Комплект для электровелосипеда: обзор, особенности и отзывы

Нет смысла напоминать современному человеку, что развитие цивилизации происходит по спирали. Техническое развитие - яркая иллюстрация этого процесса. История с изобретением электрического мотор-колеса, а именно такое устройство используется в рассматриваемом ниже транспортном средстве, это полностью подтверждает.

Все мы в детстве катались на велосипедах, а многие и в более зрелом возрасте не отказались от полюбившегося байка. Рано или поздно у многих велосипедистов возникает желание модернизировать свое транспортное средство. Причин для этого может быть много. Это расширение географии путешествий, проблемы со здоровьем, пробки в мегаполисах и элементарное желание попасть из точки А в точку B как можно быстрее и с наименьшими затратами.

История создания электрического мотор-колеса

Мотор-колесо, а оно представляет собой агрегат, в котором совмещено само колесо и электродвигатель, придумал (и запатентовал) американский изобретатель Веллингтон Адамс в 1884 году. Воплотить его идею в изделие смог через 6 лет его соотечественник - изобретатель Альберт Парселл, создав прообраз велосипедного мотор-колеса.

Попытки широкого практического применения этих перспективных устройств предпринимались в прошлом многократно. Однако ограниченное использование мотор-колес в конце 19-го и начале 20-го века не привело к реальной конкуренции с традиционными двигателями внутреннего сгорания ввиду отсутствия емких и легких аккумуляторов, способных выдержать сотни и тысячи циклов заряда-разряда. Поэтому мотор-колеса использовались и успешно применяются в настоящее время в узких областях, в мощных колесных средствах, например на рельсовом транспорте и карьерных самосвалах, где электроэнергию для них вырабатывают дизель-генераторы, расположенные на шасси.

Но шли годы, наука двигалась вперед, и такие аккумуляторы появились. Возникли технические предпосылки для использования изобретенного ранее устройства в современных условиях. Необходимость в применении перспективных и экологически чистых транспортных средств возникла по причине быстрого роста числа транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания, которые выбрасывают в атмосферу несметное количество вредных веществ и существенно ухудшают качество жизни людей, особенно в больших городах и мегаполисах, то есть там, где плотность автомобилей наиболее высока. Кроме этого известно, что запасы углеводородного топлива исчерпаемы и человечество просто вынуждено применять другие виды энергии для перемещения в пространстве.

На рубеже 20-го и 21-го веков миграция человека на электрические и гибридные средства передвижения стала реальностью. Например, в Японии в 1997 году был создан первый в мире массовый гибридный легковой автомобиль (Toyota Prius), который движется за счет бензинового и электрического двигателей в зависимости от команды водителя.

Электровелосипед, без сомнения, попадает под определение гибридного транспорта, так как передвигается с помощью электромотора, запитанного от аккумулятора, и мускульной силы велосипедиста (аккумулятор рано или поздно сядет, или очередная горка станет ему не под силу). Мотор-колесо идеально подходит для установки на велосипед. Оно компактно, надежно и относительно дешево.

Мотор-колесо - это колесо, совмещенное в едином корпусе с асинхронным электродвигателем, который получает электроэнергию от компактного аккумулятора. Управляют подачей электричества к колесу контроллер (блок с электронной "начинкой") и средства ручного управления (расположены на руле велосипеда). Для того чтобы использование комплекта стало технически и экономически выгодным, вес этих основных устройств должен быть минимальным (6-8 кг), и в настоящее время достичь этого удалось.

Альтернативные варианты электрификации велосипеда

Многие умельцы в нашей стране предлагают свои малобюджетные варианты переоборудования обычного велосипеда в электрический байк. На просторах интернета можно найти весьма экзотические методы таких переделок. Это могут быть варианты с использованием в качестве двигателя шуруповерта, аккумуляторной электродрели или других электродвигателей различными трансмиссиями. Следует отметить также, что на протяжении последних лет часто предлагалось в качестве конкурентного силового агрегата в составе комплекта по модернизации велосипеда использовать сильно шумящий двигатель внутреннего сгорания. Эти комплекты еще есть в продаже, но с каждым годом их популярность падает.

Составные части комплекта для сборки

Рассмотрим несколько подробнее составные части комплекта для сборки электровелосипеда. Есть один нюанс. Для экономии времени читателей разумно рассматривать (для массового потребителя) только заводские комплекты для переделки велосипеда в электровелосипед. В их составе присутствуют все необходимые детали, включая надежный крепеж, подробнуя инструкцию и защиту «от дурака», то есть соединение частей в одно целое возможно только одним правильным образом. Сборку эксклюзивных и особо мощных и продвинутых электровелосипедов оставим энтузиастам и техническим гуру.

Типы используемых аккумуляторов

Аккумулятор является источником энергии для работы мотор-колеса. Промышленность предлагает несколько типов:

1. Свинцовые аккумуляторы отличаются большим весом и невысокой удельной емкостью. Они еще используются с электровелосипедами по причине низкой стоимости, но мало подходят в качестве источника энергии для мотор-колеса для дальних поездок.
2. Никель-кадмиевые аккумуляторы имеют приемлемые размеры, довольно высокую удельную емкость, но и ряд отрицательных свойств. Это небольшой ресурс (около 1000 циклов "заряд - разряд"), эффект памяти и температурные ограничения по заряду и использованию.
3. Литий-ионные аккумуляторы по всем параметрам подходят для использования в качестве источника тока, но стоят они примерно половину суммы комплекта для электровелосипеда из Китая.

Виды и устройство электрических мотор-колес

Мотор-колесо представляет собой асинхронный электродвигатель, закрепленный на оси велосипеда, соединенный спицами с ободом. Это асинхронный электродвигатель, выполненный по схеме «наоборот». Ротор неподвижно закреплен на вилке, а статор вращается с колесом. Двигатели мотор-колеса имеют мощность в пределах от 250 ватт до 5 киловатт. Мотор-колесо имеет два основных варианта реализации:

1. Это редукторное мотор-колесо компактных размеров, которое содержит в себе планетарный редуктор с тремя шестернями, понижающий частоту вращения двигателя и увеличивающий тяговое усилие ведущего колеса при трогании велосипеда с места в сложных условиях пересеченной местности и на затяжных подъемах. Этот вариант недорогой, но имеет невысокий ресурс в 5-8 тысяч километров. Максимальная скорость передвижения - 30-35 км/час. Особенностью редукторного мотор-колеса является наличие обгонной муфты, которая отключает мотор при педалировании и на спусках. Это мотор-колесо не подходит любителям быстрой и агрессивной езды по пересеченной местности.

2. Безредукторное мотор-колесо с прямым приводом дороже и надежнее редукторного и позволяет создать бесшумные устройства с большой мощностью - до 5 киловатт, с возможностью рекуперации (процесса подзарядки электроэнергией системы при движении на спуске или накатом). В этом моторе при работе педалями будет присутствовать небольшое сопротивление движению. Это вызвано тем, что асинхронный двигатель является двунаправленным устройством. При отсутствии подачи электроэнергии на его обмотки этот мотор работает в режиме генератора и тормозит систему. Рекуперация даром не проходит, энергия должна откуда-то взяться. Ресурс колеса - десятки тысяч километров. Максимальная скорость передвижения - 60 км/час и выше.

Варианты установки мотор-колеса

Мотор-колесо может устанавливаться как на переднюю, так и на заднюю ось велосипеда. Возможен и полный привод. Преимущества передней установки - простота конструкции и возможность быстрой замены мотор-колеса на обычное старое велосипедное колесо.

Установка мотор-колеса на заднюю ось несколько сложнее. При монтаже могут возникнуть трудности по совместимости приобретенного комплекта с вашим велосипедом в плане работы дисковых тормозов и трещотки.

Возможна установка электродвигателя на каретку велосипеда. В этом случае вращение передается на педальный узел и велосипедист получает возможность менять передачи, как до модернизации.

Владельцы, которые своими руками устанавливали комплект для электровелосипеда для зимней езды, рекомендуют задний или полный привод. Передний привод приведет к частым падениям.

Кроме аккумулятора и мотор-колеса следует упомянуть устройства, которые будут ими управлять. Это силовой контроллер (электронная схема в защищенном корпусе) и механизмы управления, которые крепятся на руле велосипеда и состоят, как правило, из специальных рукояток с вмонтированными выключателями мотора при торможении велосипеда и устройства управления двигателем (рукоятка или рычажок), которое позволит изменять частоту вращения колеса (аналог газа на мопеде).

Монтаж комплекта для сборки электровелосипеда своими руками

Общий принцип монтажа комплекта достаточно прост. Для этого надо:

1. Определить максимальную скорость и дальность движения электровелосипеда. От этого зависит тип мотор-колеса.
2. Определить ведущее колесо. От этого зависит комплектность и состав крепежа.
3. Измерить диаметр ведущего колеса. Именно такое колесо должно быть в заказываемом комплекте.
4. Выбрать и купить понравившийся комплект переделки электровелосипеда своими руками. Можно сделать это в интернет-магазине.
5. Внимательно прочитать инструкцию по установке комплекта для электровелосипеда. Определить совместимость вашего байка и комплекта.
6. Опробовать комплект для электровелосипеда, соединив все детали и установив на подставку ведущее колесо.
7. Переставить камеру и покрышку со старого колеса на новое мотор-колесо.
8. Закрепить согласно инструкции остальные детали комплекта для электровелосипеда.
9. Зарядить аккумулятор и выполнить тестовую поездку на небольшое расстояние.

На верхнем снимке - комплект для электровелосипеда (своими руками выполнить монтаж несложно) для установки на переднюю ось с безредукторным мотором.

Безопасность эксплуатации электровелосипеда

Нелишним будет напоминание о безопасной эксплуатации такого доработанного транспортного средства. Велосипед, на который установлено электрическое мотор-колесо, приобретает принципиально новые свойства. Скорость движения велосипеда с электромотором может достигать 60-70 км/ч. Это практически скорость мотоцикла в городе. Велосипедист, установивший мотор-колесо на свой байк, должен применять все средства безопасности, аналогичные тем средствам, которые использует мотоциклист.

Требования к конструкции исходного байка

Кроме этого велосипед, который предполагается переоборудовать под электрический, должен иметь надежную и усиленную конструкцию. Больше всего для этих целей подходит мощный горный велосипед, который имеет запас прочности для передвижения по пересеченной местности. В конечном счете степень надежности исходного транспортного средства должен адекватно оценить его владелец. Отзывы владельцев электрифицированных байков указывают, что удары на высоких скоростях не выдерживают передние вилки. Редукторы мотор-колеса быстро ломаются при прыжках через препятствия. Слабое место – спицы обычного велосипеда. Их диаметр на ведущем колесе желательно увеличить. Поэтому имеет смысл покупать комплект для переделки электровелосипеда с заспицованным колесом. Спицы на таком колесе будут усиленные.

Отзывы

Отзывы свидетельствуют, что цена переделки обычного велосипеда с использованием готового комплекта для сборки приличного качества соизмерима со стоимостью готового заводского электровелосипеда начального уровня. Приобретать самые дешевые комплекты для электровелосипеда из Китая специалисты не рекомендуют. Можно попасть на некачественные компоненты. То же самое относится к комплектам для электровелосипеда с аккумулятором. Его следует покупать отдельно под свои условия. Сторонники приобретения готового электровелосипеда мотивируют это его усиленной и просчитанной конструкцией и дизайном. Потребительские свойства как переделанного, так и заводского электровелосипеда одного класса, согласно отзывам, будут практически одинаковы.