Что такое электроколесо для велосипеда? Таким завуалированным «термином» в просторечии именуют электровелосипед, то есть байк, приводимый в движение не только мускульной силой велосипедиста, но и с помощью электродвигателя. Двигатель может использоваться как на полной тяге, то есть без помощи ног, так и в режиме совместного использования с мускульной силой. Такой «тандем» хорош для преодоления затяжных подъемов.
Несколько интересных цифр о электровелосипедах
- Мощность двигателя (электроколеса) может различаться в пределах 150-2000 Вт, в среднем – 500 Вт, или 0,5 кВт.
- Скорость, которую способен развить электродвигатель велосипеда – от 25 до 60 км\ч. Это делает приспособление удобным на участках с небольшими перепадами высот и хорошим дорожным покрытием, обеспечивающим равномерную тягу.
- Масса электроколеса и аккумуляторных батарей к велосипеду может составлять достаточной величины в 15 - 20 кг и более, при этом велосипед в сборе может весить до 50 кг и более.
На иллюстрации массивные и «долгоиграющие» электробайки, массой под 80 кг, больше похожие на мотоциклы начала ХХ в.
Для того чтобы электробайки стало возможным создать, потребовалось внедрение в производство мощных аккумуляторных батарей, способных равномерно выдавать достаточно большую мощность.
Конечно, заманчиво приобрести электромотор к велосипеду и сделать такой байк своими руками или купить электровелосипед целиком, благо, что уже с 2002 года производством подобных машин занимаются ведущие велостроительные компании мира. Но для начала давайте разберем подробнее недостатки и преимущества подобных машин на электрической тяге. Главного преимущества электромобилей – отсутствия загрязнения окружающей среды – электробайки не имеют, поэтому обратимся к отзывам их хозяев.
Электробайки, конечно, бывают заводские и самодельные. При этом самодельными их можно назвать с натяжкой, так как комплект исходных деталей нужно приобретать самому. Доработка и установка своими руками вовсе не сложна.
Преимущества
- Может использоваться как «резерв человеческих возможностей». Пожилые и люди, не чувствующие себя спортсменами, всегда могут вернуться домой на электрической тяге или подключить её, например, в случае сильного встречного ветра.
- Электробайк в связи с высокой удельной мощностью и крутящим моментом достаточно мобилен, в том числе на снегу и бездорожье.
- Если аккумулятор полностью разряжен, едем как на обычном байке. Крутим педали.
- Зарядка аккумулятора не требует особого электрооборудования. Включил в розетку 220 вольт – и готово.
- Немаловажным является тот факт, что при довольно высокой скорости не требуется регистрация в органах ГИБДД.
Но любители электроколеса должны учитывать и недостатки. Перечислим главные из них.
- Значительный итоговый вес устройства заставляет использовать мускульно-педальный режим как вспомогательный. Забраться на крутую горку будет легче пешком.
- Девизом современных электровелосипедов является выражение: «едем мало, заряжаем долго». Например, время зарядки составляет до 6-8 часов, а хватает заряда в среднем на 50-60 км. Но 60 км – средний суточный пробег при невысокой физической подготовке, поэтому в городских и пригородных условиях этого ресурса вполне достаточно.
- Достаточно высокая стоимость электровелосипеда по сравнению с обычным. Бюджетные модели, такие, как VR-1стоят 25000 рублей (слева), а полноприводный двухкиловаттник от компании ELTRECO (производитель GOLDEN MOTOR) стоит целых 92000 (справа).
Итак, электрическое колесо, по сути, тот же экологически чистый бесшумный «мопед» с простым и «невонючим» обслуживанием, который можно хранить дома.
Как устроен электробайк?
Его основные части следующие:
1.Собственно электродвигатель, вмонтированный в колесо, «мотор-колесо».
Принцип его работы следующий: колесо является электродвигателем постоянного тока. Неподвижный статор состоит из установленных по кругу стальных пластинок, расположенных в форме звезды, на каждый луч намотана обмотка. При подаче тока на луч образуется магнитное поле, которое притягивает постоянные магниты ротора. Для большой мощности магниты содержат редкоземельный элемент неодим, а именно, в сплавах с железом и бором или с иттрием и кобальтом.
Так как обмоток может быть на статоре несколько десятков, то колесо достаточно мощное и обладает плавным движением. Обмотки принципиально подключаются как три штуки, работающие по очереди.
Для того чтобы на обмотки подавался ток в нужный момент времени, когда каждая обмотка находится напротив соответствующего магнита, нужна их синхронизация. Для этого в статоре установлены три датчика Холла.
Магнитное поле статора действует на ротор, а датчики Холла «сигнализируют» контроллеру, на какую обмотку нужно подать импульс напряжения. Поданный импульс превращает обмотку в электромагнит, и возникает крутящий момент вследствие притяжения разноименных полюсов.
2. Электронный коммутирующий блок управления, или контроллер. Его задача – контролировать подачу тока от батареи аккумуляторов на колесо, сохраняя заданную скорость движения. Блоки управления выпускаются в расчете на 36 В и 48 В. При выборе нужно учитывать, чтобы контроллер находился во влагозащищенном корпусе.
3. Аккумуляторная батарея – самый важный агрегат электробайка. Поэтому она крепится или в раме, или на багажнике, который устанавливается дополнительно. Емкость батареи обычно 10-20 Ампер\час, что лишь вдвое меньше автомобильного аккумулятора, дающего 55 А\ч, правда, при 12 В.
4. Аналог «ручки газа», или регулятор скорости, который действует по принципу обычного реостата, изменяя силу тока, подводимую на электроколесо, а значит, на количество мощности и на крутящий момент в итоге.
5. Различное дополнительное оборудование – жгуты проводов, предохранители и другое.
Разновидности
Конструктивно электробайки бывают:
- Переднеприводные. Электродвигателем является переднее колесо. Примером может служить грузовой трехколесный велосипед с двумя передними колесами, так как привод должен быть на наиболее нагружаемые колеса для идеального сцепления и тяги;
- Заднеприводные. Компоновка, в которой заднее колесо является ведущим, является классической.
- Полноприводные. В случае полного привода мощность, как правило, распределяется поровну.
Как сделать электродвигатель для велосипеда своими руками?Известно, что пройденный велосипедистом путь зависит от времени его движения и скорости. И если с первым фактором все ясно, то скорость зависит от многих условий. Например, от степени его усталости, качества дорожного покрытия, угла подъема или спуска дороги и многого другого.
Электробайк также будет двигаться медленнее в зависимости от угла подъема или качества покрытия, но он имеет некоторые характерные особенности.
- Аналогом «человеческой усталости» является уровень заряда аккумуляторной батареи.
- Холодная температура воздуха сокращает пробег, а теплая – увеличивает.
- Чем меньше площадь шины, соприкасающаяся с дорожным покрытием, тем пройденное расстояние больше. Накачивать шины нужно сильнее.
- Чем меньше перепады скорости и чем ниже скорость, тем больше путь. Работает принцип «тише едешь – дальше будешь».
Электроколесо на велосипед своими руками можно установить с помощью такого комплекта:
- колесо-мотор, контроллер, в зависимости от мощности его стоимость от 12 до 18 тысяч рублей;
- аккумулятор (стоимость 20-30 тысяч рублей);
- зарядное устройство;
- крепление для АКБ;
- инструкция.
Таким образом, самодельная конструкция из покупных деталей обойдется не менее чем 25-30 тыс. рублей, а электробайк промышленного производства за 25 тыс. рублей весьма маломощный и «дохлый». Порядочная машина обойдется около 80 – 90 тысяч рублей.
Попытки модернизировать байк предпринимаются разные: установка паруса, мотора от бензопилы и многие другие вариации. Но это уже совсем другая история.
