Технические характеристики электровелосипеда.
Технические характеристики электровелосипеда зависят в первую очередь от установленного двигателя. Наибольшее распространение получили двигатели редукторного типа, мотор-колесо. Более 95% электровелосипедов изготавливаемых в заводских условиях используют именно такие двигатели. Прежде всего, это связано с их высокой надежностью, небольшим весом и достаточно хорошей экономичностью.
Собственно электродвигатели мотор-колеса расположены прямо во втулке колеса. В следствии чего трансмиссия электровелосипеда реализуется предельно просто. Ее надежность определяется в основном надежностью применяемых в двигателях подшипников. Прежде всего, перед тем как купить двигатель для велосипеда, стоит разобраться в том, какие типы электродвигателей для велосипедов существуют и чем они различаются.
Двигатели мотор-колеса являются бесконтактными и не имеет электрических щеток, как обычный двигатель постоянного тока. Сами электродвигатели относятся к классу вентильных двигателей. Работа двигателя основана на взаимодействии сильных магнитов из редкоземельных металлов расположенных на роторе, с вращающимся магнитным полем статора, которое управляется контроллером, путем коммутации его обмоток.
Электродвигатели для велосипедов разделяются на два класса:
Редукторные двигатели.
- малая масса и габариты;
- большой вращающий момент;
- отличные характеристики велосипеда в плане наката;
- хороший КПД
- мощность бывает от 170вт до 1000вт
- скорость велосипеда до 30-60 км/час;
- рекуперация невозможна.
DD (Direct Drive)
- довольно большие габариты и масса;
- малый вращающий момент на низких оборотах;
- плохие характеристики велосипеда, в плане наката;
- Большое разнообразие по мощности от 500вт до 10квт
- скорость велосипеда от 40 & 140 км/час в зависимости от мощности;
- возможна рекуперация.
Технические характеристики электровелосипеда с редукторным двигателем.
В 95-98% электровелосипедах изготавливаемых в заводских условиях, безусловно применяются редукторные двигатели с обгонной муфтой.
Потому, что, такие двигатель обладает большим крутящим моментом при относительно небольшой мощности. В следствии наличия в конструкции планетарного редуктора. У планетарного редуктора солнечная шестерня металлическая а сателлиты выполнены из композитных материалов.
Технические характеристики электровелосипеда, с планетарным редуктором:
- наибольший пробег на одной зарядке аккумулятора. Двигатели с внутренним планетарным редуктором на 30% экономичнее по расходу энергии аккумуляторной батареи, в сравнении с двигателями прямого привода;
- малый вес и габариты редукторного двигателя, в сравнении с двигателем прямого привода. И вес и габариты редукторного двигателя примерно в два раза меньше, чем у двигателей прямого привода той же мощности;
- вращающий момент редукторных двигателей значительно больше чем у двигателей прямого привода той же мощности. Это позволяет преодолевать на 30% большее расстояние при том же запасе энергии.
- велосипед с редукторным двигателем имеет несравнимо более легкий ход при выключенном двигателе, за счет наличия в двигателе обгонной муфты. Таким образом редукторное мотор колесо по накату сравнимо с обычным велосипедным колесом.
- надежность редукторных двигателей за счет надежной конструкции редуктора и высокой серийности, сопоставимо с двигателями прямого привода. Практически большая часть серийных моделей электровелосипедов оснащается редукторными двигателями из-за их малого веса и экономичного расходования энергии аккумуляторной батареи.
- Однако, редукторные двигатели, ощутимо дороже двигателей прямого привода.
Рекуперация.
Что касается рекуперации, о которой очень часто спрашивают:
Рекуперация в принципе возможна при применении на электровелосипеде двигателя прямого привода. С другой стороны, на практике, рекуперация на электровелосипеде представляется весьма сомнительной затеей. По опыту эксплуатации удается экономить не более (3 — 5)% заряда аккумуляторов, даже при движении в холмистой местности.
Идея заряжать аккумулятор, двигаясь за счет педалирования, задача из области фантастики. Потому , что, даже медленно ехать на велосипеде с отключенным двигателем прямого привода уже трудно. Двигатели прямого привода тормозят вращение колеса, по причине того, что в них невозможно установить обгонную муфту.
Более того, если принять во внимание, что редукторный двигатель на 30% экономичнее по расходу энергии запасенной в аккумуляторе. Чем аналогичный двигатель прямого привода. Да еще в два раза легче. То выбор становится очевидным. в пользу редукторных двигателей.
Не зря редукторный двигатель считается народным выбором. Примечательно что дополнительная стоимость быстро окупается уже на моменте покупки аккумулятора.
Технические характеристики электровелосипеда в сравнении с прямым приводом.
Практически все серийно выпускаемые велосипеды не самого дешевого сегмента, оснащены редукторными двигателями. Редукторный двигатель сэкономит Вам гораздо больше энергии запасенной в аккумуляторе, чем можно ее вернуть с помощью рекуперации.
У двигателей прямого привода есть только одно преимущество — скорость. Если ориентироваться на скорость порядка 50-80 км/час, то в этом случае требуется достаточно мощный двигатель (примерно 3000+ Вт). А он бывает только прямого привода. Кроме того, такому двигателю нужна еще и мощная, емкая, а значит достаточно тяжелая и дорогая аккумуляторная батарея.
Для надежной эксплуатации велосипеда с таким двигателем нужна аккумуляторная батарея c рабочим напряжением не менее 48V и емкостью не менее 40 А/час. Вес двигателя прямого привода 3000 Вт около 13 кг. Вес литиевого аккумулятора (LNCM) составляет около 14 кг, а литий-железо-фосфатного (LiFePo4) около 18 кг. Вся конструкция становится ощутимо тяжелой. А по причине того, что на большой скорости расход энергии вырастает в разы, за частую батарею ставят весом в 20+кг.
Получается характеристики не электровелосипеда, а скорее медленного и очень дорогого мотоцикла.
Использование батареи меньшей емкости нецелесообразно. Потому, что, номинальный разрядный ток для всех типов батарей, при котором гарантируется заявленная долговечность — не должен превышать 1С, (т.е номинальный разрядный ток равен емкости батареи).
Технические характеристики электровелосипеда с подвесным двигателем.
При переделке велосипедов в электровелосипеды используются и подвесные двигатели. Подвесные двигатели, имеют различные конструкции и могут устанавливаться вблизи каретки велосипеда или вблизи заднего колеса. Привод осуществляется через основную цепь, либо через дополнительную. Вот несколько примеров выполнения таких трансмиссий:
Привод велосипеда осуществляется посредством редукторного двигателя, с использованием обгонной муфты:
Технические характеристики электровелосипеда с таким двигателем сравнимы с двигателями мотор-колеа. На приведенной фотографии установлен двигатель Bafang мощностью 500вт. Основным его недостатком является то, что он сильно перегружает велосипедную трансмиссию, слизывая звездочки. Кроме того, он не обеспечивает достаточным тяговым моментом, при комфортной передачи для педалирования. В следствии чего он еще и перегружает заднюю вилку велосипеда. Да и в конечном счете, его расположение оставляет желать лучшего. На него летит вся грязь с переднего колеса и он подвержен механическим ударам.
Привод электровелосипедов BOSH с навесным электродвигателем:
Еще один, сомнительный вариант подвесного велосипедного двигателя. К основным проблемам здесь еще добавляется невозможность снять ограничение скорости в 25км.ч. И более того, отсутствие прямого управления двигателем, через курок газа.
Самодельный привод с навесным редукторным двигателем:
Тут уже кто во что горазд, творчество это прекрасно.
Проблемы кареточных двигателей.
У всех кареточных двигателей есть 2-ве общие проблемы, и еще много индивидуальных. Общие проблемы заключаются в двух простых вещах.
Во первых, на цепь ложатся нагрузки — втрое большие чем нагрузки обычного велосипеда, и это еще до того, как вы нажимая на педали повысите их.
Во вторых, тяга с одной стороны рамы велосипеда — пытается скрутить раму, особенно если у вас мощный мотор. При этом рама, может быть, как то переживет такое издевательство, если она не имеет заднюю подвесную систему.
Индивидуальные нюансы могут заключаться в невозможности отключения ассистента.
Невозможности снять ограничение скорости в 25км.ч.
Полной не ремонтопригодности в основном из-за отсутствии запчастей.
Технические характеристики электровелосипеда с мотор-колесом и его преимущества.
Именно по всем изложенным выше причинам, мотор-колесо в настоящий момент является основным двигателем для электровелосипедов.
Мотор колесо — это встроенный в колесо электродвигатель, который имеет неоспоримые преимущества перед навесными электродвигателями по следующим причинам:
- Мотор колесу не нужна дополнительная трансмиссия. Это и двигатель и трансмиссия одновременно;
- У мотор колеса минимум истирающихся деталей, да и те полностью защищены от попадания пыли и воды. Это очень надежные и крайне долговечные, и кроме того, ремонтопригодные механизмы;
- Используя мотор колесо, можно любой велосипед переделать в электровелосипед с легкостью.
- Поломки редукторного мотор колеса случаются крайне редко, и как правило связаны с форсированием двигателя в несколько раз превышающим номинальную мощность. Хотя порой, даже форсирование мотор колеса в 3 раза, и полное отсутствие обслуживания в течении 7ми лет с хорошим пробегом. Так и не приводят к поломке фривила (сцепление с композитными шестернями), который кстати легко меняется и как правило есть в наличии в магазинах.