Как самостоятельно собрать недорогую литиевую аккумуляторную батарею для электровелосипеда? Двигатель для электробайка


Самое мощное мотор-колесо для велосипеда – даёт динамику, как у мотоцикла в 250 кубов! — Об электровелосипедах подробно — Блог

Самое мощное мотор-колесо для велосипеда устанавливается на заднюю ступицу модели прочной конструкции и имеет номинальную мощность 5000 Вт. Это предельное значение для серийно выпускаемых ступичных электромоторов для велосипедов. Такие двигатели предназначены для создания мегамощных электровелосипедов, не уступающих по динамике скутерам, мопедам и мотоциклам.

Максимальная скорость при использовании таких мотор-колес достигает 90–120 км/ч – в зависимости от веса водителя, климатических условий, напряжения аккумулятора. Динамика разгона впечатляет – примерно за 3 секунды можно разогнаться со старта до скорости 50 км/ч. Но мощные электроколеса имеют один недостаток – их существенный вес (порядка 13 кг и выше), из-за которого увеличивается расход батареи.

Самое мощное мотор-колесо для велосипеда фото

Установка самых мощных мотор-колес

Мотор-колеса мощностью 3000–5000 Вт устанавливаются на легкие мотоциклы, скутеры и прошедшие специальную подготовку усиленные велосипеды. По сути, после такого переоснащения велосипед превращается в электромотоцикл. При использовании электроколеса мощностью 1500 Вт и выше раму велосипеда необходимо существенно модернизировать. Нужно не просто поставить дропауты, а поменять задние перья или приварить маятник, как у мотоцикла.

Ступичный электромотор мощностью 3000 Вт очень сильный – он может и на холостом ходу разогнуть перья неукрепленного велосипеда. Поэтому усиление рамы перед установкой мощного электроколеса – обязательная процедура. Также необходимы:

  • хорошие амортизаторы – ведь на скорости больше 50 км/ч даже небольшой ухаб может стать причиной для вылета ездока из седла;
  • особая передняя вилка – от велосипеда для даунхилла или от мотоцикла;
  • тяжелая (массой от 10 кг) и сравнительно дорогая аккумуляторная батарея.

Поэтому установка сверхмощного мотор-колеса должна быть взвешенным и хорошо осмысленным решением.

Сверхмощное мотор-колесо фото

Альтернатива сверхмощным электроколесам

Если же вы хотите придать своему велосипеду функции электромопеда, получить максимальную скорость езды порядка 50 км/ч и легко преодолевать крутые подъемы, вам подойдет ступичный электродвигатель на 1000–1500 Вт. Он весит примерно 6–8 кг и дополняется аккумулятором массой от 5 кг. Такой электронабор оптимально подходит для велосипедистов, планирующих кататься по горной или холмистой местности. На прямых участках при напряжении 48 В он обеспечит разгон до 50 км/ч, а при напряжении 72 В – порядка 70 км/ч.

Если же вы просто хотите оснастить свой велосипед электроприводом, чтобы с легкостью ездить по городу или пересеченной местности, развивать скорость до 35 км/ч и избежать существенного утяжеления конструкции, мощные мотор-колеса вам не нужны. Купите модель мощностью 250–500 Вт, а при нехватке динамики в разгоне – добавляйте ускорение педалями. Велосипед в таком случае останется легким и мобильным.

Выбор оптимальной мощности мотор-колеса

Выбор оптимальной мощности мотор-колеса

В продаже представлены электроколеса мощностью от 250 до 5000 Вт. И чтобы выбрать из всего этого изобилия оптимально подходящий вариант, нужно понять, какие изменения вы хотите получить в конечном итоге:

  • если нужен помощник для спокойной езды, легкого вращения педалей даже при сильном встречном ветре и уверенного подъема в гору – подойдет электромотор на 250–500 Вт;
  • чтобы вращать педали только на крутых подъемах – выбирайте модель на 500–750 Вт;
  • чтобы придать велосипеду функции электроскутера и легко преодолевать даже крутые подъемы, не вращая педали, – стоит выбрать электродвигатель на 1000 Вт;
  • если вы планируете перевозить грузы или подниматься в гору с пассажиром без вращения педалей – выбирайте двигатель мощностью 1500 Вт и выше.

  «Золотой серединой» можно назвать мотор-колесо мощностью 1000 Вт. Оно успешно справляется со своими задачами даже в сложных условиях, подходит для использования в городских условиях и холмистой местности. Но использование достаточного мощного мотора и аккумулятора существенно увеличивает вес велосипеда, и в случае его поломки или разрядки АКБ доехать до пункта назначения, вращая педали, не удастся.

Об еще одной практичной альтернативе скутеру и мопеду – электросамокате – читайте здесь.

www.voltbikes.ru

Электровелосипед на бесщеточном моторе

Приближается весна, а за ней и лето. Тут-то на помощь для передвижения и приходит такой верный помощник как велосипед. Этот транспорт легок, не требует наличия водительских прав, а хранить его можно прямо в квартире. Но что же делать, когда ездить нужно на большие расстоянии и на это требует слишком много сил. Выход есть, вы можете установить на свой велосипед электродвигатель! Теперь вы сможете значительно сэкономить силы, проехав пару десятков километров на аккумуляторе. Конечно, дальность дистанции будет сильно зависеть от вашего веса, рельефа, а также емкости аккумулятора.

В этой инструкции мы рассмотрим, как можно просто установить на свой велосипед электродвигатель. Правда, схема немного затратная в качестве финансов, поскольку тут используется бесщеточный двигатель, который сам стоит немало, да и еще к нему нужно будет купить контроллер. Но если для вас это не преграда, идем дальше. К тому же, вы всегда сможете использовать более дешевые и доступные детали, к примеру, обычнее щеточные моторчики. Для этой самоделки не нужно переоборудовать велосипед, то есть если аккумулятор разрядиться, вы всегда сможете ехать дальше с помощью мускульной силы. А если немного подработать над схемкой, аккумулятор можно будет даже заряжать, двигаясь с горы или крутя педали. Итак, рассмотрим более подробно, как моторизировать свой велосипед.

Материалы и инструменты, которые использовал автор:

Список материалов:- двигатель;- контроллер для двигателя;- ось с колесом от скейта;- ременная передача;- аккумулятор;- ручка или кнопка для управления двигателем;- стальная пластина;- пружинка;- дверная петля;- болты с гайками и пр.

Список инструментов:- сварка;- болгарка;- отвертка и гаечные ключи;- дрель.

Процесс изготовления самоделки:

Шаг первый. Изготавливаем рабочий «орган»Передача крутящего момента с двигателя осуществляется на шину велосипеда, это самый простой способ, так как не нужно менять конструкцию велосипеда. Для главного рабочего узла понадобится колесо от скейта с осью, а также ременная передача. Сегодня без труда вы сможете купить все эти запчасти в Китае. Кстати, существую уже готовые комплекты для переоборудования скейта на электродвигатель.

Если все запчасти есть, со сборкой проблем не возникнет. Автор подключает двигатель через контроллер радиоуправления. Теперь вы сможете управлять двигателем удаленно! Но конкретно для этой самоделки это не очень полезно.

Шаг второй. Изготовление основыСледующей задачей будет установить изготовленную ранее конструкцию над задним колесом. Для этого понадобится изготовить специальную платформу. Тут на помощь приходит листовая сталь. Делаем все необходимые замеры, вырезаем деталь и сверлим отверстия. Теперь закрепите колесо скейтборда на основе, используя болты с гайками.Платформа должна быть обязательно подпружинена, чтобы колесо скейта нажимало на колесо велосипеда с равномерным усилием. Тут вам будет нужна пружина, а также дверная петля. Приварите петлю к пластине, другой стороной она будет крепиться к задней вилке велосипеда. Что касается пружины, что чтобы она могла упираться о пластину и не выскочила, сверлим в ней отверстие и устанавливаем в нем болт с двумя гайками, чтобы не открутилось. В завершении вам понадобится изготовить пластину, которая будет работать как шайба. Что касается задней вилки, то в ней рассверливаем отверстие под болт. Покрасьте изготовленную платформу, чтобы не ржавела, и установите на велосипед.Шаг третий. Упор для пружиныУпор для пружины делается из стальной квадратной трубы. Отрезаем нужный по длине кусок, а затем свариваем конструкцию в виде буквы «Г». Для крепления упора сделайте из листовой стали хомут под болтик с гайкой. Шаг четвертый. Приступаем к сборке Первое, что вам понадобиться установить, это аккумуляторы. Автор использовал два аккумулятора, он тщательно примотал их к раме изолентой, в итоге сверху остались видны только контакты. Тут важно потом не забыть, где плюс, а где минус.Если аккумулятор установлен, настал час упора для пружины. Ставим пружину, а потом упор. Для крепления упора используйте изготовленный хомут с болтом и гайкой. Второй точкой опоры для упора является вилка велосипеда. Далее устанавливаем всю необходимую электронику. Автор крепит все комплектующие, используя двустороннюю клейкую ленту. Тут важно понимать тот факт, что если вы не защитите двигатель и электронику от грязи и дождя, они довольно быстро выйдут из строя. Оставлять все как есть можно только для езды в сухую погоду или для тестового заезда. Для удобства полезно бы было установить на аккумулятор датчик уровня заряда.

Вот и все, наш электровелосипед готов, осталось подзарядить аккумуляторы. Тут будет нужно подходящее зарядное устройство. Заряжать можно сразу два аккумулятора или каждый отдельным зарядным, тут все уже зависит от блока питания.

Переходим к тестированию! Напомню, что у автора двигатель включается через радиоуправление. В принципе, в практических целях это использовать можно не сильно широко. На видео велосипед развивает довольно внушительную скорость, при этом учитывая, что на нем ездит не такой уж и легкий водитель. Вот, собственно, и все. Надеюсь, проект вам понравился, удачи и берегите себя! Источник Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

usamodelkina.ru

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

Как самостоятельно собрать недорогую литиевую аккумуляторную батарею для электровелосипеда

В самостоятельной сборке АКБ есть своя прелесть. Во-первых, это интересно, вы потренируетесь в мастерстве и создадите своими реками нечто полезное. Во-вторых, в большинстве случаев вы сумеете её правильно эксплуатировать, научитесь удалять мелкие неисправности, а также будете уверены в качестве сборки. Для удобства монтажа и обслуживания рекомендуем взять готовые наборы для сборки, которые используют авто, авиа, и другие моделисты-любители.

Пошаговая инструкция по сборке литий-полимерной аккумуляторной батареи:

1. Покупка ЛиПо элементов, прибора для контроля напряжения в элементах, зарядного устройства, противопожарных пакетов (2 шт.), проводов, разъемов;

2. Следующий шаг – покупка или изготовление металлического или пластикового бокса.

3. Далее батареи укладываем парами в пакеты, и подключаем силовые и балансирные провода;

4. В каждом пакете размещаем по два элемента с параллельным соединением, чтобы увеличить емкость. Затем последовательно соединяем пакеты между собой для создания нужного напряжения. Выводим  разъемы наружу с помощью удлинителей. Балансирные провода также соединяем последовательно, то есть объединяем их в колодку из 9 проводов;

5. Затем укладываем всю конструкцию в ящик, и присоединяем к ней автоматический выключатель на 20 Ампер. Ящик и пакеты смогут минимизировать риски при возгорании;nakb_02

 

Схема подключения элементов АКБ

Из четырех элементов можно быстро собрать литий-полимерную аккумуляторную батарею 33В на 10Ач, с балансирным разъемом 8S. Вес нашей батареи из 4 ячеек с ящиком составил около 3 кг. Огромный плюс в том, что при сборке используется минимум материалов и пайки. Такая батарея безопасно эксплуатируется с прибором для контроля напряжения в аккумуляторных элементах, а заряжается модельной (заводской) зарядкой. Емкость АКБ можно нарастить, добавив больше ячеек. Подобная сборка позволят передвигаться со скоростью 30 км/ч на дистанцию не менее 20 км.nakb_03

 

Сборка литий-полимерной аккумуляторной батареи

  Итак, ЛиПо батарея готова к эксплуатации. Осталось только решить, каким образом отслеживать заряд и разряд батареи. С зарядом проще, можно использовать специализированное зарядное устройство, которое при подключении будет оценивать состояние и правильность заряда каждого элемента в отдельности. С разрядом немного сложнее. Проще всего использовать контроллеры ТМ Volta bikes, которые при падении напряжения на аккумуляторе до определённого уровня, автоматически их отключают, чтобы не «убить» АКБ, однако если одна из ячеек разрядится намного раньше других, то АКБ всё-таки может выйти из строя. Состояние ячеек самодельного аккумулятора можно оценивать, регулярно проверяя их  при помощи специального прибора, который предназначен для контроля и отслеживания напряжения в аккумуляторных элементах.

Cell-Log – прибор для контроля напряжения в аккумуляторных элементахnakb_04

 

Cell-Log – прибор для контроля напряжения в аккумуляторных элементах

   Таким прибором также можно оценивать правильность заряда при подключении от источника постоянного тока, либо другой зарядки, которая не отслеживает состояние батареи по каждой ячейке. Это не особо затратный способ, но не совсем удобный, так как напряжение придется измерять довольно часто, а потому потребуется выработать привычку и понимание. Еще один способ контроля напряжения в АКБ – это установка платы управления батареей (BMS). Такая плата способна взять на себя все функции и обеспечить правильный и качественный заряд, разряд, защиту и мониторинг батареи. Пока плата будет в исправном состоянии, — аккумулятор и его владелец будут находится в безопасности.nakb_05

 

 Плата управления АКБ (BMS)

motor-koleso.ru

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

обзор популярных моделей, технические характеристики и отзывы

Массовое производство электровелосипедов началось относительно недавно. Первыми производителями, в 1998 году начавшими изготовлять велосипеды  в промышленных масштабах, стали китайские  компании. Они и сегодня остались самыми крупными производителями велосипедов с моторами.

Трехколесный взрослый велосипед на электродвигателе

Следом за ними в этой отрасли начали работать европейские и американские компании. Сегодня во многих странах мира выпускают огромное количество игра велосипедов различных моделей. Появившийся в продаже трехколесный велосипед, снабженный электрическим приводом, стал настоящей находкой для людей, которым по разным причинам было трудно передвигаться по городу.

Теперь у них появился удобный личный транспорт, на котором можно не только перемещаться  с комфортом, но и перевозить весьма объёмные грузы.

Важно! Приобретение трехколесные велосипеды позволяет людям с ограниченными возможностями не зависеть от общественного транспорта, а совершать самостоятельные поездки.

Преимущества трехколесного электровелосипеда для взрослых

Не все понимают, чем отличается трехколесный велосипед с электромотором, от мотоцикла и мопеда.  Таким отличием является возможность использовать не только энергию двигателя, но и дополнить ее умеренными физическими нагрузками.

Важно! При полном разряде аккумулятора водитель электровелосипеда может перейти на педали и без проблем доехать до нужного места.

Для жителей города  электротрициклы являются незаменимым транспортным средством. Их владельцам не грозят утомительные поездки с использованием общественного  транспорта.

За время, прошедшее с выпуска первых моделей электротрициклов, данный вид транспорта неоднократно модернизировался. Сегодня он обладает важнейшими преимуществами, привлекающими потребителей:

  • возможность использования людям, не имеющим физической подготовки. Это дает возможность выезжать на велопрогулки даже людям, опасающимся не справиться с нагрузкой от обычного велосипеда.
  • конструкция электробайка становится всё легче, поскольку для создания их рам используются самые прочные и легкие современные материалы;
  • производители оснащают электротрициклы мощными и емкими аккумуляторами, позволяющими преодолеть значительное расстояние без дополнительного заряда;
  • для использования электровелосипеда нет необходимости в получении прав, отсутствуют возрастные ограничения;
  • разнообразие моделей, предлагаемых производителями, позволяет покупателю выбрать устройство с двигателем нужной мощности и подходящими техническими характеристиками.

Представляем несколько популярных моделей 3-х колесных электровелосипедов для взрослых.

E-motions Kangoo-ru 500w

Велосипед E-motions Kangoo-ru

Эта великолепная трехколесная модель является разработкой французских производителей, Все комплектующие детали изготовляются во Франции, однако сборка осуществляется на китайском предприятии. Производители снабдили электробайк мощным мотор-колесом, установленным впереди.  Двигатель мощностью 500w отличается надежностью, поскольку в его конструкции отсутствую редуктор и шестеренки. Он выполняет свою работу с помощью магнитных обмоток.

E-motions Kangoo-ru оснащен колесами разных размеров – два задние колеса имеют диаметр 20'', а переднее колесо – 24 ''. Укомплектован свинцово-кислотной АКБ 36V 12 Ач, что увеличило вес велосипеда до 50 кг. Однако его грузоподъемность достигает 150 кг, что позволяет использовать транспортное средство для перевозки груза. Для этой цели транспорт оснащен двумя большими корзинами.

Ездить на этом электробайке можно в трех режимах:

  • на электротяге;
  • с помощью педалей;
  • совмещая работу педалей и двигателя.

Руль с корзиной для вещей

Для справки! Устройство способно проезжать до 40 км, с максимальной скоростью до 30 км час. Комфортное передвижение обеспечивают амортизаторы и тормоза барабанного типа, снабженные системой рекуперации, позволяющей экономить заряд АКБ.

Трехколесный электровелосипед Wellness Fazenda

Данное транспортное средство изготавливает известная китайская компания, чьи электровелосипеды популярны во всем мире. Производители оснастили его надежным бесщеточным двигателем 500 Вт и литий-ионным АКБ 48V 10 Ач. Для защиты от влаги все электрооборудование помещено во влагоустойчивые корпуса.

Электрический велосипед Wellness Fazenda

Особая конструкция рамы Wellness Fazenda, изготовленной из алюминиевого сплава, делает ее подвижной. Это придает транспорту дополнительную устойчивость на поворотах и при движении по неровной дороге. Колеса диаметром 24'' имеют качественные шины, что обеспечивает транспорту отличную маневренность и проходимость.

Управление на руле

Имеется три режима езды, позволяющие использовать при движении только мотор, педали, а также их синхронную работу. Транспорт оборудован системой  Pass Control, облегчающей работу педалей. Наличие фар позволяет пользоваться электровелосипедом в темное время. Основные технические характеристики:

  • вес модели – 42 кг;
  • грузоподъемность – 120 кг;
  • пробег без дополнительной зарядки АКБ – 35 км;
  • на ровной дороге развивает скорость до 35 км/час.
  • Конструкция оснащена тормозной системой барабанного типа и жесткой подвеской.

Иж-Байк Фермер Электро

Трехколесный электровелосипед российского производства разработан и изготовлен в Ижевске. Производители использовали в конструкции прочную стальную раму, колеса диаметром 24'', мотор-колесо 250 Вт в качестве переднего привода. Для подачи на двигатель электроэнергии транспорт оснащен герметичной свинцово-кислотной АКБ 36В/12 Ah. Предусмотрено 6 скоростных режимов.

Иж-Байк Фермер - велосипед с электро мотором

Этот комплект электрооборудования позволяет байку передвигаться со скоростью до 26 км/час и проезжать на одном заряде до 50 км (с использованием режима мотор + педали). Надежная система торможения Иж-Байк, состоящая из тормозных колодок на заднем колесе и тормозов v-brake на переднем, обеспечивает безопасность водителя при езде, а передняя вилка с амортизатором и удобное сиденье делают поездку комфортной.

Модель Фермер Электро снабжена двумя прочными и вместительными корзинами, что позволяет использовать ее для перевозки грузов. Низкая и устойчивая рама удобна для водителя любого возраста. Грузоподъемность устройства достигает 150 кг.

gyrorating.ru

Контроллер для электровелосипеда: функции и принципы его работы

Для запуска мотор-колес, управления скоростью их вращения, и обеспечения контролируемой остановки применяются устройства, называемые контролерами. Контроллер – одна из главных составных частей бесперебойной работы электровелосипеда; это электронное устройство, отвечающее за работу мотор-колеса и управляющее ей. Контролер выполняет функцию посредника между электромотором и рулевым управлением, он обеспечивает подачу токов к электродвигателю и электрокомплектующим от аккумуляторов.

Принцип работы контроллера аналогичен мозговой деятельности.

Первоначально контроллер воспринимает сигнал от электрооборудование, далее — анализирует принятую информацию, и в конечном итоге обеспечивает скоординированную работу электросистемы в соответствии с поставленными перед ним задачами. Контроллер использует широтно-импульсные модуляции для регулирования мощности мотор-колеса, обеспечивая точный контроль скорости и защищая электросистему от перенапряжения и перегрузки по току. Скорость вращения двигателя прямо зависит от амплитуды прилагаемого напряжения. Амплитуда сигнала, направляемого от контроллера к мотор-колесу, регулируется с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИП). Последовательность импульсов отображается изменением длительности сигнала, т.е. шириной импульса.

Контроллер предоставляет трехфазное электропитание велосипедного мотор-колеса, обеспечивает бесперебойное функционирование двигателя электровелосипеда.

kont02При сборке электровелосипеда из комплектующих, следует брать во внимание, что компоненты велосипедного электронабора должны иметь равную степень напряжения и мощности. Поэтому, нужно использовать только тот контролер, который соответствующий за своими параметрами мощности электродвигателя.

К контроллеру подключаются, как правило, все электрические комплектующие велосипедного набора. Многие модели контроллеров предполагают возможность подcоединения к ним, помимо стандартных электрокомплектующих, также и охранной сигнализации.

Контроллер электровелосипеда принимает сигналы от ручки акселератора, и на основе воспринятой информации управляет скоростью вращения мотор-колеса, регулируя ток, подаваемый к электродвигателю. Принцип формирования руководящих сигналов для контроллера при управлении электровелосипедом довольно прост: при повороте ручки акселератора датчик Холла формирует управляющий сигнал для контроллера, на основании которого в последующем и происходит движение мотор-колеса с определенной частотой. Три датчика Холла мотор-колеса (SS41) обеспечивают обратную связь мотор-колеса с контроллером – они информируют контроллер о положении ротора, а также извещают его о необходимой периодичности подачи напряжения на электродвигатель. Воспринимая информацию от датчиков Холла о положении ротора, контроллер подает импульсы напряжения на обмотки статора, тем самым обеспечивая его вращение.

Контроллер, управляя работой электровелосипеда, обеспечивает:     включение/выключение электроники,     регулировку скорости вращения мотор-колеса,     возможность ограничения скорости,     круиз-контроль,     возможность работы электродвигателя в трехскоростном режиме,     функционирование системы рекуперативного торможения,     поддержание тормозного момента электродвигателя,     подключение и отображение на панели управления параметров работы электросистемы,     реверс – обратный ход.

Основные, выполняемые контроллером функции управления работой электровелосипеда можно разделить на три группы:     управление скоростью движения электровелосипеда,     управление крутящим моментом,     защита электродвигателя.

Электровелосипедный контроллер снижает уровень вибрации двигателя при старте, продлевая таким образом срок службы мотор-колеса.

Благодаря возможностям контроллера можно регулировать не только скорость движения электровелосипеда, но и уровень регенерации энергии при торможении. В этом случае контроллер обеспечивает работу электродвигателя в качестве генератора энергии, создавая таким образом условия для частичного восстановления энергии батарей. Система рекуперативного торможения позволяет увеличивать пробег электровелосипеда от одного заряда аккумуляторных батарей, а также обеспечивает высокую энергетическую экономичность.

В основе функции рекуперативного торможения контроллера, положен электрический способ рекуперации кинетической энергии. Контроллер обеспечивает выполнение мотор-колесом функции рекуперации энергии при торможении и в момент движения электровелосипеда вниз по склону.

При торможении велосипедное мотор-колесо начинает работать в генеративном режиме, в электродвигателе создается тормозной момент и вырабатывается кинетическая энергия, которая запасается в аккумуляторных батареях, и используется в последующей работе электровелосипеда.

С целью повышения уровня безопасности водителя электровелосипеда на дороге, контроллер отключает мотор-колесо при торможении. Электровелосипедные контроллеры создают возможность регулирования скорости вращения мотор-колес в трехскоростном режиме.

Благодаря функции круиз-контроля контроллера, при повороте ручки газа под определенным углом и удерживании её в данном положение в течении 8-10 секунд, электровелосипед набирает скорость и фиксирует её на определенном показателе до момента последующей регулировки скорости велосипедистом или же торможения. Иными словами, одной из функций контроллера является стабилизация частоты вращения мотор-колеса, благодаря чему велосипедисту не приходится постоянно пользоваться ручкой акселератора для поддержания определенного уровня скорости передвижения.

Контроллер обеспечивает оценку (мониторинг) уровня напряжения аккумуляторных батарей и отключает электронику, когда напряжение в батареях падает больше чем на 87,5 процентов с целью защиты аккумуляторов от чрезмерной разрядки.

Для защиты FET транзисторов, контроллер электровелосипеда следит за их температурой и отключает мотор-колесо, если температура повышается выше допустимого уровня. В случае если на мотор-колесо подается слишком большой ток, контроллер уменьшает подачу тока.

Внутри контроллер состоит из отдельных частей (например, конденсаторов, транзисторов и резисторов), поскольку электровелосипедный контроллер имеет дело с большими токами и напряжением. Максимальная частота вращения мотор-колеса обеспечивается благодаря установке в контроллере специального резистора.

Электровелосипедные контроллеры с каждым годом все больше и больше усовершенствуются: увеличивается спектр их функциональных возможностей, уменьшаются их габаритные параметры. В последние годы появились контроллеры интегрированные в структуру электродвигателя, благодаря чему уменьшилось число внешних составных частей электровелосипеда, и, соответственно, количество проводов, проходящих через электровелосипед.

Конструкция электровелосипедных контроллеров очень надежна и прочна. Электронные схемы контроллеров устойчивы к вибрациям. Корпуса контроллеров, как правило, изготовляется из алюминиевого сплава, к тому же, в них обязательно обрабатываются соединительные места и область выхода наружу проводов специальным герметиком во избежание попадания внутрь корпуса воды или пыли.

Поскольку производители делают корпус контроллера непроницаемым, не стоит вскрывать его самостоятельно без веских на то причины, поскольку вряд ли вы сможете потом так же герметично его запечатать, и сделаете таким образом его более восприимчивым к попадению воды в дождливый погоду. Поэтому, в случае каких-либо изменений в работе электроники контроллера, лучше проконсультируйтесь со специалистом о возможным способах устранения неисправностей или же обратитесь в специализированный сервисный центр.

motor-koleso.ru


Смотрите также