Как сделать электровелосипед своими руками и не сильно потратиться при этом. Велосипед с электроприводом своими руками


Как сделать электровелосипед своими руками и не сильно потратиться при

Экология потребления.Мотор:Тотальный интерес к электротранспорту в последнее время только набирает обороты – вопросом «изобретения» собственного велосипеда с электроприводом все чаще озадачиваются люди самого разного возраста и рода занятий.

Тотальный интерес к электротранспорту в последнее время только набирает обороты – вопросом «изобретения» собственного велосипеда с электроприводом все чаще озадачиваются люди самого разного возраста и рода занятий. Иной раз рождаемые в горячих головах идеи оказываются несовместимыми с суровыми жизненными реалиями, довольно часто «кулибинский» склад ума приносит свои плоды, и результат получается вполне достойным гордости его создателя.

 

Множество производителей не остались в стороне от глобальных трендов и сегодня на рынке комплектующих для электровелосипедов довольно распространено предложение так называемых «китовых» наборов для самостоятельного создания электробайка на базе имеющегося велосипеда. Для того чтобы велосипед поехал без вашей помощи, вам понадобятся как минимум электродвигатель, батарея и контроллер, который отвечает за корректную работу первых двух агрегатов – все это, и многое другое, входит в набор для электрификации байка. Но для того, чтобы новоиспеченный аппарат был достоин высокого звания велогибрида, предлагаем воспользоваться нижеследующими советами.

 

 

 

 

Конструкция электровелосипеда: комплектующие и агрегаты

 

Как театр начинается с вешалки, а танец – от печки, так и создание электровелосипеда своими руками начинается с подбора донора. Верное решение этого вопроса будет зависеть, прежде всего, от целей и задач, которые ставит будущий обладатель велогибрида перед проектируемым транспортным средством.

 

Лучше всего заранее учесть риски неизбежных высоких нагрузок и использовать в качестве основы конструкции стальную раму downhill-класса с двухподвесной системой амортизации. Такой вариант будет предпочтительней других, если вы собираетесь установить мощное мотор-колесо – от киловатта и более. Электродвигатель с прямым приводом номинальной мощностью в 1000 Ватт позволит развивать скорость в 40-55 км/ч. Учитывая большой крутящий момент и собственную массу двигателя, такой привод ставят в заднее колесо, при этом совсем не лишним будет усилить кронштейны крепления оси, особенно если рама алюминиевая.

 

 

При выборе готового аккумулятора или создании собственной батареи необходимо учитывать такие параметры как вес, габариты, емкость и рабочий ток. Номинальное рабочее напряжение может быть различным (36В, 48В, или 72В) – больший вольтаж и большие токи позволят разгоняться до больших скоростей. Если нужна надежность и высокий ресурс выбирайте батарею на LiFePo4 элементах большой емкости. Хотите сэкономить на весе и стоимости – берите Li-Ion. Емкости в 10 Ампер/часов хватит примерно на 20-40 км пути – величина пробега зависит от экономности расхода заряда, а для многих этот параметр никак не совместим с наличием ручки газа.

 

Когда для вас важнее небольшой вес велогибрида и вы не гонитесь за большими скоростями – оптимальным выбором будет мотор-колесо номинальной мощности 250-350W. Такие двигатели немного весят, и, как правило, имеют встроенный планетарный редуктор, что способствует нормальному накату велогибрида при движении на педалях. «Крейсерская» скорость маломощных велогибридов лежит в пределах 25-30 км/ч. Электромоторы

 

небольшой мощности устанавливают как в переднее, так и в заднее колеса, существенного значения это не имеет, разве что полезно для более равномерного распределения масс. С этой же целью предпочтительно размещать АКБ в центральной части рамы – у велогибрида будут лучше управляемость и устойчивость. Еще один вариант размещения электродвигателя – центральный (в районе каретки) – широкого распространения в наших широтах пока не получил, но многие ведущие производители наборов для электровелосипедов имеют в своем ассортименте и такие предложения.

 

 

Штатные контроллеры в недорогих кит-наборах жестко «прошиты» производителями, и не предусматривают возможность изменения параметров работы. Если вам это и не нужно – можете просто наслаждаться поездкой. Если хотите повозиться с настройкой и подбором оптимальных параметров для вашей конфигурации – берите набор с программируемым контроллером типа Infineon. Пристальное внимание следует уделить коммутации и монтажу электрохозяйства – качественной проводке, рассчитанной на эксплуатацию при определенных токах, надежным коннекторам, достаточному охлаждению контроллера, нагревающемуся при длительной работе и серьезных нагрузках.

 

Вопросы безопасности

 

Велогибриды – относительно новый вид транспортных средств с довольно широким разбросом возможностей. Во многих странах мира законодательство приравнивает их к велосипедам, в случае если мощность двигателя не превышает 350-500 Ватт. Более мощный электровелосипед – это уже другая история со своими особенностями эксплуатации. Поэтому вопросам обеспечения безопасности нужно уделять иногда даже больше внимания, чем при вождении скутера или мотоцикла. Не стоит забывать как о защитной экипировке, так и о дополнительном оборудовании. Даже тем, кто не собирается отжигать на даунхилл-трассах, а просто планирует наслаждаться окрестными красотами в неспешной поездке – в любом случае стоит использовать велошлем, перчатки и другие элементы защиты, способные оградить велосипедиста от травм в случае чрезвычайной ситуации.

 

 

Передняя фара, задний габарит, дополнительные световозвращатели, зеркала заднего вида, громкий звуковой сигнал – все это пригодится на дороге вам, а также поможет другим участникам движения вовремя вас заметить. Особое внимание необходимо уделить тормозам – они должны быть качественными и способными в любой момент остановить ваш велогибрид, поскольку на большой скорости привычное поведение тормозов меняется. И вовсе не нужно, чтобы это стало для вас неприятным сюрпризом. Особенно, учитывая подросшую массу велосипеда – компоненты электропривода «потянут» на дополнительные 12-14 килограмм. А если интерес к велогибридам не пропадет после покупки стартового кита с 250-ваттным мотором, можно предположить, что вскоре у вас появится более основательный и тяжелый двухколесный друг.

 

 

econet.ru

Электровелосипед своими руками: описание сборки

самодельный электровелосипед

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

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

Прежде всего технические характеристики велосипеда:

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

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

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

Аккумулятор.

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

аккумулятор для электровелосипеда

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

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

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

Двигатель.

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

Электровелосипед

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

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

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

Контроллер.

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

контроллер Электровелосипеда

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

описание изготовления электровелосипеда

Управление.

Были заменены рукоятки тормозов, в рукоятке есть кнопка отключения электродвигателя при торможении. С левой стороны руля поставил рукоятку газа.

Вместо рукоятки газа можно установить датчик на педали, он срабатывает, когда вы начинаете крутить педали, по сути с этим датчиком мотор только помогает при вращении педалей, поэтому в нём надобности нет.

Также нужно установить фару, в ней находится замок зажигания, индикатор заряда батареи и сигнал.

сборка электровелосипеда

Электровелосипед сделанный своими руками

В результате переоборудования получилось вполне приличное транспортное средство для поездок на работу, права и страховка не нужны, платить за бензин не нужно, поставить можно даже в квартире.

как сделать Электровелосипед

Для сравнения рекомендую посмотреть видео с обзором такого же электровелосипеда, но с приводом на заднее колесо и мощностью на 1000 Ватт.

Популярные самоделки из этой рубрики

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятор...

Лебедка своими руками

Лебёдка из стартера

Самодельная таль

Подключение двигателя от стиральной машины к 220...

Самодельная лебедка из стартера...

Подкатной домкрат своими руками...

Компрессор из холодильника своими руками...

Подъемник для снятия КПП своими руками...

Сварочный стол своими руками...

Самодельный подъемный кран

Электросамокат своими руками: фото пошаговой сборк...

sam-stroitel.com

ЭЛЕКТРОВЕЛОСИПЕД СВОИМИ РУКАМИ | МОДЕЛИСТ-КОНСТРУКТОР

Акцент был сделан на задний привод и использование бесколлекторного двигателя. КПД такого решения, казалось, должно быть выше, чем использование переднеприводного мотор-колеса.

Уже имея небольшой опыт в радиомоделизме, я решил использовать для реализации своей задумки компоненты от HobbyKing, как основные при постройке электровелосипеда. Механику же было решено использовать ту, которую легко достать в любом авто- или веломагазине.

Компоненты

Для постройки электровелосипеда использовались следующие компоненты:

HobbyKing

Двигатель (1500 руб.)Контроллер двигателя (700 руб.)Аккумуляторная батарея (1300 руб.)Серво-тестер (200 руб.)Зарядное устройство (700 руб.)Силовые провода (красный / черный) (200 руб.)Коннекторы 1, коннекторы 2 (200 руб.)Ваттметр (необязательно) (600 руб.)Термоусадка (необязательно)

Автомагазин

Шкив генератора ВАЗ-2108, 4 шт. (500 руб.)Ремень генератора ВАЗ-2108, 2 шт. (200 руб.)

Веломагазин

Фривил (150 руб.)Втулка, 2 шт. (500 руб.)Цепь (150 руб.)Переключатель передач (300 руб.)Звезда 52T (300 руб.)

Строительный магазин

Алмазный диск 150 мм (150 руб.)Винты, гайки, шайбы (150 руб.)Алюминиевый профиль 20×10 (100 руб.)

Итого 7300 руб.

Изготовление (механика)

Так как электровелосипед я планировал построить заднеприводным, для передачи крутящего момента на заднее колесо решил использовать цепную передачу, а для увеличения коэффициента передачи поставить звезду с большим числом зубьев.

Изначально я планировал вырезать звезду с нужным количеством зубьев с помощью лазерной резки в какой-нибудь мастерской, но поиски готового 3D-шаблона нужной конфигурации заняли много времени и ни к чему путному не привели. Заказ же резки вместе с изготовлением дизайнером шаблона выливался в копеечку (около 1500 руб.). Это ставило на нет основной принцип задуманной идеи – минимизация расходов на заказные и использование доступных готовых недорогих компонентов.

Изготовление (механика)

Поэтому в веломагазине (веломастерской) была приобретена самая большая звезда 52T, снятая с кассеты. А для крепления ее к втулке заднего колеса в строительном магазине куплен алмазный диск для болгарки подходящего диаметра (15 см). Центральное отверстие диска пришлось расточить сверлом и напильником до нужного диаметра втулки заднего колеса. Крепление этой конструкции к заднему колесу выполнено тремя болтами к спицам. Желательно для крепления использовать “ушастые” гайки, которые хорошо цепляются за спицы, а также автоконтргайки (с вкладышем). Звезду следует отбалансировать на крутящемся колесе, чтобы не было биений в разные стороны.

Изготовление (механика)

 

Изготовление (механика)

Для предотвращения передачи крутящего момента на двигатель с вращающегося колеса я использовал фривил на 16 зубьев, который легко купить в любом веломагазине. Проблема в том, что он предназначен для использования с более крепкими цепями и стандартные узкие цепи на него не садятся. Чтобы это стало возможным надо зубья фривила немного обточить по бокам. Я использовал для этого ручную бор-машинку с насадкой из точильного камня. 10 минут и все готово – напильником это растянулось бы надолго.

Изготовление (механика)

Так как фривил предназначен для накручивания на заднюю толстую втулку он имеет внутреннюю резьбу большого диаметра и для крепления его к передаточной втулке (с диаметром резьбы 10 мм) необходим переходник. Такой переходник я тоже смог найти в веломагазине. Он продавался в комплекте с втулкой черного цвета и я не знаю для чего она нужна. На фото представлен второй такой же переходник, который был с другой стороны с обратной резьбой.

Изготовление (механика)

Для натяжения цепи от фривила до ведомой звезды заднего колеса я использовал стандартный недорогой переключатель скоростей. Конфигурация натяжителя получилась, конечно, не самой удачной, но в целом он выполняет свою роль, а ничего лучшего я придумать не смог.

Изготовление (механика)

 

Изготовление (механика)

 

Изготовление (механика)

Для поэтапной передачи крутящего момента с двигателя на фривил я использовал две переходных втулки с установленными на них шкивами под клиновой ремень генератора ВАЗ-2108. Вся конструкция крепится с помощью алюминиевых профилей на раме велосипеда.

UPD. Рама не должна быть из композитных материалов вроде карбона, т.к. она должна быть монолитной и без повреждений для сохранения прочности. В противном случае рама может лопнуть. Не рекомендуется также использование алюминиевых рам. Лучше всего использовать как у меня стальную раму.

Изготовление (механика)

Переходные втулки тоже не обычные. У них значительно больше диаметр плоскостей, куда крепятся спицы. Это позволило прикрепить их к алюминиевым профилям. Для этого дырки под спицы немного рассверливаем под винты M3.

Изготовление (механика)

Шкивы для ремней имеют больший внутренний диаметра, чем диаметр резьбы переходной втулки, поэтому для исключения неточной установки шкивов я наматывал на резьбу втулки изоленту слой за слоем до диаметра отверстия шкива, а для фиксации под гайки использовал шайбы диаметром 30 мм.

Изготовление (механика)

В принципе, можно использовать одно передаточное звено клиноременной передачи. Запаса мощности двигателя хватит для езды по прямым дорогам и небольшим склонам. Но для уверенной езды по песку и в горки лучше использовать два звена. Каждое звено имеет кратность около 2x. Тем самым увеличивая в 2 раза передаваемый на колесо крутящий момент.

Изготовление (электрика, электроника)

Контроллер двигателя я прикрепил с помощью стяжек к одному из алюминиевых профилей, прикрепленных к раме, используя для лучшего контакта термопасту. Это позволяет лучше отводить тепло от контроллера и в процессе езды чувствуется как профиль и рама в окрестности контроллера нагреваются. С другой стороны контроллера, где установлен его радиатор, я аккуратно срезал ножом термоусадку и пристроил маленький вентилятор от старого процессора Intel 586. Хотя, по опыту эксплуатации он оказался не нужным.

Изготовление (электрика, электроника)

 

Изготовление (электрика, электроника)

Для управления мощностью двигателя я использовал серво-тестер, переведенный в ручной режим управления. Для питания серво-тестера и вентилятора охлаждения используется микросхема L7805 (КРЕН5А).

Изготовление (электрика, электроника)

Поначалу, я отпаял с серво-тестера переменный резистор и поместил его рядом с правой рукояткой на руле. Оказалось, что такой способ плавной регулировки мощности имеет свои недостатки. Особенно неудобно им пользоваться в экстремальных ситуациях, когда приходится резко тормозить, когда рука перемещается на рычаг тормоза, а двигатель продолжает выдавать крутящий момент на тормозящее или даже блокированное колесо.

Поэтому, я упростил схему и сделал миниатюрную герконовую кнопку “газ в пол” (без фиксации) под большой палец правой руки, при нажатии на которую, двигатель начинает выдавать максимальную мощность. Для исключения резких рывков поставил на вход серво-тестера делитель напряжения на двух резисторах и конденсатор на 100 мкФ. Тем самым обеспечил плавное увеличение и уменьшение оборотов двигателя при нажатии и отпускании кнопки “газ в пол” примерно за 0,5 – 0,7 секунды.

Изготовление (электрика, электроника)

На руль поставил ваттметр для контроля напряжения аккумулятора и измерения “расхода” запасенной в аккумуляторе емкости. Аккумулятор расположен в застегивающейся на молнию подседельной сумке. Тем самым убил двух зайцев – аккумулятор легко снимается для подзарядки и во время эксплуатации находится в замкнутом кожухе безопасности, на случай нештатного выхода из строя.

Изготовление (электрика, электроника)

 

Изготовление (электрика, электроника)

На левую рукоятку на руле поставил герконовую кнопку (без фиксации) для звукового сигнала отпугивания пешеходов. В качестве сигнала применил пьезокристаллическую автомобильную сирену — свистелку. Она вполне нормально себя чувствует при кратковременной работе на напряжении 22 В (аккумулятор 6s). Только громче чем на 12 В.

Итоги

Опишу несколько преимуществ и недостатков примененных решений. По порядку.

Цепная передача на заднее колесо имеет довольно длинный пробег, что приводит к слету цепи с фривила при движении по ухабистой дороге. Для избегания этого пришлось городить некое подобие направителя цепи перед фривилом из куска алюминиевой полоски и пластикового ролика. Так как цепь при движении бьется об него это создает неприятный громкий стучащий звук. По хорошему надо ставить натяжитель или успокоитель цепи перед фривилом, но пока не придумал как.

Крепление задней ведомой звезды к колесу не самое надежное. Есть вероятность повреждения спиц или соскакивания крепления звезды со спиц. Такое один раз уже было, когда я применял обычные гайки. После этого я поставил “ушастые гайки” и автоконтргайки. Текущую втулку лучше поменять на втулку с креплением для дискового тормоза и большую звезду посадить на его место. Но т.к. диаметр звезды гораздо больше дискового тормоза, я не уверен, что расстояния до рамы хватит для свободного вращения.

Клиновая передача усилия от двигателя до фривила по началу работала достаточно приемлемо. Однако КПД такого решения оставляет желать лучшего. При увеличении натяжения ремня увеличивается нагрузка на подшипники переходных втулок и двигателя, что приводит к повышению износа и сил трения, а отсюда понижению КПД передачи. При уменьшении натяжения ремни при высоких нагрузках (старте с места, движении в гору) начинают проскальзывать, и это тоже ведет к понижению КПД. Найти баланс крайне сложно. Применение поликлиновых шкивов проблематично из-за их громоздкости. Лучшим решением видится использование зубчатой ременной передачи.

Управление мощностью двигателя как в первом варианте с помощью переменного резистора, как я уже писал, часто неудобно. Использование кнопки “газ в пол” часто неоправданно, т.к. бывают моменты, когда необходимо ехать медленно и плавно. Схема движения “газ в пол – разгон – выбег на нейтралке” хоть по расходу емкости аккумулятора практически сравнима по эффективности с движением при постоянной работе двигателя, имеет немаловажный недостаток – проскальзывание клинового ремня при разгоне. Зато в режиме “газ в пол” ощущаешь всю мощь, установленную под своим сиденьем.

Ну и, не принципиально, но все же, звук работающего двигателя и двигающейся цепи при открытой конструкции часто пугают прохожих. Если кто из моделистов знает, как свистят бесколлекторные движки, тот поймет.

Несколько интересных фактов

Исходя из диаметров шкивов клиновой передачи (150 мм и 80 мм) и количества зубьев фривила и звезды на заднем колесе (16 и 52) получаем, что общее передаточное число равно 11,4. Это не очень много и не хватает для резвого заезда в гору, приходиться помогать ногами. Поэтому на двигатель я поставил керамический шкив от стиральной машины (купленный на барахолке) диаметром 64 мм. Это позволило увеличить передаточное число до 14,3. При напряжении батареи 22,2 В максимальная теоретическая скорость будет 45 км/ч. С учетом сопротивления воздуха и потерь мощности в передаточных звеньях, похоже на правду, т.к. по прямой я разгонялся до 40 км/ч.

Аккумулятора емкостью 5000 мАч (22 В) хватает на 30 минут езды и 8-10 км пути при средней скорости 18 км/ч и ускорениях до 40 км/ч. Еще раньше, когда у меня стоял аккумулятор 2200 мАч (11 В) мне его также хватало на 8 км пути, но при максимальной скорости 18 км/ч, средней 14 км/ч и помощи двигателю педалированием при движении в гору.

Максимальный ток, потребляемый двигателем при разгоне в режиме “газ в пол” около 60 А. Таким образом, выдаваемая мощность около 1250 Вт, что в несколько раз выше чем у большинства продаваемых мотор-колес. Разгон до 40 км/ч по прямой не более 10 сек.

В текущей конфигурации я отъездил в прошлом сезоне с июля по октябрь почти каждый день на работу при суточном пробеге около 20 км.

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

Рекомендуем почитать

  • ХОВЕРБОРД СВОИМИ РУКАМИХОВЕРБОРД СВОИМИ РУКАМИ Представляем разработку ховерборда. Наша цель состояла в том, чтобы сделать ховерборд, используя части старого оборудования из тренажерного зала, а также других пригодных для повторного...
  • МОТОБЛОК-МАЛЫШОКМОТОБЛОК-МАЛЫШОК Мой мотоблок, оборудованный двумя ножевыми фрезами, обрабатывает почву, а после их замены на колёса превращается в тягач прицепной тележки грузоподъёмностью до 300 кг при собственной...
Навигация записи

modelist-konstruktor.com

От первого электровелосипеда своими руками – до перспективного стартапа. Истории сотрудников REG.RU

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:

Ещё видео

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;

и «Электро-боббер».

.

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.

Основные электрические компоненты электровелосипеда“Сердцем” или мускулами электровелосипеда является электромотор (подробнее о моторах и их типах ниже). В современных электровелосипедах используются бесколлекторные синхронные двигатели постоянного тока (Brushless Direct Current Motor или BLDC), позволяющие эффективно работать в широком диапазоне оборотов с высоким моментом. Изредка используются асинхронные моторы, в качестве центральных. (Про “Двигатели Шкондина”, про которые так много шуму в интернете, можно выпустить отдельный разоблачающий материал ;).

“Мозг” же электробайка — контроллер. Контроллер управляет электродвигателем, подавая в нужный момент питание на его обмотки в зависимости от требуемой скорости вращения и мощности. Контроллер также управляет всей всей “логикой” велосипеда: на входе получая сигналы от положении ручки газа, переключателей режимов работы (можно, например, в разных режимах ограничивать скорость, мощность или даже включать задний ход), кнопки круиз-контроля (очень помогает при езде в загородном режиме), сигналы с датчиков тормозов (т.к. нужно выключать питание мотора при нажатии ручки тормоза или даже включать рекуперативное торможение двигателем, если оно поддерживается) и т.п.

Энергия для питания сердца и мозга электробайка запасается в аккумуляторной батарее. Обычное напряжение батарей электровелосипедов — от 36 В до 48 В. Скоростные аппараты могут комплектоваться высоковольтными батареями (до 100 В). В настоящее время в подавляющем большинстве электровелосипедов используются литиевые батареи (подробнее об их типах ниже), имеющие наилучшую энергоёмкость. Тяжёлые свинцовые батареи применяются лишь на самых дешёвых аппаратах. Батарея состоит из отдельных аккумуляторных ячеек, соединённых последовательно / параллельно.

У батареи также есть свой “мозг” — это система управления батареей (Battery Management System или BMS). Защищает батарею от перезаряда, переразряда, превышения допустимого тока, а также балансирует отдельные ячейки батареи, чтобы они разряжались равномерно.

Для отображения всей необходимой информации и точного “подсчёта калорий” необходим ваттметр, позволяющий точно сказать, сколько энергии потрачено и сколько ещё осталось. Специализированный ваттметр сочетает в себе функции велокомпьютера, считая также скорость, расстояние и производные показатели, такие как как энергопотребление на километр пути (Вт*ч / км).

Для питания низковольтных потребителей (фара, задний фонарь, гудок, повторотники) необходимо снижать бортовое напряжение до более низкого (5, 8 или 12 вольт). Для этого используются высокоэффективные преобразователи постоянного тока (DC-DC).

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.Основные типы литиевых аккумуляторных элементовimage
  • LiFePO4 (литий-железо-фосфатные). Могут эксплуатироваться на морозе до -30 градусов, доступен быстрый заряд за 45 мин, имеют самое большое число циклов заряда-разряда (1500-2000), позволяют отдавать большую мощность, пожаробезопасны, не горючи. Однако, имеют вдвое более низкую удельную ёмкость, чем у литий-ионных аккумуляторов (т.е. в 2 раза выше вес при той же ёмкости), относительно дороги (но удельная цена эксплуатации самая низкая из за большого числа циклов).
  • Используются нами в качестве основного решения в комплектах для велосипедов-хардтейлов, однако из за своих габаритов не подходят для установки в передний треугольник рамы велосипедов-двухповесов, где очень мало свободного места.
  • Li-Ion (литий-ионные). Классические литиевые батареи, используемые в основном для питания электроники. Они наиболее легкие и ёмкие, наиболее дешёвые, имеют максимальную на сегодняшний день удельную емкость (Вт*ч/кг). Однако, имеют узкий температурный диапазон эксплуатации (от 0 до +40 градусов Цельсия), небольшое число циклов заряда-разряда (300-400), не позволяют отдавать большие токи. Эти батареи наиболее часто используются в маломощных электровелосипедах, но для мощных аппаратов они малопригодны из за низкого C-rating.
  • LiPo (литий-полимерные). Высокая энергоёмкость, почти такая же, как у элементов Li-Ion. Допускают высокие разрядные токи, высокий C-rating. Однако, как и Li-Ion имеют меньшее число циклов заряда-разряда (300-700) и узкий температурный диапазон: при эксплуатации ниже 0 выходят из строя, а на жаре, от короткого замыкания или механических повреждений могут воспламениться. Из за своей высокой пожароопасности на электровелосипедах применяются только бесстрашными энтузиастами.
  • LiNiCo / LiNiCoMnO2 (литий-никель-кобальт). Имея преимущества LiPo (высокую энергоёмкость и способность выдавать большие токи), лишены их недостатков: имеют более широкий температурный диапазон, и, главное пожаробезопасны. В результате своей компактности используются нами в электрокомплектах, предназначенных для установки на велосипеды-двухподвесы.

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.

Безредукторные мотор-колёса (direct-drive) Усилие магнитного поля передается сразу на колесо, потому и зовутся direct drive (прямой привод). Неприхотливы, надёжны, так как в них нет никаких изнашивающихся элементов, кроме подшипников. Допускают использование в качестве электрического тормоза для рекуперативного торможения. Но имеют два больших недостатка.

Первый — большой вес. Например, мотор номинированный на 2.5 kW будет весить в среднем от 7 кг, а мотор на 6 kW целых 12 кг. Это сильно сказывается на весе готового велосипеда. Кроме того, размещение тяжёлого мотора в заднем колесе смещает назад центр тяжести (велосипед становится неудобно носить, совершать на нём трюки / прыгать), а также увеличивает “неподрессоренную массу” колеса, что в худшую сторону сказывается на его живучести, повышая требования к прочности обода, толщине спиц. В связи с этим колёса с тяжёлыми директ-драйвами часто спицуются в мото-обод, т.к. подобрать велосипедные обода нужной прочности сложно.

Второй недостаток — низкий КПД при езде на низких оборотах. Например, при езде в горку, по грязи, песку или бездорожью, где разогнаться не получается, такой мотор будет сильно перегреваться. Например, при езде в горку 20% сферический мотор direct drive на 6 кВт будет работать примерно на 20% своего КПД, а 80% будет уходить в тепло. В таком режиме мощный мотор-колесо может перегреться и сгореть за пару минут, если его вовремя не отключить (обычно реализуют автоматическое отключение мотора по сигналу с термодатчика). Что неудивительно: при слабом теплоотводе в замкнутом пространстве мотора и работе в режиме низкого КПД обмотки нагреваются со скоростью мощного электрического чайника (4.8 кВт в нагрев в нашем примере с 6 кВт мотором). Впрочем, чтобы “чайник” нагревался медленнее, в него можно «налить воды» — отдельные энтузиасты решают проблему с помощью водяного охлаждения.

Редукторные (geared) мотор-колёса Содержат встроенный планетарный редуктор, обычно имеющий передаточное число 5:1. Имеют меньший вес при той же мощности, больший КПД “на низах” по сравнению с безредукторными моторами. Однако, механически менее надёжны (больше движущихся механический частей) и не поддерживают рекуперативное торможение. Но, главное, серийно не выпускаются для мощностей больше 1000 Вт.Центральные моторы (middrive) Миддрайвы, как следует из их названия — это внешний привод с высокооборотистым электромотором, устанавливаемый как правило в районе кареточного узла, передающий усилие через систему цепей, шестерен или ремней. Позволяют добиться наилучшего соотношения мощность-вес (чем выше обороты электромотора, тем более лёгким его можно сделать при той же мощности). Например, авиамодельные двигатели при мощности 6 кВт могут весить лишь чуть более килограмма: Для сравнения, мотор-колёса direct-drive той же номинальной мощности (Cromotor, Crystalite, Quanshun) весят 12 (!) кг. Также расположение мотора ближе к центральной части велосипеда даёт более правильную развесовку, позволяя использовать такие велосипеды в том числе для прыжков и трюков. Могут работать в оптимальных режимах даже на крутых склонах и глубокой грязи.

Однако, мощность серийных центральных моторов для электровелосипедов обычно ограничивается 500 Вт. Наиболее мощное решение, доступное на данный момент — набор от Cyclone на 1500 Вт:

Более мощные решения на базе центральных моторов собираются энтузиастами самостоятельно, серийных готовых предложений нет. При у создателей таких мощных байков этом возникает ряд технических задач.

Редукция. Для высокооборотисных моторов для снижения оборотов (с нескольких тысяч до 500-700) необходимо применять редуктор (готовых специализированных редукторов нет, каждый изобретает сам) либо цепную / ременную передачу с высоким передаточным отношением (изготавливая самостоятельно звёзды нужного диаметра). UPD: Впрочем, решения начинают появляться.Передача. Для высокомощных двигателей стандартная цепь от многоскоростных горных велосипедов не подходит — она попросту порвётся или будет изнашиваться очень быстро. Необходимо использовать широкую прочную цепь для односкоростных велосипедов BMX, цепь от мопеда или минибайка или высокопрочный ремень. А это часто ведёт к необходимости изготовления нестандартных шестерёнок, втулок и обгонной муфты.Охлаждение. Компактные высокооборотистые моторы (часто в качестве миддрайвов применяют авиамодельные двигатели, рассчитанные на эксплуатации в условиях очень интенсивного обдува воздухом), при использовании на электровелосипедах требуют отдельного подхода к охлаждению: принудительного обдува, установки радиатора, обработки обмоток теплопроводным составом для лучшего отвода тепла и т.п. Переключение скоростей. Если для передачи таки используется велосипедная цепь и стандартная велосипедная кассета для переключении передач, то при переключении под высокой нагрузкой кассета очень быстро придёт в негодность. Не сильно спасают положение и планетарные втулки, лишь некоторые из которых способны переключаться под нагрузкой. Более живучий вариант — вариаторные втулки NuVinchi, позволяющие плавно менять передаточное соотношение. Другая проблема — в городском цикле постоянное ручное переключение скоростей неудобно, нужно следить не только за ручкой газа, но и за ручкой переключения передач, что снижает простоту и удобство управления электровелосипедом. Выходом здесь могут являться автоматические планетарные / вариаторные втулки, появившиеся в последнее время. Тем не менее в мощных (от 2 кВт) велосипедах с центральным мотором от переключения передач часто отказываются, что упрощает конструкцию и управление, благо выскокооборотистый синхронный двигатель с редукцией позволяет выдавать высокий момент на любой скорости.

А ещё восокооборотистые двигатели, редукторы и цепные передачи шумят.

Тем не менее, благодаря своим преимуществам, центральные моторы имеют огромный потенциал и всё чаще будут использоваться в мощных электровелосипедах по мере появления готовых узлов и решений. Пока, тем не менее, мощные миддрайвы остаются уделом отдельных энтузиастов или фирм, создающих индивидуальные решения под себя.

Вело-компоненты

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

Для мотор-колёс нужен усиленный обод (обычный может смяться от увеличенной нагрузки на колесо, высокой скорости и “колдобин” на дорогах), более толстые спицы. Зачастую с тяжёлыми мотор-колёсами применяют мото-обод.

Мощные и износостойкие тормозаДля оттормаживания тяжёлого велосипеда на высоких скоростях нужны хорошие гидравлические тормоза с увеличенным диаметром диска и большим ресурсом колодок. Фактически специализированных тормозов для мощных электровелосипедов не существует или они только начинают появляться. Поэтому используются либо обычные тормоза, с трудом справляющиеся с нагрузкой и быстро изнашивающиеся, либо наиболее мощные тормоза для вело-даунхилла, которые очень дороги. Также можно использовать тормоза от минибайка, самостоятельно приспосабливая их к велосипедным стандартам (изготавливая переходники для крепления тормозной машинки, тормозного диска или даже сам тормозной диск).Усиленные вилки

Велосипедные амортизаторы также испытывают повышенный износ при работе на больших скоростях при увеличенном весе аппарата. Для наиболее мощных и тяжёлых электровелосипедов единственным подходящим по прочности выбором являются двухкоронные вилки для даунхилла; однако, предназначенные для отработки очень больших неровностей, они слишком мягкие для езды по асфальту.

* * *

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

Транспорт или развлечение?

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

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

image

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

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

habr.com

Электровелосипед своими руками

Электровелосипед своими руками миф или реальность?

В то время как электровелосипеды, а в частности мотор-колеса и аккумуляторы становятся все надежней и лучше, многие велосипедисты задумываются о их приобретении и переоборудовании своего байка.

Однако многих отталкивают цены на комплекты, и первое что приходит в голову как снизить затраты на внедрение электрической тяги. Существует самый простой способ - это купить мотор колесо и подключить к нему обычные дешевые свинцово-кислотные аккумуляторы. Для начала очень даже пойдет что бы ощутить, понять принцип работы, опробовать велосипедное ноу-хау.

Но люди всегда все любят делать своими руками. Может не полноценно делать, но пробовать так точно. Это и удовольствие от самого процесса разработки и осознание того что это личная ручная работа и конечно же от использования.

Создать электровелосипед своими руками можно, но это сложно сделать в домашних условиях, но все же выполнимо. Для начала надо разобраться с его структурой. В простом понимании вся конструкция состоит из 3 основных узлов. Это мотор, то что будет непосредственно приводить в движение, контроллер (регулятор) оборотов и мощности подаваемой от аккумулятора на движок, и сам источник питания.

Самодельный электровелосипед, что может получится

Если брать аналогию между бензиновой версией тяги и электрической то получается следующее:

Мотор (электро) – он же и двигатель как в бензиновом исполнении – то что крутит, только он тихий, в нем ничего не взрывается, нет выхлопных газов, он не так греется и самое главное, что для него не надо сцепления т.к. электромотор не имеет холостого хода, то есть ему не надо постоянно быть запущенным и вращаться.

Роль мотора для самодельного электровелосипеда может выполнять шуруповерт, автомобильный стартер и другие двигатели, которые есть в хозяйстве.

Регулятор (контроллер) – это если брать по аналогии с ДВС является коробка передач, задача которой набирать разгон в оптимальных режимах работы движка. Контроллер для начала движения подает очень малый вольтаж на двигатель, и он начинает плавно вращаться, при торможении же, он рекуперирует энергию движения в электрический ток, который подзаряжает батарею.

Аккумулятор – это по сути тот же бензобак только на много экологический. Как правило аккумулятор — это матрица из батарей. Например, батарея 24В 10Ач состоит из 16 маленьких аккумуляторов, подключенных по определенной схеме.

Для собрания самого примитивного электровелосипеда достаточно иметь мотор и аккумулятор. К примеру, можно примастерить мотор и подавать напряжение на него с помощью обычного выключателя, однако надо учитывать непрактичность такого подхода, т.к. велосипед, при достаточно мощном моторе, сразу рванет с места и может получиться не то, что с самого начала было задумано, не поездка, а ДТП.

Также можно использовать мотор малой мощности при этом он со старта будет трогаться плавно, но на большую скорость, при этом, не рассчитывайте, так как мотор просто не вытянет.

Идеальным вариантом как я считаю можно сделать коммутацию с каждого из аккумуляторов и выключателями последовательно при разгоне их включать.

Еще один самодельный электровелосипед с мини мотором от RC модели

Как соединить мотор и колесо велосипеда?

Есть множество способов, от самых примитивных до достаточно профессиональных в плане идеи и реализации, начнем с простого – привод к покрышке.

Если у вас был советский велосипед, то наверняка там был динамо генератор для подключения фары. Вот по такому же принципу можно и подключить электромотор к колесу. КПД этого вида привода очень маленькая т.к. большое количество энергии уходит на трение между приводом и покрышкой. Но для того что бы попробовать проехать на электротяге в самый раз!

Второй способ — это приделать вторую звезду на колесо с левой стороны, а на багажнике установить мотор также со звездой и сделать простейший цепной привод. Но, как и в предыдущем способе – буду механические потери, да и внешний вид не особо отличается красотой.

Самый верный и надежный способ — это купить мотор колесо, пусть даже Б/У, заспицевать его и получить отличный мотор с эстетическим видом и высоким КПД и без соединительных мест, на которых очень много энергии уходит в пустую.

Вывод, следующий. Сделать своими руками электровелосипед можно, если не смотреть, в большинстве своем, на непрактичность решения, механические потери и насмешливый взгляд окружающих. На сайте также есть видео как собрать самому. Но все же, конструкция бесщёточных двигателей, которые заменяют ось колеса и не имеют точек прикасания для передачи крутящего момента это лучший выбор, который сейчас доступен.

electrovelosiped.info

Велосипед с мотором своими руками (как самодельный байк)

Использование велосипеда в качестве транспорта имеет ряд очевидных преимуществ. Он недорог, экологически чист, позволяет поддерживать хорошую физическую форму. С ним любая поездка превращается в приятную прогулку. Ежедневный маршрут из дома на работу и обратно приносит лишь удовольствие, ведь байк позволяет избежать пробок в часы пик и избавляет от необходимости штурмовать переполненные вагоны метро или салоны автобусов.

Но если ваш офис находится в другом конце города, рельеф которого представляет собой сплошные подъёмы и спуски, то лёгкая прогулка превращается в тяжёлый труд, а каждый пройденный метр напоминает вам о муках первых христиан. Когда же, наконец, вы попадаете на работу, то чувствуете себя усталым и измождённым. Ваше тело требует отдыха, а ведь впереди ещё целый трудовой день. Перспектива того, что вечером придётся проделать весь путь в обратном направлении, тоже не способствует поднятию настроения. Если к тому же отсутствует возможность принять душ, то весь день вас будет сопровождать стойкий запах пота.

Что же делать, если расставаться с байком не хочется, но искать работу поближе к дому тоже как-то не с руки? В этом случае можно приобрести велосипед с моторчиком или установить двигатель на уже имеющийся. Промышленно изготовленный вариант не требует доработок, но стоит довольно дорого и часто имеет не слишком привлекательный дизайн. Чтобы снизить себестоимость, производители используют в этих велосипедах дешёвые комплектующие и рамы из хайтена. В результате такой байк весит более 20 кг, и если двигатель по какой-либо причине откажет, передвигаться на нём с помощью педалей будет очень нелегко.

Apollo Электровелосипеды Apollo

Самодельный велосипед с мотором лишён этих недостатков. В прошлом подобные аппараты были довольно неуклюжими и использовались в основном подростками, но сейчас рынок предлагает широкий спектр решений, с помощью которых можно своими руками превратить обычный байк в высокотехнологичное транспортное средство. Такая переделка не потребует каких-либо серьёзных технических знаний, поэтому стоит остановить свой выбор именно на этом варианте.

Двигатели для велосипедов

Перед началом работ следует определиться с типом силового агрегата, который вы собираетесь использовать. При выборе следует руководствоваться такими критериями, как вес и предпочтительный вид используемого топлива. Основных видов всего два, так что сильно ломать голову не придётся:

  • Двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Долгое время бензиновый моторчик оставался единственно возможным решением, доступным для установки на велосипед. Чаще всего это были переделанные бензопилы и газонокосилки. Сейчас найти подходящий малогабаритный двигатель не составит труда.
  • Электродвигатель. Ещё совсем недавно он был явным аутсайдером, но появление компактных аккумуляторных батарей высокой ёмкости позволило ему отодвинуть бензиновый мотор на задний план.

Бензиновый двигатель

Использование ДВС позволяет легко развивать значительную скорость, и это обстоятельство часто становится решающим фактором при выборе силовой установки. Однако не стоит забывать, что велосипед остаётся всё тем же велосипедом, и его узлы не рассчитаны на такие высокие нагрузки. Необходимо постоянно следить за его техническим состоянием, иначе он может попросту развалиться в самый неподходящий момент.

Обычно бензиновый мотор устанавливается на багажник или крепится к раме. В обоих случаях для сообщения крутящего момента от двигателя к колесу потребуется передача того или иного вида, что увеличивает сложность и массу конструкции. Не стоит забывать и о весе самого двигателя, а также запаса топлива, который придётся возить с собой. При выходе мотора из строя езда на таком велосипеде с помощью одних педалей будет весьма непростым занятием.

байк с мотором от бензопилы Велосипед с мотором от бензопилы

Использование бензина в качестве топлива убивает саму идею о недорогом и экологически чистом виде транспорта. Во время прогулки вместо пения птиц вы будете слышать только треск мотора, а если надумаете хранить велосипед дома, то в вашей квартире всегда будет пахнуть, как на бензоколонке.

Ещё один аспект, который требует пристального внимания, относится не к технической, а правовой стороне вопроса. Во многих странах использование велосипедов, оснащённых ДВС, требует регистрации и наличия прав соответствующей категории.

Совокупность всех этих обстоятельств позволяет смело исключить бензиновый мотор из рассмотрения. В самом деле, зачем в очередной раз «изобретать велосипед» (или мотоцикл), если на рынке и без того полно доступных скутеров и мопедов. Поэтому стоит оставить ДВС в стороне и перейти к рассмотрению второго варианта, который сейчас является приоритетным.

Электрический велосипед

Хотя идея сделать велосипед с электрическим приводом появилась ещё в конце XIX века, уровень развития электротехники не позволял в полной мере использовать её на практике. В начале 90 годов прошлого века произошёл всплеск интереса к подобным устройствам. С тех пор электрический байк занял прочные позиции среди городских видов транспорта, а его популярность с каждым годом только растёт.

Электровелосипед Электровелосипед в Эстонии

Для переоборудования велосипеда понадобятся электродвигатель, аккумуляторная батарея, контроллер, а также приспособления для управления. Всё это можно легко приобрести в магазине или через интернет. Однако перед установкой следует решить, какой вид привода лучше поставить на байк.

Первым делом следует исключить из рассмотрения двигатель с фрикционной передачей, так как его низкая надёжность и недостаточная эффективность не позволяют достичь при его использовании сколько-нибудь приемлемых результатов. Остаётся два варианта: подвесной двигатель и мотор-колесо, и оба имеют свои плюсы и минусы.

Подвесной мотор

У подвесных велосипедных двигателей есть ряд преимуществ. Они поставляются в виде готового комплекта, установка которого своими руками не вызывает никаких затруднений; двигатели легко крепятся на раму или прямо на каретку, имеют небольшие габариты и вес. Существуют также варианты электромотора, интегрированного в кареточный узел. Многие из них позволяют переключать передачи, используя уже имеющуюся велосипедную трансмиссию. В конструкции некоторых двигателей заложена опция рекуперации энергии, существенно экономящая заряд аккумулятора. Мощность таких электродвигателей колеблется в диапазоне от 250 до 2 тыс. Вт, что даёт возможность развивать довольно приличную скорость.

подвесной электродвигатель Серийный подвесной электродвигатель

Но у этого решения помимо многочисленных достоинств есть один огромный недостаток – высокая цена, сравнимая по величине со стоимостью заводского электровелосипеда. Если добавить сюда затраты на приобретение аккумуляторной батареи, контроллера и прочих запчастей, то выгода данного варианта становится совсем неочевидной.

Дешёвый транспорт превращается в весьма дорогой, и далеко не каждый согласится пойти на подобные издержки.

двигатель BOFEILI Велосипедный двигатель фирмы BOFEILI

Альтернативой заводскому комплекту может стать сборка силового агрегата из доступных запчастей. Часто для этих целей используются двигатели от различной бытовой техники или электроинструментов. Установка такого мотора своими руками может стать нетривиальной задачей, особенно для людей, не обладающих навыками механика. Некоторые из проблем уже упоминались при рассмотрении бензинового двигателя. Во-первых, это увеличенные нагрузки на узлы велосипеда, вызванные повышенной скоростью. Во-вторых, необходимость использования ременной или цепной передачи, что усложняет конструкцию и увеличивает вес.

самодельная система Самодельная передача

Трудно посоветовать что-то конкретное тем, кто решился самостоятельно взяться за подобный проект, так как каждый случай индивидуален и зависит от множества факторов. Можно привести лишь несколько общих соображений.

  • Для начала следует выбрать подходящий по мощности и габаритам двигатель. Если он должен лишь помогать крутить педали и снижать физическую нагрузку, то подойдёт небольшой моторчик мощностью 200–250 Вт. Если же вы стремитесь к высоким скоростям, то придётся подыскать модель на 350 Вт и выше.
  • Затем нужно тщательно продумать крепление двигателя, выбрать для него подходящее место, правильно рассчитать параметры передачи, длину цепи или ремня. Используйте уже известные, хорошо зарекомендовавшие себя решения. Это убережёт вас от серьёзных ошибок, сэкономит время и деньги.
  • Не стоит чрезмерно увлекаться и пытаться сделать революцию в технике. Для некоторых людей важен сам процесс технического творчества. Они проводят массу времени, постоянно что-то переделывая и улучшая. Можно с почти стопроцентной уверенностью сказать, что их агрегат, собранный из самых невероятных компонентов, никогда не будет завершён. Такие «франкенштейны» обречены провести всю свою жизнь в гараже, а если и покидают его для испытаний, то едут недалеко и недолго, сразу ломаются и возвращаются в мастерскую для доработки и усовершенствования.
  • Уделите особое внимание прочности конструкции. Именно от неё зависит ваше здоровье, особенно если вы собираетесь поставить мощный двигатель.
Самодельный электровелосипед Самодельный электровелосипед

Мотор-колесо для велосипеда

Самая популярная и доступная разновидность электродвигателя для велосипеда – мотор-колесо. Это устройство лишено многих недостатков, присущих подвесным моторам. Оно представляет собой электродвигатель постоянного тока, вмонтированный прямо в ступицу. Его мощность колеблется в самых широких пределах, что позволяет легко подобрать версию, соответствующую вашим запросам. Оно гораздо дешевле и практически не меняет внешний вид байка. Установка моторколеса не занимает много времени, и с ней легко справится любой, кто умеет читать инструкцию, а для остальных существует большое количество рисунков и видеороликов, детально иллюстрирующих процесс.

неоспицованное колесо Комплект с неоспицованным мотор-колесом

Как правило, производитель предлагает два вида поставки: неоспицованный мотор и готовое колесо со спицами и двойным ободом. Первый вариант позволяет вставить двигатель в уже имеющееся колесо, а второй полностью готов к использованию, недостаёт только покрышки с камерой. Обычно в набор также входят контроллер, ручки газа и тормоза, соединительные провода, крепёж и зарядное устройство. Аккумуляторную батарею чаще всего приходится покупать отдельно.

байк с мотор-колесом Велосипед с установленным впереди мотор-колесом

При выборе моторколеса следует обратить внимание на соответствие размеров его втулки расстоянию между ногами вилки или перьями рамы. Если её длина будет больше, то их придётся раздвигать, что крайне нежелательно.

Трансформация простого велосипеда в электрический обычно занимает всего полчаса. Мотор-колесо легко устанавливается как спереди, так и сзади. Можно использовать сразу два двигателя и получить в итоге полноприводный байк. Далее подключается контроллер, батарея закрепляется на раме или подседельной трубе, на руле размещаются ручки газа и тормоза. Затем все эти компоненты соединяются при помощи проводов. Каждый из них имеет индивидуальный разъём, так что ошибиться невозможно. Вот и всё, можно садиться на велосипед и отправляться в путь.

В рамках одной статьи трудно ответить на все вопросы, которые могут возникнуть в процессе установки двигателя на ваш любимый байк. Каждый из перечисленных вариантов переделки имеет свои преимущества и недостатки. Можно лишь отметить, что по таким параметрам, как цена и простота установки, бесспорным лидером является мотор-колесо. Приложите немного усердия и смекалки, и у вас непременно всё получится. В конце концов, вы собираете не машину времени, а всего лишь велосипед с мотором.

загрузка...

velofans.ru

Электровелосипед своими руками

Для содержания собственного транспортного средства требуются большие затраты. Поэтому летом все больше людей отдают предпочтение велосипеду. Для его работы не требуется бензин или дизельное топливо. Наилучшим вариантом является электровелосипед. С ним поездка проходит значительно легче. Ведь в настоящее время состояние дорог в большинстве городов оставляет желать лучшего и для прокрутки педалей требуется прилагать много усилий.

Данный вид велосипедов работает за счет мощного электрического двигателя. Он компактный, не занимает много места и не мешает во время поездки. Электровелосипед можно собрать самостоятельно. Для этого понадобится определенное количество времени и сил. Кроме того, требуется соответствующее обмундирование.

Комплектующие

Сначала рекомендуется подобрать двигатель. Он является главной составляющей всей конструкции. Благодаря нему обеспечивается передвижение устройства. Двигатель можно приобрести в специализированных магазинах. Кроме того, понадобятся контроллер, аккумуляторные батареи, зарядное устройство, серво-тестер. Данные элементы потребуют наибольших затрат. Затем останется докупить ваттметр, коннекторы, силовые провода. Эти детали и приборы можно подобрать в магазине электрики.

Также для изготовления электровелосипеда своими руками следует приобрести четыре шкива и два генераторных ремня. Желательно использовать составные элементы генератора ВАЗа 2108. Для обеспечения безопасности необходимо использовать цепь высокого качества. Стоит позаботиться о звездочке 52 Т и переключателе передач, алмазном диске, всевозможных гайках, винтах и хомутах.Электровелосипед своими руками

Изготовление

Работа начинается с механики. Вся процедура выполнения требует особого внимания. Необходимо добиться качественной конструкции, так как от этого, в первую очередь, зависит безопасность. Требуется сделать отверстие на алмазном диске при помощи сверла. Оно необходимо для втулки, на которой будет закреплена звездочка. Так будет достигнуто крутящее усилие на должном уровне. Конструкция закрепляется обыкновенными «барашками». Благодаря фривилу предотвращается передача крутящего действия на мотор с колеса.

Рекомендуется немного обработать зубья цепи, так как они не садятся на него. Для закрепления фривила к передаточной втулке понадобится переходник. Возможно, потребуются услуги квалифицированного токаря. Чтобы создать необходимое натяжение цепи, используется переключатель скоростей. В процессе изготовления электровелосипеда самостоятельно следует помнить о некоторых важных моментах. Например, крутящее действие с двигателя передается обязательно поэтапно. В противном случае можно добиться деформации звездочки. В конечном итоге, она будет просто разрушена. Именно для этого нужны генераторные ремни и шкивы.Электровелосипед своими руками

Что касается рамы, использовать алюминиевые и карбоновые ее варианты крайне нежелательно. Лучше всего отдать предпочтение обыкновенной стали. К раме крепится контроллер. Рекомендуется в местах соединения соскрести краску и наложить пластинку из алюминия, которая предварительно обмазывается термопастой. Благодаря этому прибор не будет перегреваться. Чтобы задать требуемую мощность, используется серво-тестер, который переводится в ручной режим.

Также рекомендуется разместить на руле обычный геркон. Это позволит устройству в требуемых ситуациях выдавать полную мощность. У входа серво-тестера устанавливается делитель напряжения. Благодаря этому гарантируется плавное нарастание оборотов. Используя данный вид велосипедов, чрезвычайно важно следить за расходом электроэнергии. Для этого применяется такой прибор, как ваттметр.

Также лучше держать запасные аккумуляторы в сумках под сидением. Кроме того, в случае необходимости их легко заменить. Не смотря на то, что данное приспособление является простым вариантом среди различных разновидностей транспортных средств, оно способно развивать большую скорость. Именно поэтому нужно заранее позаботиться о звуковом сигнале, чтобы предотвратить возможные ДТП.Электровелосипед своими руками

Очень часто можно услышать утверждение о том, что при использовании шуруповерта многие комплектующие не понадобятся. Однако это не так. К примеру, без педалей забраться на горку не всегда реально. К тому же, чтобы получить достаточно прочную конструкцию, потребуются большие финансовые вложения. При изготовлении электровелосипеда рекомендуется воспользоваться батареями высокой мощности. Таким образом, придерживаясь всех рекомендаций, изложенных выше, можно создать прекрасное и недорогое средство, которое обеспечит человеку комфортное передвижение не только по городу, но и за его пределами.

www.vsedelkin.ru


Смотрите также