Как сделать электровелосипед своими руками

Электровелосипеды - один из самых быстро развивающихся видов транспорта. Они прошли путь от громоздких монстров с автомобильным аккумулятором на раме, до изящных быстроходных средств передвижения. Сочетанием возможностей обычного велосипеда и самоходного транспорта удалось добиться комфортной и быстрой езды по любым дорогам.

Преимущества электровелосипеда очевидны:

  • экологичность;

  • удобство хранения в любом помещении;

  • небольшой вес (в зависимости от установленных компонентов).

Конечно неизбежны и минусы:

  • высокая цена аккумуляторов;

  • сравнительно небольшой пробег на одной зарядке;

  • как следствие электрификации - зависимость от розетки.

Стараниями энтузиастов электротранспорта, а также производителями комплектующих, эти проблемы постепенно решаются.

Выбор комплектующих

В магазине можно приобрести уже готовый электровелосипед и он будет снабжен всем необходимым. Однако многих любителей электротяги не устраивают заводские характеристики такого транспорта. Предлагаемые комплектации и цена приводят к решению о самостоятельной сборке железного коня.

Рама и требования к ней

Для начала следует определиться с выбором рамы.Часто электрифицируются уже имеющиеся велосипеды. Самые распространенные - это горный хардтейл или двухподвес. Рассмотрим плюсы и минусы каждого типа возможного "донора" и его рамы.

Электрохардтейл

На основе хардтейла создано большинство электровелосипедов. Его бесспорным преимуществом является небольшая цена и крепкая алюминиевая или стальная рама. Одна из основных задач, размещение аккумулятора, решается выбором хардтейла.

Пространство внутри рамы, "треугольник", обеспечивает возможность установить емкую батарею не прибегая к другим вариантам. Для этого, аккумулятор помещается в специальную сумку, которая в свою очередь вешается на верхнюю трубу. Впрочем, на многих хардтейлах предусмотрены и крепления для багажника, куда можно разместить основную или дополнительную батарею.

Минусы хардтейла в плане электрификации вполне очевидны. Отсутствие заднего, а иногда и переднего амортизатора существенно снижает комфорт при езде. Скорость велосипеда на электротяге значительно возрастает и большая часть неровностей воспринимается пятой точкой наездника.

Важно! Батарея должна быть хорошо закреплена, чтобы исключить касание с рамой и повреждение элементов питания. Для этого можно завернуть аккумулятор в мягкий материал.

Электродвухподвес

Горный двухподвес с электромотором уже намного комфортнее. Наличие переднего, а главное заднего амортизатора сделает езду динамичной и приятной. Двухподвесы в своем первозданном виде принято считать аппаратами узконаправленными, к тому же тяжелыми. Но при движении на электротяге вес не имеет большого значения для велосипеда. Амортизаторы же с ходами 50 - 200 мм сделают электрический двухподвес настоящим покорителем дорог.

Но часто не все так хорошо. В минусы двухподвесной рамы можно записать ее специфическое строение. Задний амортизатор, занимая часть внутреннего пространства "треугольника", мешает установить стандартный аккумулятор. Это решается индивидуальной сборкой элементов питания под конкретную раму. Отсутствие креплений для багажника также ставит вопрос размещения батареи.

Электро... велосипед ?

Для самых мощных моторов и аккумуляторов создан специальный тип рамы - пространственная. Она обладает всеми преимуществами двухподвеса в плане комфорта, благодаря амортизаторам с большими ходами. Элементы питания в этой раме располагаются в специальных полостях, что значительно увеличивает емкость батареи и запас мощности.

Внешним видом и скоростными возможностями такой электровелосипед напоминает скорее мотоцикл. Недостаток рамы - ее соответствующий вес. Закатить такой агрегат на пятый этаж будет не просто.

Выбор двигателя

Существуют двигатели разных типов. Самые распространенные из них:

  • мотор-колесо (редукторное, прямой привод);

  • Mid Drive (миддрайв).

Редукторное мотор-колесо

Электромотор для велосипеда следует выбирать исходя из стиля катания. Если предполагается только помогать двигателем во время педалирования, то для этого подойдет редукторное мотор-колесо.

Для такого двигателя характерны небольшой вес и мощность 200 - 500 ватт. Этого достаточно чтобы заехать на любую горку. Но перегружать такой мотор не стоит. Обмотка проводов внутри его корпуса начнет сильно греться, а шестерни от чрезмерной нагрузки могут попросту разлететься. Поэтому не стоит забывать подкручивать педали, что не сложно благодаря обгонной муфте в составе редуктора, которая обеспечивает свободный ход.

Кроме того, редукторное мотор колесо отличается низким уровнем шума и практически незаметно, в силу своих габаритов.

Прямой привод (Direct Drive)

Для любителей жать ручку газа до отказа существует мотор-колесо прямого привода. В отличие от редукторного, с установкой такого двигателя педалирование становится заметно тяжелее. Причина - в конструкции.Статор с магнитами вращается вокруг ротора, приводя колесо в движение. С таким двигателем можно уверенно разгоняться до 100 км/ч. Здесь нет никаких шестеренок и трущихся деталей, что значительно повышает надежность, но увеличивает вес и нагрузку на обод. Мощность мотор-колеса при этом может достигать 10 Квт.

Несомненным плюсом прямого привода является возможность возвращать часть энергии в аккумулятор. Это происходит благодаря режиму рекуперации во время торможения двигателем.

Упомянутые выше электромоторы имеют сходство по способу установки. Они заспицовываются в обод и крепятся на штатное место колеса.

Двигатель Mid Drive

Миддрайв имеет специальную втулку, которая базируется на месте каретки. Чуть ниже находится непосредственно сам двигатель. Такой способ установки снижает центр тяжести и избавляет от излишней нагрузки спицы и обод колеса.

Мощность электромотора миддрайв, 250 - 800 ватт, вместе со штатной трансмиссией позволяет штурмовать заросшие лесные тропинки и горки. А скорость будет зависеть от выбранной передачи.

Недостаток у этого мотора - его цена, которая значительно выше, чем у мотор-колеса. А низко расположенный двигатель требует внимательно проезжать большие препятствия.

Привод

Расположение ведущего колеса определяет поведение электровелосипеда на дороге и бездорожье, практически как у автомобиля. В природе наблюдаются три варианта привода:

  • задний;

  • передний;

  • полный.

Задний привод

При установке миддрайва ведущим остается заднее колесо, как и у обычного велосипеда, при этом не нужно менять кассету. Передняя звезда мотора тянет цепь, которая, в зависимости от выбранной передачи, переключается на нужную заднюю звездочку.

Заднее расположение мотор-колеса - самое распространенное. Это объясняется привычным для велосипедиста ведущим приводом. Ось мотора устанавливается на штатное место, в пазы дропаутов. В этом случае придется поменять кассету на трещотку, что вызвано конструкцией корпуса мотора. Возможно и некоторое уменьшение количества задних звездочек, все зависит от расстояния между перьями рамы.

Передний привод

Переднеприводный электровелосипед отличается большей устойчивостью на грязной или скользкой дороге. А вот при заезде на крутую горку придется налечь на руль, иначе колесо будет задираться вверх. Установка мотор-колеса производится в передние дропауты, таким образом вся трансмиссия сохраняется в неизменном виде. К плюсам такой компоновки можно отнести простоту монтажа, что обрадует, например, при неожиданном проколе шины.

Полный привод

Внедорожный вариант электровелосипеда - полный привод. Задний и передний мотор могут грести одновременно или работать раздельно. Если добавить к этому кручение педалей, то получится настоящий внедорожник, с соответствующим расходом энергии.

Важно! При установке любого мотор-колеса, особенно мощного, необходимо усиление дропаутов, как передних, так и задних. Во время работы двигателя, его ось стремится провернуться. Если такое произойдет, то она разогнет или сломает части рамы, в которых крепится, что при движении может обернуться обрывом провода мотора. В худшем же случае - катапультированием наездника на землю.

Аккумулятор

Сердце электровелосипеда, аккумулятор, едва ли не самая дорогая часть. Собирается из отдельных элементов, различающихся по внешним признакам и применяемой для их изготовления химией.

Одни из самых распространенных - литий-ионные, которые также используются в ноутбуках и встречаются в виде "банок" формата 18650. Несколько таких элементов питания, собранных воедино, отличаются хорошим энергозапасом и долгим сроком службы.

Еще один тип аккумуляторов - литий-железо-фосфатные. Эти элементы самые тяжелые, но и самые долговечные и по заверениям производителей могут исправно проработать 10 лет. Только цены на такие аккумуляторы гораздо выше, чем на литий-ионные, что заставляет задуматься над выбором.

Литий-полимерные элементы питания отличаются низкой ценой, малым весом и высокой пожароопасностью. Среди электровелосипедистов ходит немало историй о сгоревших велосипедах и квартирах. Повреждение незащищенного пакета "липольки" может доставить массу неприятностей.

Любой из типов аккумуляторов собирается под определенное напряжение. Для простого электровелосипеда достаточно 36 - 48 вольт. Это во многом зависит от установленного мотора, чем выше его заявленная мощность, тем выше и напряжение аккумулятора.

Важно! В аккумуляторе обязательно должна присутствовать плата защиты - BMS, она отключит батарею и не даст ей взорваться при чрезмерном заряде.

Контроллер

Контроллер - это "мозги" электробайка. С его помощью осуществляется управление всеми системами. Он передает сигнал от рукоятки газа к двигателю, следит за напряжением аккумулятора и в случае падения вольтажа ниже допустимого, выключает питание. К контроллеру также подключается бортовой компьютер, ручки тормоза отключающие акселератор (если такие установлены), датчик скорости.

Если мотор с прямым приводом, то через контроллер активируется режим рекуперации. Наиболее дорогие устройства имеют возможность регулировать выходной ток и напряжение, что позволяет устанавливать практически любое сочетание моторов и аккумуляторов.

Рекомендации по сборке

Самостоятельную сборку электровелосипеда лучше начинать с определения бюджета. Не стоит сразу гнаться за высокой мощностью. К тому же, если переоборудуется имеющийся недорогой велосипед, то нет гарантии, что он не развалится от приложенных к нему киловатт.

Нет необходимости хвататься и за самые дешевые компоненты. В интернет-магазинах множество предложений бюджетных аккумуляторов и моторов. Но не все из них соответствуют необходимым требованиям.

Соблазнительно дешевый аккумулятор через некоторое время перестанет выдавать нужные параметры или просто выйдет из строя. В мотор-колесе низкой цены за месяц-другой могут полопаться шестерни или отклеятся магниты. Поэтому стоит сделать выбор в пользу производителей, которые хорошо себя зарекомендовали.

Перед сборкой электровелосипеда обязательно нужно осмотреть все купленные детали. Аккумулятор должен быть без повреждений, а в заряженном состоянии и при проверке мультиметром показывать заявленные характеристики. Мотор-колесо разумнее приобретать уже заспицованным, это не намного дороже, зато даст экономию времени на поиск веломастерской.

В сборке, как правило, нет ничего сложного. Выбирается подходящее место на раме под аккумулятор, устанавливается мотор-колесо, переднее или заднее, усилитель дропаутов. В случае с миддрайвом, придется демонтировать штатную каретку перед установкой двигателя. Затем подключаются провода к контроллеру, их сложно перепутать так как у каждого свой разъем.

Минусы самостоятельной сборки в сравнении с покупкой готового электровелосипеда

Собрать электровелосипед самому - задача не из легких. Поиск необходимой информации, запчастей - все это требует времени. В некоторых аспектах, например, самостоятельной сборке аккумулятора, не обойтись без базовых навыков электротехники.

Порой проще и дешевле взять уже готовый аппарат. Прогресс в электрификации велосипедов идет семимильными шагами и предлагаемые в магазинах модели вполне подойдут для ежедневной эксплуатации, не на много отличаясь от самостоятельно построенных электробайков. Цена же некоторых кастомных электровелосипедов уже подбирается к границе добра и зла, где таится надежда познать электрический Дзэн.