• Что такое мотор-колесо (МК)?
• Классификация мотор-колес.
• Копенгагенский велосипедный двигатель.
• Передние и задние МК.
• Мощность МК.
• Незаспицованные и заспицованные МК.
• Тяговые мотор-колёса и МК предназначенные для высокой скорости.
• Масса мотор-колеса.
• Тип крепления тормоза.
• Диаметр оси.
• Задние МК под трещётку/кассету.
• Ширина МК.
• Подбор МК.
• Датчики.
• Усилители дропаутов.
• Полноприводный e-bike.
• За сколько можно приобрести мотор-колесо?
• Где можно приобрести МК?
• Обслуживание моторизированного колеса.

Что такое мотор-колесо (МК)?

Всем нам ещё со школы известно, что электромотор трансформирует электрическую энергию в механическую. МК же является весьма популярной разновидностью электромоторов для e-bike и самокатов на электрической тяге. Однако, что касается электровелосипедов, то МК постепенно вытесняется оттуда кареточными двигателями. Совсем по-другому обстоят дела с электросамокатами — для них на данный момент МК является лучшей разновидностью привода.

Итак, что же такое МК (Hub Motor) по сути? Это колесо оснащённое бесщёточным электродвижком, колёсным редуктором (он может и не присутствовать) и тормозным устройством (иногда).

Классификация мотор-колес

Перед тем как отдавать свои кровные, нужно определиться, какое именно оборудование вам требуется.

МК подразделяются на 2 типа:

• прямого привода (Direct-Drive Hub Motor, он же директ-драйв, он же бесщеточный, он же безредукторный);
• редукторные (Geared Hub Motor).

МК прямого привода

Прямоприводные агрегаты устроены проще не придумаешь. В такой конструкции изнашиваются только подшипники. Вал силового агрегата играет роль оси и поскольку он зафиксирован, электродвигатель крутится вокруг него, вращая колесо и двигая электробайк.

Такие девайсы могут порадовать своего обладателя высокой степенью надёжности, а их мощность составляет 500-3000 Ватт и выше. Весят гаджеты от 5,3 килограмм. Но есть у них и негативный момент: при движении по инерции и на педалях, райдер будет ощущать сопротивление двигателя.

Direct-Drive юзеры приобретают для оснащения ими электровеликов и электромотоциклов, рассчитанных на максималку от 40 км/ч. Прямоприводные девайсы, зачастую, обладают бОльшим диаметром чем редукторные вариации. Это помогает выдавать более солидный показатель тяги, что требуется для создания приемлемого уровня мощности на пониженных оборотах. Но даже такой технический ход не спасает: по причине посредственных тягловых возможностей, для пересечённой местности эта разновидность МК не годится.

Средства передвижения оборудованные прямоприводными МК могут генерировать электроэнергию во момент замедления — это называется рекуперативным торможением. Но в то же время, эффективность подзарядки накопителя энергии с помощью рекуперации настолько мала, что про неё просто забывают. Исключение может составлять лишь тот случай, когда велосипедист будет спускаться с Эвереста.

Редукторное МК

У этого типа имеется редуктор и обгонная муфта. Последняя, при езде по инерции и на педалях, исключает торможение силовым агрегатом. А вот что делает редуктор: понижает высокую частоту вращения электродвигателя и повышает тягу.

Редукторная разновидность МК, которая обслуживает e-bike, электросамокаты и скутеры на электрической тяге, отличается скромными габаритами и массой, также, она может предложить достойные показатели тяги. По мощностным возможностям редукторные МК уступают прямоприводным. Как правило, для Geared Hub Motor 250-500 W являются пределом мечтаний и такие циферки дают возможность раскочегарить электрифицированное средство передвижения до 30-50 км/ч, что для многих юзеров, не слабым достижением является.

При покупке, отдавать предпочтение редукторному МК следует в том случае, если во главе угла стоит безмятежное передвижение по пересечённой местности. А вот скоростью к сожалению придётся пожертвовать — она не является козырем редукторного моторизированного колеса.

Копенгагенский велосипедный двигатель

Весьма продуманное устройство, а суть его заключается в том, что двигатель, блок управления и аккумулятор, расположены в едином корпусе.

Передние и задние МК

Фронтальное и заднее МК различаются между собой размерами оси. С передними МК проблем у юзера будет меньше, а внедрять их в конструкцию легче. Подходят они для электрификации вело различных типов.

По поводу недостатков: имеет место неважное сцепление с дорожной поверхностью. Поскольку передняя часть e-bike нагружена меньше чем задняя, передний привод может пробуксовывать, что трудно не заметить на подъёмах. Задние же МК, в противовес передним, гарантируют улучшенную тягу и сцепление с дорожным покрытием.

В распоряжении задних моторизированных колёс, обычно, на крышке имеется выступ с резьбой, для монтажа стандартной трещётки либо кассеты. На МК для передней оси, подобного технического решения вы не обнаружите.

У трещётки и кассеты крепления отличаются, на это нужно смотреть при выборе силового агрегата. БОльшая часть МК предназначенных для задней оси имеет крепление под трещётку. В то же время, крепление под кассету можно встретить не так часто и оно должно присутствовать в технических данных электродвигателя либо его названии.

При надобности, можно организовать и полноприводную модификацию, а не ограничиваться только передним или только задним двигателем.

Мощность МК

Классификация мотор-колёс по мощности несколько условна и выглядит она так:

• низкий показатель — 250-350 Ватт;
• средний показатель — 500-750 Ватт;
• высокий показатель — от 1000 Ватт.

От показателя мощности напрямую зависит скорость электрифицированного вело.

Хотите понять, какое влияние номинальная мощность оказывает на ходовые качества e-bike? Скажу сразу — это занятие не для слабонервных! Затруднение в том, что этот параметр, приводимый некоторыми изготовителями, не равен ни фактической выходящей мощности, ни предельной. Фактическая выходящая мощность девайса имеет зависимость от нагрузки воздействующей на него в конкретный момент.

Некоторые разработчики электрифицированных колёс приводят пиковую мощность, но, как долго она будет себя проявлять? 5, 30, 60 сек? Никто точно вам этого не скажет!

Мощные движки маскируются ложными стикерами! Но тут нужно разуметь, что если вы отдаёте предпочтение экстремальной езде, не имеете при этом прав и вдобавок вас словят, стикер вряд ли поможет уйти от наказания. К сожалению, а может быть и к счастью, в большинстве стран законодательство предусматривает, что не имея прав можно кататься только на электробайках оснащённых движками мощностью не более 250 W.

Незаспицованные и заспицованные МК

Силовые агрегаты можно приобрести как уже внедрённые в колесо, так и отдельно. Естественно, первый вариант устанавливать на вело проще. Однако, если вы намерены пустить в ход уже имеющийся в вашем распоряжении обод, либо какой-то сверхпрочный, то берите МК отдельно и потом внедряйте в колесо.

Для проведения процедуры спицевания своими силами, можно приобрести специальное приспособление, оно же поможет вам расправляться с «восьмёрками».

Тяговые мотор-колёса и МК предназначенные для высокой скорости

Как узнать — тяговый электродвижок или скоростной? Показатель номинального RPM (об/мин) вам в помощь. Также учитывайте величину крутящего момента (Nm) и тут всё просто получается: чем больше Нм выдаёт двигатель, тем больше он тяговый.

Но в то же время, не стоит возиться с исследованием данного параметра, так как на веб-ресурсах достойных разработчиков, обычно объяснено, для каких целей предназначено МК. В крайнем случае, можно просто спросить. Говорят неправду только об использовании движков на e-MTB.

Нуждаетесь в электровело для горной либо холмистой местности? Тогда МК это не ваш выбор — здесь нужно отдать предпочтение кареточной разновидности электродвигателей.

Масса мотор-колеса

Никто это разделение всерьёз не воспринимает, но всё же не помешает быть в курсе общего положения дел.

Итак, МК по массе бывают такие (указана номинальная мощность):

• сверхлёгкие: весят около 1,5 кило (250-350 Ватт);
• лёгкие: вес 2-3 килограмма (250-500 Ватт);
• средневесные: масса 4-6 килограмм (500-1500 Ватт);
• тяжёловесные: затягивают на 6-10 кило и даже больше (1000-3000 Ватт и выше).

Тип крепления тормоза

Возьмём к примеру электродвижки от такого популярного китайского производителя как Bafang. Здесь просто нужно смотреть, какая буква стоит в конце названия изделия:

• D — дисковый тормоз;
• R — тормоз роллерного типа;
• V – V-Brake.

Диаметр оси

У лёгких МК он составляет 12 мм, у массивных редукторных и прямоприводных — 14 миллиметров, у некоторых экземпляров имеет место 16-миллиметровый диаметр. Параметры разнятся, но несмотря на это, почти все МК для монтажа на электробайк обладают двухсторонней проточкой, под стандартные 10-миллиметровые велосипедные дропауты.

Задние МК под трещётку/кассету

Производители выпускают задние мотор-колёса под трещётку и под кассету. В технических характеристиках ответственные изготовители об этом сообщают.

Ширина МК

Для обычных великов цифры такие: 90-93/100-105/135 — самая распространённая/145 мм. Для фэтбайков: 175 и 190 миллиметров.

Подбор МК

Здесь нужно сразу определиться, какая именно разновидность электрифицированного вело вам нужна: для города, пригорода, горных поездок, туристический, грузовой?

Затем ищите в интернете обзоры силовых агрегатов нужного назначения и выбирайте из них наиболее подходящий вам вариант. Если жалеете денег на двигатели от известных брендов, то придётся обратить внимание на так называемые «no name» изделия либо на продукцию не популярного китайского производителя. Если повезёт, то в ваше распоряжение может достаться вполне себе приемлемый экземпляр.

Городские электровелосипеды

МК разработанные для городских электровело, предназначены для размеренного движения по ровному дорожному покрытию. Стоят они не дорого и если их правильно эксплуатировать, то можно рассчитывать на продолжительную безотказную работу.

Электробайки для езды в пригороде

Силовое оборудование для такой техники, как правило, обладает чуть лучшими показателями тяги и при преодолении умеренного подъёма оно вряд ли вас разочарует.

Трекинговые электровелосипеды

Электрические двигатели для таких аппаратов рассчитаны на использование на маршрутах с большой протяжённостью и в холмистой местности.

Горные велики на электрической тяге

Для горных электробайков производители не выпускают МК, по той простой причине, что для таких условий передвижения они просто не пригодны. В движение e-MTB должны приводить двигатели кареточного типа, которые имеют очевидные преимущества над моторизированными колёсами.

Однако имеют место и такие производители, которые хитрят, в рекламных целях так сказать. Обычно, эти МК демонстрируют достойную тягу, что даёт возможность без особых проблем эксплуатировать их на пересечённой местности.

❗Нюансы

Если вы поклонник спокойной езды, скоростной режим которой не превышает 25-30 км/ч, то добрую службу вам может сослужить мотор мощностью 250-350 Вт. А вот если вы лихой райдер, постоянно жаждущий острых ощущений, то приобретайте движок на 500 Вт. Такой, позволит разгоняться до вполне опасных 40-45 км/ч, так что, не стоит забывать и про специальную экипировку, призванную уберечь вас от неприятных травм.

Датчики

Как правило, МК оснащены датчиками скорости либо датчиками частоты вращения педалей, сообщающих блоку управления, насколько задействовать электродвижок в зависимости от частоты вращения педалей.

Датчики тяги отслеживают не частоту вращения, а усилие, прикладываемое наездником к педалям. Это создаёт ощущение больше похожее на обычный велик без электротяги. Такие датчики применяются в основном в движках кареточного типа установленных на e-MTB.

Усилители дропаутов

Думаете, установите моторизированное колесо и всё, дело сделано, можно обмывать? К сожалению, ещё имеют место неприятные моменты, которые придётся учитывать. Точки крепления МК к раме, так называемые «dropout», по причине возросшей нагрузки могут попросту разрушиться! Чем это чревато для здоровья райдера — догадаться не трудно. Во избежание подобного недоразумения, применяют усилители дропаутов.

Dropout отличаются по конструкции: для силовых агрегатов с невысокой мощностью, сгодятся относительно лёгкие детали, а для высокомощных и массивных Direct-Drive, предназначены более серьёзные, увесистые изделия. Естественно, такие приспособления нужно устанавливать — так надёжней будет!

Полноприводный e-bike

Велосипед можно оборудовать двумя мотор-колёсами одновременно, сделав его таким образом полноприводным. У подобного решения есть как свои плюсы, так и свои минусы, но, по утверждениям специалистов, недостатков всё-таки больше.

За сколько можно приобрести мотор-колесо?

Если прошерстить ассортимент популярного интернет-магазина Aliexpress, то можно наткнуться к примеру на ценник 6,2 тыс. руб. Столь символическую сумму с вас просят за 250-ваттный незаспицованный электромотор от «no name» производителя. Самый недорогостоящий комплект для превращения обычного велосипеда в электрический, с заспицованным МК мощностью 350 Вт, также от безымянного разработчика, обойдётся экономному юзеру в 16,5 тыс. руб.

Если есть желание приобрести популярные силовые агрегаты, то нужно готовить от 8 тыс. руб. К примеру, МК Shengy для заднего колеса, затянуло на 9,9 тыс. руб. Заслуживший доверие пользователей редукторный двигатель Bafang для электрифицированного фэтбайка, был оценён в 15,27 тыс. руб., Direct-Drive с показателем мощности 1500 Вт — 11,6 тыс. руб.

Где можно приобрести МК?

Неблагоразумно переплачивать, покупая двигатель или полный набор у продавцов из России. Все МК изготавливаются в Китае и ценники там на них, в основном более скромные. Но, имеют место и исключения: случается такое, что российские и китайские цены совпадают либо же в РФ даже дешевле получается. Это вполне реально, только вот случается такое исключительно с продукцией мало распространённых брендов.

Зачастую, наиболее выгодный вариант можно найти на Aliexpress, Alibaba и других интернет-магазинах китайского происхождения. Однако бОльшую часть МК в розничной продаже отыскать не удастся.

Обслуживание моторизированного колеса

Данное устройство не нуждается в обслуживании, пока не пройдёт 10 тыс. километров. Но, обратить на себя внимание оно может и раньше, например, если вы умудрились его утопить.

Заключение

Вот такое оно, мотор-колесо — простое, доступное, популярное. Как правило, у пользователей не возникает проблем ни с его установкой, ни с его эксплуатацией, тем более, что к оборудованию всегда прилагаются соответствующие инструкции. Остаётся только одно, не пожалеть денег и приобрести действительно стоящее изделие, которое будет доставлять вам исключительно положительные эмоции на протяжении всего срока службы.

Как сделать электровелосипед своими руками

Сделать электровелосипед своими руками – процесс достаточно сложный, предполагающий владение хорошими навыками. При отсутствии понимания сути процесса проще купить агрегат. Понимая рабочий процесс за токарным станком, имея в своём арсенале нужные инструменты, можно выполнять сборку.

Комплект необходимого инвентаря

Чтобы раскрыть суть вопроса: как из обычного велосипеда сделать желанный электровелосипед, для начала подготавливаются к работе. Нужно будет пользоваться:

• сварочным аппаратом;
• основным комплектом инструментов (подразумевается ножовка либо плоскогубцы);
• токарным станком;
• штангенциркулем большего размера;
• сверлильным станком и комплектом свёрл;
• шлифовальным станком;
• съёмником цепи;
• ключом для демонтажа трещотки;
• металлорежущими предметами (подойдут гидравлическими ножницы, допускается применение ацетилено-кислородной резки, воспользоваться установкой для плазменной резки);
• основным арсеналом для ремонтных работ с байком.

Также понадобится пособничество:

• блока V-конструкции;
• фрезы;
• метчиков и плашек;
• плоскошлифовального станка.

Предполагается работать со следующими материалами:

• металлическим уголком;
• звёздочкой ANSI #40, предполагающей 9 зубьев;
• двумя подшипниками;
• круглой болванкой из стали окружностью 0,5–1 дюймов;
• четырёхдюймовым и дюймовым шкивами под клиновой ремешок;
• клиновым ремнём.

Как преобразовать обычный велосипед в желаемый электровелосипед

Как собрать электровелосипед, волнует многих велосипедистов. В целях экономичной сборки следует поискать знакомых, которые могли бы предоставить бесплатно мотор с аккумулятором и велосипедом. Желательно найти байк с максимальным количеством передач. Это нужно для большего ускорения и увеличения допусков в электроцепи.

В поисках старого кресла с электродвигателем поможет интернет, где часто предлагают моторы б/у с аккумуляторами. Предпочтительнее обратиться в отдел ремонта и сбыта инвалидных кресел, поскольку здесь повезёт наверняка. Вряд ли техперсонал откажет в помощи за небольшую сумму.

Изготавливаем наружное подшипниковое кольцо

За неимением наружного кольца на байке, изготавливаем его самостоятельно. Необязательно делать резьбу, можно обойтись и без неё. Кольцо закрепляется винтами внутри каретки самодельного электровелосипеда.

Изготавливаем промежуточный вал

К большому ролику, подшипникам и звездочкам размером центрального отверстия подойдёт стальная болванка, размер которой должен составлять 5/8 от окружности звезды. Подходим к токарному станку, стачиваем один край заготовки до одного дюйма и диаметра, уменьшенного в два раза от окружности звезды. Остаток заготовки стачивается также. Центральная часть составляет 5/8 окружности звезды, чтобы промежуточный вал не проскальзывал.

Просверливаем прорехи для болтов, предварительно закрепив вал блоком V-образной конфигурации. Болтовые отверстия должны находиться по уровню. Размер болтов подбирается в соответствии с размерами вала и остальных частей.

Модифицируем звёзды

Слишком большую по ширине звёздочку модифицируем. Обработка звезды на токарном станке производится подрезным резцом до тех пор, пока ширина детали не станет 0,1 дюйм. После этого приступаем к установке резцовой каретки предположительно на 10 градусов, производим изменение угла зубьев до получения одинаковых показателей с двух краёв.

Работа с главным ведущим шкивом

При наличии отверстия в двигателе, внутри заготовки сверлим дюймовое отверстие, идентичное размеру вала. Соответствие размеров нужно обязательно соблюдать. После этого с помощью станка одну сторону стачиваем до 0,5 дюйма соответственно размерам ролика, предварительно обработанного.

О сборке промежуточного вала

Заранее прикупив цилиндрические штифты с винтами, собираем вал. При условии безошибочно выточенных деталей, сборка не вызовет никаких проблем.

Собираем цепную передачу

С помощью съемника приступаем к демонтажу цепи. Устанавливаем цепь обратно, продевая механизм через скоростной переключатель сзади. Зацепляем цепь на кассетную среднюю звезду. Проверяем правильность положения заднего переключателя. Для получения требуемой длины цепи располагаем её концы рядом. Разъединяем механизм в месте сгиба.

Проверяем работу без нагрузки

Переворачиваем самодельный электровелосипед колёсами кверху для свободного вращения заднего колеса. На умеренной передаче начинаем проверку. В целях обеспечения натяжения велоцепи следует крепко удерживать мотор снизу противоположно клиновому ремню. Свободной рукой подсоединяем моторные провода к аккумулятору.

На слёт цепи влияют следующие факторы:

• мало сточена ширина звезды;
• в случае проскальзывания ремня влияет слишком высокая передача либо его слабая натяжка;
• плохо выровненные звезды.

О макете моторного крепления

В целях экономии макет изготавливается из картона, а не металла. Преобразовать картонную заготовку в любую форму значительно проще, чем металлическую. По возможности можно внедрить двигатель за подседельным штырём. Тогда вращающиеся элементы будут находиться на большем расстоянии от ног.

О предварительном моторном креплении

По картонному макету вырезаем металлическое крепление, приложив к железу оригинал и обведя его мелком. Для вырезки металлического макета понадобятся большие гидравлические ножницы, позволяющие в точности повторить все контуры. Остальные инструменты требуют владения определённых навыков.

Устанавливаем двигатель

Берём неравнобокий уголок и начинаем с выполнения прорех для U-образных болтов с последующей их установкой. Необходимо исключить скольжение болтов. Обладая картонным макетом, разметка будет лёгкой. Прикладываем его к пластине, помечая кернером один конец прорези, затем другой. Каждая сторона должна получить по две прорехи, всего четыре.

Отверстия должны быть нормальными для закручивания гаек и для внедрения болтов. Так, для болтов 3/8 дюйма предполагается 0,4-дюймовое отверстие.

Для выполнения прорезей лучше воспользоваться торцовой фрезой. В случае с плазменной резкой вырезаются аккуратные прорехи в железном уголке для болтов.

Устанавливаем неравнобокий уголок

Некоторые двигатели не требуют этой установки. По возможности устанавливаем неравнобокий уголок, за счёт которого двигатель закрепляется прочнее. В качестве альтернативы используем U-образные болты.

Производим крепление адаптерного кронштейна к двигателю. Скольжение кронштейна обеспечивает адекватное натяжение ремня. Изготавливаем пластину и привинчиваем её к переднему участку двигателя. Пластина предполагает некоторое смещение. Крепление небольшого прямоугольника, параллельного двигателю, производится болтами непосредственно к основной пластине монтажа.

Приступаем к сварке двигательного крепления

Предварительно производим тщательную пескоструйную очистку и небольшую зачистку щёткой по металлу. Штыки должны быть чистыми. В сварке важно соблюдать последовательность. Сварив один край, нужно подождать, пока остынет металл, а затем приступать ко второй части.

Основной жар направляем преимущественно на пластину, выбираем менее высокую температуру сварки, но доступную для проваривания листов. Можно капать расплавленный металл для лучшей спайки двух металлических листов.

Собираем ременной привод

Здесь всё предельно просто. Надеваем ремень на шкивы, хорошо натянув его, и затягиваем болтами. Поскольку эксплуатация велосипеда приводит к постепенному растягиванию ремня, периодически проверяем степень натяжения и корректируем, если нужно.

Производим повторную проверку без нагрузки

На самой низкой передаче запускаем мотор по максимуму. При достаточном креплении повышаем постепенно передачи. В случае установки велокомпьютера сзади, наблюдаем за его показателями. Передний велокомпьютер не показывает ничего. Ремень также не должен проскальзывать.

Об аккумуляторном креплении

Заранее проверив батарейки и зарядное устройство на пригодность, устанавливаем аккумулятор. Делаем картонную заготовку батарей, поскольку она легче перемещается. Выбираем оптимальный участок для установки батарей. Рекомендуемое место – поближе к земле, подальше от седла. Подобное размещение обусловлено возможностью увеличения сцепления покрышки заднего колеса и снижением центра тяжести байка.

Берём железные уголки, делаем из них поддон для последующего крепления аккумуляторов стяжками либо эластичными шнурами. Привариваем поддон к велораме. Сварной шов должен получиться высококачественным, поскольку на него будут производиться существенные нагрузки.

Схема электровелосипеда

На рисунке представлена наглядная схема электровелосипеда. Поскольку велосипед уже оснащён переключением передач, достаточно внедрить обычный переключатель, чтобы управлять двигателем. Допускается установка однополюсного трёхпозиционного десятиамперного переключателя от ненужной радиостанции. Рабочие позиции обозначены двумя включателями и одним выключателем. Представленная схема показывает работу одного аккумулятора под 12-вольтовым напряжением при выставленном режиме первого включателя. Второй выключатель предполагает работу двух аккумуляторов с 24-вольтным напряжением, позволяя использовать мотор на всю мощность, а при необходимости снизить обороты.

Это наглядный пример схемы из трёх аккумуляторов. Каждой электрической схеме присуще иметь плюсы и минусы.

Испытываем велосипед, ищем и устраняем неполадки

Закончив сборку электровелосипеда, пора испытать его на деле. Можно пригласить друзей, чтобы похвастаться собственным изобретением и рассказать им, как собрать электровелосипед. Обязательно голову защищаем шлемом во избежание непредвиденных обстоятельств, приводящих к травме. Возможно, что первое изобретение не оправдает надежд, поэтому нужно быть морально готовым к такому повороту. Среди распространённых причин возможных неполадок – плохой контакт проводов, неправильный расчёт передаточного отношения.

Проводя испытание уникального изобретения, следует взять с собой инструменты, которые понадобятся в приведённых случаях:

• отсоединились провода;
• при условии превышенного передаточного отношения;
• неисправность аккумуляторов.

Эти неполадки не позволят ехать велосипеду.

Диагностика электровелосипеда

Для диагностирования предполагаемых проблем, включаем самодельный электровелосипед с поднятым задним колесом. Вращение покрышки недопустимо и обусловлено чрезмерным передаточным отношением. Целесообразно прибегнуть к увеличению шкива промежуточного вала либо уменьшению двигательного шкива. Это нужно для снижения передаточного отношения и увеличения крутящего момента. В результате велосипед поедет.

При отсутствии вращения покрышки диагностируют отсоединения проводов либо непригодность аккумуляторов. Тогда обеспечиваем аккумуляторам полную зарядку, а проверку напряжения на них производим с помощью мультиметра. Оптимальное напряжение полного заряда обычно составляет 27 вольт.

Проверку целостности электроцепи выполняем тем же мультиметром. Отсоединяем провода, проложенные к двигателю, подсоединяем их к прибору с последующим включением переключателя. При условии отображения только нулей на экране заряженных аккумуляторов, диагностируется проблема самих проводов либо переключателя.

Медленный ход велосипеда обычно обусловлен неправильным передаточным отношением. Для диагностирования этой проблемы смотрим на степень вращения заднего колеса в поднятом состоянии. При ускоренном вращении диагностируется повышение передаточного отношения. В этом случае уменьшаем его посредством увеличения размера валочного шкива либо уменьшением размера двигательного шкива.

Если вращение покрышки характеризуется одинаковой быстротой, как при нагрузке, так и без неё, поступаем обратным образом. Производим увеличение передаточного отношения или уменьшаем размер валочного шкива. Можно увеличить размер двигательного шкива.

Подойдя к теории сборки электромопеда со знанием дела, можно попробовать сделать его своими руками.

Источники:

https://ex3msport.life/velosport/elektroprivod-dlya-velosipeda-svoimi-rukami.html
https://velife.ru/zapchasti-i-detali/iz-chego-sostoit-oborudovanie-dlya-elektrovelosipeda.html
https://natoke.ru/articles/286-motor-koleso-dlja-elektrovelosipeda-polnyi-obzor.html
https://sportotip.ru/vidy-sporta/velosiped/kak-sdelat-elektrovelosiped-svoimi-rukami/