Как выбрать электромотор на велосипед

Выбор мощности двигателя мотор колеса электровелосипеда

Какая мощность веломотора достаточна для электровелосипеда?

Вот некоторые данные полученые при стендовых замерах на тренажерах:
• тренированный спортсмен может кратковременно развивать мощность до 500-600 Вт;
• при подъеме в крутую гору нетренированный велосипедист может кратковременно развивать мощность 220-290 Вт;
• при скорости движения в 18-20 км/час по ровной асфальтированной дороге и встречном ветре 3-5 м/c велосипедист должен развивать мощность 110-140 Вт;
• для спокойного движения со скоростью 12-18 км/час по ровной асфальтированной дороге необходима мощность от 40 до 60 Вт.

Нетрудно сделать вывод, что в подавляющем большинстве случаев, движение на электровелосипеде в режиме скутера (только на электродвигателе без педалирования) можно обеспечить веломотором мощностью 250 Вт. Нужно только помнить, что современные электродвигатели с редуктором и с прямым приводом имеют существенные отличия по вращающему моменту и максимальной скорости. Это особенно касается электродвигателей типа мотор-колесо у которых электродвигатель установлен во втулку заднего или переднего колеса.

Современные двигатели для серимйно выпускаемых электровелосипедов разделяются на три класса:
1. Двигатели с планетарным редуктором и обгонной муфтой устанавливающиеся во втулку переднего или заднего колеса велосипеда;
2. Двигатели с редуктором устанавливающиеся вблизи каретки велосипеда и использующие имеющийся привод цепью (центральный или кареточный двигатель);
3. Двигатели прямого привода (без редуктора) устанавливающиеся во втулку переднего или заднего колеса электровелосипеда;

— Двигатели с планетарным редуктором для электровелосипеда:

Такие двигатели обеспечивают большой вращающий момент и большую скорость электро велосипеду – до 45 км/час. Мотор колесо этого типа с номинальной мощностью в 250 Вт и питанием от аккумулятора с напряжением 36 или 48 Вольт, обеспечит Вам комфортное передвижение практически во всех случаях.Чем выше напряжение аккумулятора, тем больше максимальная скорость. Веломотор с внутренним планетарным редуктором почти незаметен во втулке заднего колеса. Его размер сопоставим с размером фривила (кассеты со звездами). Такие двигатели имеют внутреннюю обгонную муфту, которая обеспечивает легкий ход электровелосипеда в режиме с отключенным двигателем. Масса такого двигателя электровелосипеда около 3-4 кг. Практически все серийные модели современных электровелосипедов, изготавливаемых для Европы, Японии и Австралии, оборудованы мотор-колесом на базе двигателя с планетарным редуктором мощностью 180-250 Вт и питанием от аккумуляторв с напряжением 36-48 Вольт. Такие двигатели не требуют никакого обслуживания в течение всего срока эксплуатации, почти герметичны и достаточно долговечны. И что немаловажно, самые экономичные с точки зрения расхода энергии аккумуляторной батареи. Они на 30% экономичнее двигателей прямого привода на скоростях до 25 км/час.

Кареточные подвесные редукторные электродвигатели

Веломоторы подвесного типа устанавливаются вблизи каретки электровелосипеда и имеют ряд серьезных недостатков, связанных с очень большим и быстрым износом цепи и звезд велосипеда, которые приходится менять несколько раз за сезон. Кроме того, рама велосипеда должна иметь повышенную прочность если используются двигатели с номинальной мощностью более 200 Вт. Переключение скоростей с использованием этого двигателя также не слишком удобно и опертивно т.к. при каждом переключении необходимо сбрасывать «ГАЗ».

Двигатель прямого привода в ободе 16-28 дюймов

Двигатели прямого привода для мотор-колеса электровелосипеда имеют малый вращающий момент в сравнении с редукторными двигателями, поэтому двигатели прямого привода должны иметь мощность больше 500-600 Вт. Они достаточно тяжелые.
Масса шестисот ваттного двигателя прямого привода около 5,5 кг. Кроме большой массы, мотор колеса с двигателями прямого привода имеют более низкую амортизацию из-за большого диаметра двигателя и малой длины спиц. Для таких двигателей требуется дорогостоящий энергоемкий и тяжелый аккумулятор т.к он более чем на 30% прожорливее двигателя с планетарным редуктором.
Увеличивается масса всего электровелосипеда. Кроме того, двигатель прямого привода будет подтормаживать движение электровелосипеда на педалях в случае истощения акуммулятора в процессе поездки. Это связано с отсутствием обгонной муфты и сильными магнитами в конструкции двигателя. Электровелосипед практически уже перестает быть велосипедом как таковым, а превращается в полноценный скутер.

Электровелосипед с двигателем прямого привода

Электровелосипед с редукторным двигателем

Источник

Как выбрать мотор колесо для велосипеда – виды и рекомендации

Городские, дорожные, горные электровелосипеды быстро доставят к месту назначения, не заставят стоять в пробках, не потребуют затрат на заправку двигателя маслом и топливом. Люди, решившие приобрести новомодное транспортное средство или самостоятельно переоборудовать свой байк в электрический, задаются вопросом: какое мотор колесо выбрать для велосипеда, чтобы не ошибиться. Одни без труда поднимут в гору, не замечая встречного ветра. Другие ориентированы на максимальный пробег и скорость. Каждый вид имеет как достоинства, так и недостатки. Постараемся информативно помочь с правильным выбором.

Виды электроколес для велосипеда

Производители предлагают новичкам и опытным пользователям байки, на которых вместо обычных колес установлены электродвигатели. Они напоминают большую велосипедную вилку, заспицованную в обод колеса. Тип электродвигателя подбирают по требованиям к тяге и скорости, условиям эксплуатации. Моторы, которые устанавливаются в колесо, подразделяются на три вида:

Выбранные модели колес должны соответствовать техническим параметрам (напряжение, мощность, вес, защита от влаги и пр.). Например, электроколесо, встроенное в каретку, допускает одновременное вращение педалей.

Популярностью пользуются мотор колеса с редуктором. Устройство повышает крутящий момент, что обеспечивает свободный накат при отключенном электродвигателе. Редукторные мотор колеса характеризуются небольшим весом и размером.

Простая прямо-приводная конструкция состоит без вспомогательных передаточных деталей; вырабатывает энергию, поступающую к аккумулятору электровелосипеда; при торможении работает в режиме генератора.

Редукторное

Главные фирмы, выпускающие велосипедные моторы, находятся в Китае. В рейтинге лучших производителей присутствуют бренды Bafang, MXUS, Golden Motor, Pasion eBike. Особенности редукторных электроколес:

Редукторные электроколеса бывают двух видов. Скоростные достигают максимальных показателей при медленном разгоне. Тяговые колеса − наоборот.

Например, самые легкие велосипеды Bafang (вес мотора 2 кг) работают в режиме 350-500Вт. Байк за 10 секунд разгоняется до 35км/ч. Колесо для велосипеда фирмы MAC, разработанное по заказу американцев, весит 4,4 кг. При мощности 1000Вт байк развивает скорость до 55 км/ч.

Преимущества и недостатки

К положительным характеристикам редукторных мотор колес относят:

Прямоприводное

Мотор этого типа легко установить на колесо, превратив рядовой байк в электрический. Дорогие модели выпускают со встроенными двигателями с полной комплектацией. Моторколесо прямого хода не имеет редукторной передачи, характеризуется повышенным сроком эксплуатации в сравнении с другими видами. Простое устройство, состоящее из ротора и статора, устанавливают на переднее, заднее или на оба колеса одновременно. Мощность используют для достижения высоких скоростей. Показатель связан с видом МК и аккумулятора, имеет разбег от 150 до 2000Вт. Например, динамику электродвигателя на 1500Вт сравнивают со скутером. Мотор колесо быстро разгоняется до скорости 50км/ч, что на 50% выше мотора на 1000Вт. На всех моделях установлены датчики холла.

Преимущества и недостатки

Плюсы мотор колеса:

Мощности мотор колес

Выбирая электровелосипед, потребители прежде всего изучают характеристики модели, которые зависят от целей катания. При этом редукторные мотор колеса по мощности вдвое превышают прямоприводные. Двигатель нужной мощности подбирают по величине скорости и характеристикам тяги. Показатель имеет большой разбег (150-3000Вт) и выше. Например, компания Free Eco Energy выпустила мотор колесо Quanshun 3000Вт. Максимальная мощность двигателя в 3 раза превышает номинальную (9000). Величину определяет не мотор, а контроллер.

Стендовые замеры на тренажерах определили показатели, подходящие для целей катания.

Параметры электроколес

Каждый производитель старается сделать электробайк надежным, качественным, доступным по цене. Скорость, бренд, мощность, вес мотора, диаметр оси колеса − главные показатели любой модели. Чем дороже велосипед, тем легче его вес. Например, для городских МК нормальным весом считается 23 кг. Для велосипедистов, катающихся по городу со скоростью 30 км/час, подходят компактные редукторные моторы с мощностью 350Вт. Технические параметры выбранной модели должны соответствовать:

Мотор колеса, зарядные устройства, особенности комплектующих деталей формируют вес электровелосипеда. Чем больше масса, тем выше мощность. Например, прямоприводные МК тяжелее редукторных при равной мощности. Вес электроколеса на 5000 Вт составляет более 13 кг, из-за чего увеличивается расход батареи. Альтернатива сверхмощным видам − электродвигатель на 1000–1500 Вт. Он весит 4-5 кг, предназначен для катания по горным или холмистым дорогам. Редукторный мотор Bafang 250 Вт весит всего 2 кг. Прямоприводные электродвигатели 1500Вт при весе 8-9 кг помогают достичь скорости 50км/час. Как же правильно подобрать модель по весу?

Диаметр оси

Габаритные размеры колеса − важный параметр при выборе электродвигателя. МК отличаются диаметром оси (12, 14, 16 мм), устанавливаются на байк с помощью шлиц или стандартной трещотки. Маленькое колесо снижает скоростное движение, но увеличивает тягу. На гору одинаково успешно доезжают и на 28 ободном велосипеде, и на редукторном двигателе на 350Вт с диаметром колес 15 дюймов. При размещении на байке добиваются оптимальной развесовки на осях.

Ширина под разные типы дропаутов

Необычным термином называют посадочные места под колеса (ушки). Дропауты разделяют на два типа:

Расстояние между ушками определяют по нижним концам и только в горизонтальном положении. Существуют стандарты ширины для разных видов дропаутов. Например, для односкоростных моделей − 110 мм. Велосипеды для экстремальной езды − 150 мм. Шоссейные байки − 126 и 130 мм. Для большинства моделей для установки мотор колеса передняя вилка составляет 100 мм, задняя − 135-145 мм.

Три важных момента:

Компоненты для электрификации байка

Обычный велосипед становится электрическим при установке дополнительных устройств. Профессионалы рекомендуют использовать недорогие компоненты Volta bikes, которые получили высшую оценку в сравнении с серийными моделями. Для электрификации понадобятся следующие компоненты:

На МК устанавливают двойные обода с толстыми спицами, которые компенсируют нагрузку при повышенном крутящем моменте.

Рекомендации по выбору мотор колес

Анализ возможных вариантов использования МК, опробование существующих моделей позволяют дать 9 советов:

Заключение

Производители предлагают большой выбор велосипедов, аксессуаров одежды, дизайна электроколес. Для контроля за скоростью в целях безопасности движения в Европе и Японии изготавливают МК мощностью не выше 250Вт. В США ограничение устанавливают только по скорости (30 км/час). Надеемся, что наша информация поможет вам подобрать электровелосипед с требуемыми характеристиками.

Велолюбитель и по совместительству автор статей. Занималась велоспортом.

Источник

Как подобрать комплект для сборки электровелосипеда?

Шаг 1: комплект с мотор-колесом или внешний электродвигатель?

Для начала Вам необходимо определиться — для чего же все таки вам нужен электровелосипед? Если основное его предназначение; езда по горам, плохим лесным дорогам, сильной грязи, то Вам скорее подойдет внешний мотор с возможностью переключать передаточное соотношение при помощи цепи и обычной кассеты. Предложений по внешним электродвигателям не так много, цены на них гораздо выше, чем на мотор-колеса (далее МК), так что в пределах этой статьи внешние моторы мы рассматривать не будем. Во всех остальных случаях оптимальным решением станет МК;

Шаг 2: мотор-колесо — переднее или заднее?

Споры о том, какой привод; передний или задний возникли еще с появлением первых МК и не утихают до сих пор. При установке МК на переднее колесо мы имеем следующие недостатки:

— переднее МК «тянет » электровелосипед, прикладывая усилие к передней вилке, при этом, если вилка амортизационная, то в ее подвижных узлах возникают поперечные силы, на которые вилка не рассчитана, как следствие она хуже отрабатывает неровности в режиме тяги МК и быстрее изнашивается. Если вилка жесткая, то при увеличившейся неподрессоренной массе из-за веса МК езда по сколько-нибудь неровной дороге превращается в пытку для ваших рук;

— при интенсивном разгоне передняя часть электровелосипеда разгружается и переднее МК начинает буксовать, такая же ситуация возникает и при подъеме в крутую горку на грунтовой дороге или присыпанном песком асфальте;

Есть у переднего привода и плюсы:

— устанавливая мотор вперед вы получаете полный привод;

— сохраняете заднюю много скоростную трансмиссию или втулку; (на задние мотор-колеса обычно поддерживают установку трещоток с не более 8 передачами);

— обычно проще в установке на вилки со стальными штанами.

Шаг 3: Мощность мотор-колес

Мощность МК определяется требуемой долговременной скоростью передвижения. Известно, что сопротивление воздуха, а значит и мощность, требуемая на преодоление этого сопротивления, возрастает с увеличением скорости не линейно. Например, для движения по горизонтальному участку со скоростью 30км/ч достаточно 300Вт мощности, а для 60км/ч и 2000Вт может оказаться мало.

Для долговременных скоростей до 35км/ч достаточно МК мощностью 350-500Вт, от 35 до 50км/ч – 800-1000Вт, от 50 до 60 – 1,5-2кВт. Естественно это усредненные данные, сильно зависящие от KV мотор-колеса, настроек контроллера, от температуры окружающей среды и условий охлаждения электродвигателя.

Шаг 4: мотор-колесо – редукторное или прямой привод?

По большому счету без разницы. Это напрямую зависит от требуемой Вам мощности. Пример: требуется прогулочный электровелосипед со скоростью передвижения до 35км/ч, следовательно, Вам нужен редукторное мотор-колесо номинальной мощностью 350Вт. Такой электромотор при малом весе и небольшой мощности будет обладать достаточным крутящим моментом, чтобы заехать в 99% дорожных подъемов. Мотор-колеса прямого привода для электровелосипедов такой номинальной мощности практически не встречаются, т.к. обладают малым крутящим моментом, в основном они используются в электротранспорте с малым диаметром колес – электросамокатах. Для передвижения со скоростью более 40км/ч предпочтительней мотор-колеса прямого привода.

Шаг 5: Выбор контроллера для мотор-колеса

Выбирайте контроллер с номинальной мощностью равной номинальной мощности вашего двигателя. Обычно номинальная мощность указана на самом контроллере, если она не указана, то ее можно посчитать, умножив номинальное напряжение батареи на силу тока, указанную на контроллере. Для электроколес прямого привода предпочтительней синусный контроллер, для редукторного – меандр т.к. на редукторных электроколесах синусный контроллер часто приводит к снижению его эффективности. Существует широкий выбор контроллеров управления с различными дополнительными функциями с ценами, рассчитанными на разный бюджет.

Шаг 6: Выбор аккумуляторной батареи для мотор-колеса

Выбирайте батарею, которая сможет длительно отдавать ток, потребляемый Вашим контроллером. Напряжение полностью заряженной батареи не должно превышать максимально допустимое напряжение контроллера.

Емкость батареи должна обеспечивать требуемый пробег на требуемой средней скорости. Правильно измерять емкость батареи в ватт-часах (Вт *ч). Глядя на график, приведенный в шаге №3легко определить, что например, для скорости в 30км/ч расход электрической энергии составит около 12Вт*ч/км. Если Вам необходимо проехать с такой скоростью 30км на одном заряде, то минимальная емкость батареи составит 12Вт*ч/км*30км=360Вт*ч. Теперь легко определить емкость батареи в ампер-часах (А *ч), эта емкость зависит от напряжения батареи и считается как емкость в ватт-часах, деленная на номинальное напряжение батареи. Например, если номинальное напряжение батареи 36В, то ее емкость составит 360Вт*ч/36=10Ач, а при 48В – 360Вт*ч/48=7,5Ач.

Современные литий-ионные батареи бывают различных типов, это тема для отдельной статьи.

Любая батарея обязательно должна быть оборудована системой управления батареей (BMS – Battery Management System, далее БМС), рассчитанной на номинальный ток, потребляемой контроллером.

БМС постоянно контролирует уровень напряжение каждой ячейки батареи и измеряет ток, протекающей через БМС от батареи к контроллеру. БМС отключает ток при слишком низком/высоком напряжении на ячейках, при превышении тока разряда или коротком замыкании на выходе. Использование батареи без БМС может привести как минимум к выходу батареи из строя, а в некоторых случаях к возгоранию батареи с различными последствиями. БМС бывают симметричными – с одним вводом/выводом для заряда и для разряда батареи и ассиметричными – с раздельными вводом для зарядки и выводом на контроллер. Предпочтительнее использовать симметричные БМС, т.к. в последствии к батарее с таким типом БМС возможно будет подключить параллельно аналогичную батарею для увеличения емкости/пробега.

Источник

Электромоторы для велосипедов

8 минут Автор: Михаил Скворцов 2498

Велосипед – удобный и практичный транспорт, однако его скорость существенно ниже по сравнению с двухколесными собратьями: мотоциклами, мопедами и скутерами. Для придания байку высоких скоростных показателей и облегчения передвижения под гору были изобретены специальные устройства – двигатели с электрическим приводом.

Современные электромоторы для велосипеда делятся на три типа: мотор-колеса, фрикционные и навесные. Рассмотрим подробно, что они собой представляют и какими особенностями обладают.

Разновидности велосипедных электромоторов

Мотор-колесо – наиболее часто встречающийся тип электродвигателя. В его комплектацию входят:

Электроколесо, по умолчанию, ставится сзади, так как байк по своей природе заднеприводный. Однако можно встретить вариант с передним мотор-колесом или же полноприводный электровелосипед.

Скорость движения на велосипеде с электромотором такого типа достигает 60 км/ч на ровной дороге и 30 км/ч при езде в гору. Диапазон мощностей достаточно широкий – от 150 до 2000 Вт, он напрямую зависит от мощности установленного аккумулятора. В готовый набор входят аккумулятор и двигатель, соответствующие друг другу по мощности. При самостоятельном подборе АКБ к колесу нужно учитывать его требуемую мощность.

Другая разновидность электромотора на велосипед – подвесной двигатель. Он работает по классическому принципу передачи крутящего момента посредством цепной передачи. Иными словами, движущая сила помогает раскручивать колесо сильнее, чем это делается при обычном педалировании.

Навесной мотор закрепляется на раму велосипеда в качестве самостоятельного узла. Батарея закрепляется внизу несущей платформы велосипеда, после чего она соединяется непосредственно с двигательным агрегатом.

Крутящий момент подвесного электромотора будет выше, чем у мотор-колес, что позволяет развивать максимальные скорости порядка 90 км/час. Благодаря этому, можно свободно перемещаться на велосипеде по трассе, пройденные расстояния будут зависеть от максимальной емкости аккумулятора. Управлять скоростью можно при помощи тех же контрольных ручек на руле.

Общая масса велосипеда с электродвигателем, закрепленным на раму, будет больше, чем у велика с мотор-колесами. Дополнительный вес, как известно, ухудшает динамику движения, поэтому подвесные моторы лучше не ставить на легкие велосипеды.

Фрикционные или «скользящие» моторы – самый простой вариант двигателей на великах. Принцип их работы заключается в передаче крутящего момента на покрышку самого колеса при помощи специального ролика. Подобный тип электрических моторов может служить в качестве помощи ногам при движении в гору, а также позволит развить более высокую скорость на автодорогах.

Главное преимущество такого аппарата – это возможность поставить его без разборки байка. К минусам же относится чрезмерный износ колеса, невысокие скоростные показатели (не более 40 км/ч), плохое зацепление ролика с покрышкой при повышенной влажности.

В нише велосипедов с электроприводом найдется место и для складного электровелосипеда. Эта модель интересна тем, что сам двигатель находится внутри корпуса. Передняя и задняя части рамы складываются по моторному блоку, который находится в области каретки – прямо в центре тяжести велосипеда.

Преимущества и недостатки использования двигательного агрегата

Нет ничего удивительного в том, что вело-мотор несовершенен, имеет свои положительные и отрицательные черты. Как говорится, «палку о двух концах» никто не отменял. Приступим к рассмотрению плюсов:

Недостатки велосипедов с электромоторами:

Здесь мы осветили основные положительные и отрицательные черты байков с электродвигателями относительно обычных велосипедов. Решать, какой из них покупать, дело каждого. Серьезным барьером к покупке может стать именно цена, из-за чего придется отказаться от своей задумки. А стоит ли? Может, получится создать мотор своими руками и установить его на обычный велосипед?

Самостоятельная установка электродвигателей

В задачи собственноручной установки электромотора входит подборка готового двигателя и аккумулятора и, конечно, их установка. В результате мы получим электробайк с навесным двигателем и АКБ.

Для получения нужной подзарядки мотора (220 В) в процессе движения на велосипеде потребуется, скорее всего, несколько небольших батарей, которые дадут заметный привес и, следовательно, ухудшат динамику. Другой вариант – найти большой, зато один аккумулятор.

Аппараты, двигатели которых подойдут для велосипеда:

Последние относятся к аппаратам, работающим на бензиновом топливе, следовательно, и движок на велосипеде будет стоять бензиновый. Это и дополнительная установка бензобака, еще неизвестно, как он поведет себя в дороге, поэтому стоит остановить свое внимание именно на электродвигателях.

Сделать правильный веломотор поможет знание мощности мотора (лучше брать не слишком высокую), а также, как подсоединить к нему АКБ и цепь. Ее придется полностью снять и одним концом прицепить к валу двигателя. Из подручных средств для соединения с АКБ подойдут крепкие провода с хорошей изоляцией.

Аккумулятор и моторный блок лучше всего установить в области каретки вблизи центра тяжести велосипеда. Само собой разумеется, что понадобятся крепления и зажимы для фиксации. Кнопка включения и отключения питания протягивается на рулевую ручку.

Создание собственного движка из подручных средств – дело хлопотное. Оно может окончиться неудачей. Более рациональный вариант превратить свой байк в силовую машину – это покупка и установка готового электромотора для велосипеда. Проще всего будет поставить мотор-колесо, главное, чтобы оно подходило по размеру и точно фиксировалось на раме.

Если в планы не входит замена колеса, то лучше всего приобрести навесной движок. Собрать такой узел своими руками будет несложно, потребуется только установка и соединение. В общих чертах понадобится:

После установки необходимо проверить, насколько правильно все установлено и как работает силовой агрегат. При недостаточной мощности движка потребуется его подталкивание педалями, что, в принципе, допустимо для велосипеда.

Электродвигатели для великов – это незаменимые помощники для тех, кто часто преодолевает огромные расстояния или живет в холмистой местности. Правильное расположение, средняя мощность и размеры, а также рациональное использование перечеркнут практически все недостатки электровелосипеда и позволят извлечь из него максимум пользы.

Источник