Как правильно выбрать электровелосипед.

04.04.2014

Все для электротранспорта. Все для электровелосипеда

Подробно о конструкциях электровелосипедов и особенностях их устройства.

Перед тем как выбрать электровелосипед, задайте себе вопрос: «Как я планирую его использовать?» Потратьте некоторое время, чтобы обдумать его, потому что это самый важный фактор в определении лучшего продукта в соответствии с вашими личными предпочтениями.

По какому типу местности вы будете передвигаться? На холмистой местности понадобится большая мощность двигателя.

Какую часть времени вы готовы вращать педали? Чем больше вы пользуетесь педалями, тем меньшей мощности вам нужен электродвигатель и менее емкостные аккумуляторы.

Какие расстояния планируете преодолевать? Большинство электровелосипедов имеют запас хода от 20 до 50 -ти километров.

Нужна ли вам скорость в 40 и более км/ч или в 20-25 км/ч вполне достаточно? Для большей скорости нужен более мощный мотор и более дорогие аккумуляторы.

Будете ли пользоваться каждый день или от случая к случаю? Если электровелосипед редко используется, необходимо задуматься над его хранением и компактностью.

После того как Вы определили, как вы будете использовать электровелосипед, мы поможем Вам разобраться в плюсах и минусах различных вариантов сборки. Подберем все для электровелосипеда.

Существуют две основные категории электровелосипедов: серийные модели и сборные.

ТМ «Volta bikes» продаёт готовые электровелосипеды и комплекты для конвертации обычных велосипедов на электротягу. В ассортименте имеются модели с разными характеристиками.

Серийные модели бывают самых разнообразных видов, типов и размеров. Они спроектированы изначально как электровелосипеды с уникальными характеристиками и дизайном и собираются на заводах. Серийные электровелосипеды более изящны и скрывают проводку и электрические компоненты благодаря особенностям конструкции. Многим нравятся характеристики серийных электровелосипедов, и у них не возникает необходимости их дорабатывать.

Желающим выбрать каждую деталь самому, подойдут сборные модели. Сборные модели – это электрифицированные стандартные велосипеды. Превращение в электровелосипед происходит благодаря моторизированному колесу, контроллеру, аккумуляторам и элементам управления.

Т.е. благодаря электронаборам, или комплектам, каждый владелец велосипеда может превратить его в электровелосипед.

Недостатком сборных моделей является обязательное наличие знаний и умений, а также хлопоты с маскировкой и монтажом проводки. С другой стороны, вы можете выбрать практически любой стандартный велосипед, или использовать уже имеющийся, что в большинстве случаев и делается. В отличие от серийных электровелосипедов, у вас нет ограничений для изменения или обновления компонентов на Ваше усмотрение. А в случае затруднений с самостоятельной сборкой, для монтажа комплекта можно обратиться в веломастерскую.

Электронаборы ТМ «Volta bikes» позволит Вам достичь более высоких показателей мощности и скорости, которые не предусмотрены в большинстве серийных моделей электровелосипедов. Наборы комплектующих прекрасно подходят для высоких людей, или велосипедистов с весом более 100 кг., так как они могут выбирать велосипеды с нужным размером рамы и подбирать для них мотор-колёса с более высокой мощностью, что обеспечит большую грузоподъемность. Людям, живущим в горной местности, может потребоваться дополнительный крутящий момент для преодоления крутых холмов или склонов, возможно даже два мотор-колеса спереди и сзади. А для тех, кто предпочитает конкретную модель велосипеда или любят езду с ветерком, покупка компонентов ТМ «Volta bikes» по отдельности, обеспечит необходимую гибкость при выборе деталей.

Pedal-assist или управление дросселем?

Электрические велосипеды имеют два основных метода управления двигателем: pedal-assist (помощь вращению педалей) и/или управление дросселем. Как следует из названия, pedal-assist «помогает» вращению педалей и требует некоторых входных данных.

Используя этот метод, датчик крутящего момента следит за движением (вращением педалей) и в соответствии с напряжением, изменяющимся от скорости вращения, определяет требования к потребляемой мощности. Выходные данные через контроллер передаются мотору, который подстраивается под силу вращения педалей. Все операции автоматизированы и происходят без Вашего вмешательства.

Эта система имеет самое большое распространение в Европе и множество моделей электровелосипедов выпускаемых для ЕЭС, - вообще не имеют ручки «газа».

Некоторые электровелосипеды имеют множество элементов управления, в то время как другие только одну ручку управления скоростью. В более дорогих схемах управления, pedal-assist можно регулировать. При более низких настройках, помощь вращению педалей едва заметна, но помогает увеличить дальность хода. При более высоких настройках, помощь действительно ощутима, двигатель совершает большую часть работы за Вас, а Вы спокойно крутите педали. В более простых схемах управления, мотор-колесо подключается с фиксированной мощностью (обычно не полной), когда велосипедист начинает вращать педали и отключается через некоторое время после того как он перестаёт это делать.

Управление дросселем (регулятор газа или рукоять акселератора), с другой стороны, вовсе не требует вращения педалей. Прокрутите и удерживайте газ, контролируя мощность и скорость. Электровелосипеды с регулятором газа позволяют ощутить себя за рулем скутера или мотоцикла. Вы можете помочь вращением педалей, но это не обязательно. Для горных электровелосипедов и поездок по пересеченной местности лучше выбрать регулятор газа с рукояткой, разделённой пополам на подвижную и неподвижную часть, так как при сильных вибрациях ваша рука будет прокручивать обычную (полноразмерную) рукоятку газа.

Некоторые электровелосипеды работают только в режиме pedal-assist, другие – управлением дросселя, и некоторые из них работают в обоих режимах. Практически во всех моделях электровелосипедов ТМ «Volta bikes» реализованы обе схемы управления мотор-колесом, что даёт Вам полную свободу.

Как правило, электровелосипеды без регулятора газа, имеют несколько уровней мощности функции pedal-assist (обычно, 3 – полный, средний и незначительный), что делает вашу поездку намного комфортнее. В то время как велосипеды «Volta bikes» с дроссельным управлением и функцией pedal-assist имеют один режим автоматического ассистирования педалям. В наших моделях дроссель обеспечивает полный контроль за скоростью движения, а pedal-assist играет второстепенную роль. Думаем, что это самая оптимальная схема.

Если вы планируете использовать велосипед по назначению и крутить педали, то лучше используйте pedal-assist. Для тех, кому педали понадобятся в последнюю очередь, выбирайте регулятор газа. Оба варианта езды доступны для владельцев электровелосипедов ТМ «Volta bikes».

Контроллер:

Контроллер обеспечивает функционирование мотор-колеса электровелосипеда. Он может быть простым (на подвесных моторах), но чаще всего работает в двух режимах: «power-on-demand» и «pedal-assist». В режиме power-on-demand (можно перевести как мощность по требованию) контроллер получает сигнал от рукоятки газа, преобразует и передает нужное напряжение и мощность от аккумулятора к двигателю. Во втором случае, контроллер работает в режиме помощи вращению педалей (pedal-assist). Он содержит датчик силы и/или скорости вращения педалей, что позволяет постоянно регулировать мощность двигателя для обеспечения комфортной езды. Также контроллер может иметь функцию «круиз-контроль», которая поддерживает постоянную скорость движения электровелосипеда; отображать заряд аккумулятора; управлять индикаторами, переключателями, фарами и выполнять рекуперацию энергии при торможении двигателем. (Рекуперация – это возвращение части энергии для повторного использования в том же процессе) В продвинутых моделях электровелосипедов или электронаборов, велокомпьютер входит в комплект поставки.. В разных моделях электровелосипедов «Volta bikes» эти функции реализованы вместе или по отдельности.

Рекуперация зависит от модели мотора и контроллера и осуществляется на холостом ходу и/или при торможении. Это полезная функция, которая позволяет немного подзаряжать аккумуляторы на спусках и движении накатом.

Контроллеры представляют собой набор микросхем, помещенных в алюминиевый корпус, который является одновременно радиатором и защитой от окружающей среды. В зависимости от модели, контроллер на входе и выходе может иметь разное количество и вид проводов с контактами для подключения компонентов.

Двигатель:

В настоящее время большинство моделей электрических велосипедов, оборудованы безщеточными мотор-колесами. Двигатель встроен прямо в переднее или заднее колесо. Но на некоторые модели устанавливают подвесной электродвигатель с цепным приводом. Такая модель имеется и в ассортиментной линейке ТМ «Volta bikes». Этот вариант обеспечивает хороший крутящий момент, за счёт редуктора, при меньшей мощности двигателя, однако внешние электродвигатели не настолько тихие, эффективные или «скрытые», как двигатели, вмонтированные в колесо. Основной причиной использования внешнего двигателя является его дешевизна.

Моторизированные колеса, или мотор-колёса, используются в большинстве серийных и сборных электровелосипедов. Мотор-колёса бывают со встроенным редуктором и без него.

Двигатели с редуктором имеют внутреннюю планетарную передачу, которая передаёт энергию от двигателя на колеса. Благодаря этому, они обеспечивают отличный крутящий момент, но ограничены в максимальной скорости. Положительными качествами таких мотор-колес являются увеличенный крутящий момент, который даёт лучшее ускорение и способность к преодолению подъемов; меньшее потребление энергии, а также небольшой размер и вес. Из недостатков можно отметить более низкий кпд, за счёт механических потерь в редукторе. И хотя редуктора имеют большой ресурс работы, всё равно желательно их периодически обслуживать.

На серийных электровелосипедах, диапазон мощностей мотор-колес обычно колеблется от 180Вт до 350Вт , с запрограммированной контроллером максимальной скоростью около 25 км/ч. Но некоторые комплекты могут иметь мощность в 1000Вт и более, с увеличенной максимальной скоростью вплоть до 60-80 км/час и внушительным крутящим моментом (хорошо подходит для очень холмистой местности). Но мощный мотор требует большей емкости аккумулятора, крепких колёс и усиленной рамы, более дорогого контроллера, хороших дисковых тормозов, что значительно влияет на стоимость электровелосипеда. Например, Stealth Bomber, который развивает скорость до 80 км/ч и оснащен двигателем в 4500Вт, стоит $18000. Но это уже крайность из разряда излишеств.

Бесщеточные мотор-колёса (прямой привод) не имеют редукторов и используются в более дешевых электронаборах, потому что проще в производстве. Классическое мотор-колесо Шкондина (российский изобретатель) имеет всего 7 деталей. Этот тип мотор-колёс приводится в движение с помощью импульсов переменного тока, формируемых контроллером - на магнитную обмотку внутри двигателя, заставляя его вращаться. Хотя, в конечном счете, коррозия и оказывают влияние на этот тип двигателя, также как и на любое изделие из металла, тем не менее, он может прослужить в течение многих лет, поскольку внутри него нет никаких шестерен и отсутствует контакт между движущимися частями (за исключением подшипников на оси). Они способны развивать большую скорость. Но отсутствие передач обуславливает меньший крутящий момент, а значит, - для разгона требуется больше энергии. Это означает, что двигатели с прямым приводом больше и тяжелее, чем редукторные. На небольших скоростях динамика у редукторного двигателя мощностью 350 ватт будет примерно такой же, как у 500-ваттного с прямым приводом. Опытный человек в большинстве случаев может определить тип мотор-колеса по его внешнему виду.

Таким образом, если не принимать в расчёт возможность достижения более высокой скорости безредукторным мотор-колесом, и его повышенной надёжности, для использования на скоростях до 25 км. в час, лучше подойдут более лёгкие и экономичные редукторные мотор-колёса.

Расположение мотор-колеса.

Переднее мотор-колесо применяется как на серийных, так и на сборных электровелосипедах.

Установка мотор-колеса впереди является самым простым вариантом для преобразования стандартного велосипеда, так как Вам не нужно будет беспокоиться о настройке механизмов переключении передач или цепи. В большинстве переоборудованных велосипедов аккумуляторы располагают на заднем багажнике или на кронштейне с креплением к подседельной трубе, поэтому монтаж мотор-колеса впереди помогает равномерно распределить вес велосипеда на оба колеса. Однако существует небольшой риск повреждения передней вилки. Если Вы будете использовать мощные моторы, лучше усилить переднюю вилку велосипеда и зафиксировать ось мотор-колеса от проворачивания в ней.

Заднее мотор-колесо чаще встречается на серийных велосипедах, потому что они легко устанавливаются на заводе-изготовителе, но немного сложнее для самостоятельной установки.

Самостоятельная установка заднего мотор-колеса потребует определенных знаний и навыков, так как Вам придется установить на мотор-колесо кассету с шестернями передач, цепь и переключатель скоростей. Кроме того, действует ограничение на количество задних зубчатых передач (обычно, не более 6). Но задние мотор-колеса обеспечат больший крутящий момент, за счёт лучшего сцепления с дорогой. К тому же, - они менее заметны, чем передние.

Параметры и конфигурации аккумуляторов.

Самым важным фактором в определении общей стоимости электровелосипеда является аккумулятор. Есть несколько различных типов аккумуляторов, и они бывают различных форм и размеров. Как правило, серийные электровелосипеды комплектуются SLA или Li-ion батареями. Для сборных электровелосипедов не существует ограничений в выборе аккумуляторов. Вот три основных типа аккумуляторов и различные «подкатегории», которые Вам понадобятся при выборе электровелосипеда.

SLA(Sealed Lead Acid) - герметичные гелевые свинцово-кислотные аккумуляторы являются самым доступным по цене вариантом батарей, но и самым тяжелым, с наименьшим сроком эксплуатации. SLA хороши для начинающих, или желающих сэкономить. Вы можете легко начать со свинцово-кислотных аккумуляторов, а позже обновить или заменить их. Вес 12-ти вольтовой батареи, 12 амперной батареи, составляет около 4.3- 4.4 кг (требуется умножить на 2 для 24В; на 3 для 36В; на 4 для 48В), они могут значительно отягощать электровелосипед.. SLA аккумуляторы обычно имеют 300-700 циклов заряда-разряда, что обеспечивает работу на протяжении 2-3 лет (в зависимости от частоты использования электровелосипеда). Эти батареи чувствительны к падению заряда и могут выйти из строя, если продолжительное время будут находится в разряженном состоянии.. А также они теряют свою мощность к концу срока эксплуатации и наработке циклов зарядки. Если пользоваться гелевыми аккумуляторами бережно, не доводя их до полного разряда, тем самым можно увеличить продолжительность их эксплуатации.

Никель-металл-гидридные (NiMH) аккумуляторы - хороший вариант батареи по умеренным ценам. NiMH батареи меньше, легче и прочнее кислотных. Так как большинство серийных электровелосипедов используют SLA или Li-ion, этот вариант используется для сборки индивидуальных электровелосипедов. NiMH аккумуляторы в 2 раза легче кислотных, а срок эксплуатации больше, по 500-800 циклов заряда (2-4 года). Также они имеют более умеренную скорость падения ёмкости к концу срока эксплуатации.

Литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы обладают самым продолжительным сроком службы и легким весом, но они самые дорогие. Li-ion это общее название нескольких подкатегорий. Убедитесь, что понимаете между ними разницу, так как многие веб-сайты, дилеры и производители завышают показатели и надеясь на Вашу неосведомленность, выдают более дёшёвые модели литиевых аккумуляторов за более дорогие.

Литий-кобальтовые (LiCoO2) - распространены в ноутбуках и мобильных телефонах. Очень легкие, но нестабильны и пожароопасные! (практически не применяются в электротранспорте)

Литий-марганцевые (LiMnO2)- наиболее распространены в электровелосипедах. LiMnO2 почти всегда называют «Li-ion» или «литий-ионными». Это самый доступный тип Li-ion, который хоть и значительно легче, чем другие типы аккумуляторов, но самый тяжелый из Li-ion серии. Если кто-нибудь указывает в параметрах таких аккумуляторов более 1000 циклов заряда, то они завышают показатели! Этот тип Li-ion аккумуляторов обычно имеет 700-1000 циклов заряда и срок эксплуатации около 5 лет.

Литий-полимерные (LiPo) - немного дороже, чем LiMnO2, но имеют схожие параметры. Разница заключается в конструкции, так как LiPo батареи не имеют жесткого металлического корпуса, но обернуты в гибкий полимерный материал. А сборка из литий - полимерных элементов уже устанавливается в металлический кожух аккумулятора или, например, размещается прямо в полостях рам электровелосипедов.

Литий-железофосфатные (LiFePO4) аккумулятры – самые лучшие на сегодняшний день аккумуляторы из Li-ion серии, имеющие самый длинный срок службы и легкий вес. LiFePO4 стоит дорого, но обладает самым большим количеством циклов заряда-разряда - 1500-2000 и имеет самую медленную скорость уменьшения ёмкости из всех типов батарей. Это означает, что они обеспечивают полную мощность на протяжении большей части срока службы, и они незначительно ослабевают к концу срока эксплуатации.

*Об устройстве литий-ионных аккумуляторов и о том, как различать между собой разные подвиды, в ближайшее время читайте статью на нашем сайте.

О напряжении батареи.

Электровелосипеды, как правило, предлагаются в конфигурациях с напряжением батарей 24В, 36В и 48В. Большее напряжение чаще всего означает более высокую максимальную скорость, но это не всегда верно, - прямой зависимости нет. Так как эффективность двигателя и системы привода влияет на мощность и скорость, комплект, с 24-х вольтовой батареей может иметь ту же максимальную скорость, как и 36В. Но, как правило, электровелосипеды с большим напряжением быстрее, потому что могут без ущерба для аккумуляторов использовать более сильный ток. В среднем, скорость электровелосипеда на 24В-ом комплекте может достигать 24-29 км/ч; 25-32 км/ч ? на 36В; 38-45 км/ч ? на 48В, однако, почти во всех моделях скорость, в целях безопасности, ограничивается электроникой до 25 км/час. Некоторые электро-комплекты с напряжением батареи 72В позволяют достигать скорости в 56 км/ч. Также, следует понимать, что более высокое напряжение требует больше батарей, а больше батарей значительно увеличивают вес и стоимость электровелосипеда.

Высокие скорости оказывают значительную нагрузки на велосипед. Обратите внимание, что рамы, вилки и колёса серийных моделей велосипедов, из которых аматоры пытаются приготовить «горячие» электробайки большой мощности, не рассчитаны на подобные усовершенствования.

О безопасности поездок

Учтите, что даже самые быстрые спортсмены передвигаются на велосипеде в среднем со скоростями 26-30 км/ч. Скорость в 30 км/ч ощущается на велосипеде как очень быстрая езда. Свыше этой скорости движение, особенно при отсутствии подвески на велосипеде, - может быть небезопасным.

Поэтому,

Во-первых: не следует электровелосипед расценивать, как полноценную замену скутеру и при подборе электровелосипедов или электронаборов, ставить показатели скорости во главу угла.

Во вторых: не рекомендуем гнаться за непомерной мощностью двигателя, потому что это замкнутый круг: большая мощность двигателя требует увеличения веса аккумуляторов, а увеличение веса аккумуляторов требует дальнейшего наращивания мощности двигателя и усиления конструкции. В этом случае, купите себе лучше мотоцикл!

Возможно, Вас немного убедит тот факт, что автор этих строк (вес около 95-97 кг. в одежде), уже четвёртый год регулярно катается на модели Volta 929 Z (без поломок) с редукторным двигателем мощностью 200 ватт и менять его в ближайшее время не собирается.

В поездках обязательно используйте защитный велосипедный шлем, потому что кости можно срастить, раны залечить, а голова у нас одна и «ремонту» поддаётся слабо.

Старайтесь поменьше ездить по дорогам с интенсивным дорожным движением, особенно в ночное время, так как это не есть полезно для здоровья, во всех отношениях. Изучите правила дорожного движения. И вообще, в поездках на электровелосипеде, как и в любом деле, прежде всего, - должен присутствовать здравый смысл.

Аккумуляторы и параметр Ампер-часы (Aч).

Батареи имеют три основных параметра:

- собственный вес, о котором мы уже говорили;

- рабочее напряжение (Вольт) и

- ёмкость аккумуляторов (Ампер-часы -Ач).

Напряжение аккумуляторов, конечно, имеет значение, в том плане, что оно должно соответствовать параметрам контроллера и мотор-колеса. А вот количество Ампер-часов оказывает самое прямое влияние на величину пробега. Ампер часы являются мерой мощности батареи. Они позволяет определить дальность хода электровелосипеда. Хотя многие факторы влияют на результат (вес велосипедиста, рельеф, мощность мотор-колеса, температура воздуха, отсутствие или наличие ветра и т.д. Подробно об этом написано в статье «От чего зависит расстояние пробега»), можно сформулировать следующее эмпирическое правило: дальность хода в километрах равна количеству ампер часов. Так в нормальных условиях, средний велосипедист может проехать 12 км на каждом 12Aч аккумуляторе (то есть, если 3 аккумулятора, то 36 км) без вращения педалей. При вращении педалей, это число может быть увеличено вдвое, так что большинство продавцов электровелосипедов, когда указывают максимальное расстояние пробега, имеют в виду дальность поездки с участием педалей, хотя это на наш взгляд не корректно.

У электровелосипедов с функцией pedal-assist дальность хода гораздо выше, потому, что велосипедист постоянно помогает двигателю и снижает потребление тока.

Цена вопроса.

Электровелосипеды имеют очень большой диапазон цен, от $ 300 до $ 3000 и более. Топовые модели стоят десятки тысяч долларов. Переоборудовать свой велосипед с помощью электронабора ТМ «Volta bikes» Вы сможете начиная от суммы $250 и выше. Вам придется определить, насколько важны определенные элементы в общей комплектации. Больше всего на цену, да и на характеристики электровелосипеда, влияют батареи, а вовсе не мотор-колёса, как можно сделать ошибочные выводы из повышенного интереса потребителей и усиленной рекламы фирм именно этой части конструкции.

Считайте, что ТМ «Volta bikes» этой и другими статьями вносит свой посильный вклад в ликвидирование безграмотности в вопросах подбора электротранспорта.

Стоит ли раскошеливаться на LiFePO4 батареи, или более дешевых, но тяжелых аккумуляторов SLA будет достаточно? Если вы хотите больше мощности, это будет стоить дороже. Стоит ли платить дополнительные деньги за более высокий крутящий момент и высокую скорость? А как насчет дальности хода? Это будет влиять на емкость батареи или более сложные pedal-assist системы, которые потребуют дополнительных затрат. Что вам действительно нужно?

На эти и другие вопросы на нашем сайте размещены десятки статей и сотни ответов на вопросы.

Все для электротранспорта Вы найдете на нашем сайте.

ТМ «Volta bikes»