Nenorintiems leisti pinigų benzinui, bet tuo pačiu norintiems važinėtis tylia, patogia ir manevringa transporto priemone, įdomi bus dviračių su elektros varikliu tema, kuriuos galima surinkti savo rankomis. Jie leidžia jums naudotis įprastu lizdu, paverčiant jį tikra šio dizaino degaline. Laimei, šiandien nėra problemų perkant dalis, kad išsipildytų jūsų svajonės. Todėl, jei turite noro, viskas pavyks!

Ką reikia žinoti pradedant montuoti elektrinį dviratį

  • Pirmajame etape turite nuspręsti dėl pagrindinių dalykų:
  • Kurį dizainą pasirenka dovanotojas.
  • Variklio-rato pirkimas priklauso nuo padangų skersmens, todėl pirmiausia reikia apsispręsti: kuo jis didesnis, tuo mažiau apsisukimų reikia važiuoti tuo pačiu greičiu.
  • Sumontuokite rato variklį priekyje arba gale. Žinoma, lengviau pritvirtinti priekinį, bet už brangūs dizainai Rekomenduojama montuoti galinę.
  • Norima galia. Net ir su vidutine baterija, kai variklis mažesnis nei 250 W, maksimali rida bus normali. Jei nustatysite variklį iki 350 W, turėsite daug išleisti akumuliatoriui.
  • Taip pat svarbu pasirinkti akumuliatoriaus tipą: švino ar ličio? Švinas yra labai sunkus, o LiFePO4 arba Li-Poly yra labai brangūs.
  • Kokią įtampą turėčiau pasirinkti? Reikėtų pažymėti, kad rinkoje yra įvairių įtampų variklių ratai: 60, 48, 36 arba 24 voltai.

Tarkime, pasirenkamas dizainas, kurio vidutinė kaina yra 15 tūkst. rublių, rato variklis (48 V), norima galia 380 W, akumuliatorius (48 V 10a/h), maksimalus greitis iki 38 km/h. (nenaudojant pedalų), atstumas iki 25 km/h vienu įkrovimu.

Rinkinius, leidžiančius įprastą dviratį savarankiškai paversti elektriniu „geležiniu arkliu“, galima rasti internete tiesiog ieškant „ebike, Motor Conversion kit, LiFeP04“. Iš praktikos kaina (įskaitant siuntimą iš Kinijos) kainuos dvidešimt tūkstančių rublių. Taip pat, remiantis „patyrusių“ žmonių patarimais, rekomenduojama atskirai įsigyti ličio bateriją (ir būtent tokią) ir KONVERSIJOS RINKINĮ. Rusijoje taip pat galite įsigyti Li-Ion akumuliatorių ir variklio ratų rinkinį. Be to, jis kainuos šiek tiek pigiau ir nebus prastesnės kokybės (elektrinių dviračių parduotuvė).

Jei perkate KIT, dažniausiai jį sudaro ratų mazgas, stabdžių ir dujų rankenos, valdiklis, žibintas su užraktu, jutiklis po pedalais (savo atveju jo nenaudojome), krepšys akumuliatoriams, ir mygtukas garso signalui įjungti. Jei perkate tai „urmu“, turite galimybę „eksperimentuoti su valdikliu“: jie pataria sutelkti dėmesį į žemiausios įtampos variklio ratą. Priešingai, valdikliui pageidautina, kad jis būtų kuo didesnis, kaip ir akumuliatoriui.

Jei nuspręsite įsigyti KIT, turėsite pasirinkti atitinkamos įtampos akumuliatorių. Pasak ekspertų, neturėtumėte „vaikytis“ didelės galios. Kelionėms to bus daugiau nei pakankamai, jei jo vertė yra 380 W. Padidinus galią, greitis šiek tiek padidės, bet, žinoma, bus lengviau važiuoti į kalną. Apie ratų variklį, kurį gamina pramonė: lengvesnis – su pavara ir sunkesnis, bet galingesnis – be pavarų. Rusai ir amerikiečiai dažniausiai renkasi antrąjį variantą, o europiečiai – pirmąjį. Bet nesvarbu, kurį pasirinksite, turite jį surinkti į ratlankį.

Populiariausi ratai yra 26 colių.

Montuojant krumpliaratį suklysti negalima - laidai turi išeiti į dešinę (ir tik čia) pusę, nes dėl viduje sumontuotos perbėgančios sankabos jis suksis tik į vieną pusę. Kitam, t.y. be pavarų, tai neaktualu, bet vis tiek rekomenduojama jų kairioji išvestis. Svarbi pastaba: Kad ratas nesudegtų išėmus iš pakuotės, reikia nedelsiant apvynioti laidus juostele. Paprastai montuojant variklio ratą reikia pagaląsti ant jo esančią ašį, taip pat nusileidimo vietą ant šakės.

Jokių problemų su maža aliuminio dėžute, vadinama valdikliu, ją reikia tvirtai pritvirtinti prie rėmo, ieškant patogiausios vietos. Galite naudoti varžtus, plastikines kilpas ir kt.

Surinkimas. Dujų rankena turi būti sumontuota dešinėje. Tada pritvirtinkite priekinį žibintą uždegimo jungikliu, signalizuokite. Labai patogus raktas, kuris naudojamas kaip maitinimo jungiklis, kurį pasukus toliau, įsijungia šviesa.

LiFePO4 akumuliatoriaus pasirinkimas, nepaisant jo daugiau didelė kaina, aišku: patvarus, greitai įkraunamas,

Turinti iki 1,5 tūkst. iškrovimo/įkrovimo ciklų. Jį sudaro kelios „skardinės“, kurios įkrovimo metu yra subalansuotos viena su kita. Panašių parametrų švino-rūgšties akumuliatorius sveria daug daugiau, tačiau be to, turėsite padirbėti su elektrolitu. Ir tuo pat metu jis bus įkraunamas ilgiau.

Viso straipsnio, kuriame išsamiai aprašyti visi etapai, šaltinis: http://www.velomotor.net/stat_i/electrovelosiped.htm

Viskas prasidėjo pernai, kai pradėjau vis dažniau į darbą važinėti dviračiu, nes... laukimas automobilių minioje, po darbo dienos grįžimo namo momentas ėmė kelti vis labiau įtemptą. Kelionė iš namų į darbą dviračiu užtruko beveik tiek pat, kiek ir automobiliu. Tačiau atsižvelgiant į tai, kad kelias praėjo dauguma palei kelius, kuriuose automobilių eismas praktiškai nebuvo, palei tvenkinio pakrantės juostą ir vaizdingą alėją, kurioje ryto valandomis šildėsi sportuoti žmonės, o krantą puošė žiovaujantys žvejai su meškerėmis – atvežė ir dviratį. moralinis pasitenkinimas žavėdamasis viskuo, kas vyksta aplinkui.

Vienintelis trūkumas, trukdęs važiuoti į darbą, buvo apie 300 metrų ilgio kalnas su gana stačiu pakilimu, į kurį įvažiuojant teko perjungti žemesnes pavaras ir įdėti nemažai pastangų. To pasekmė buvo nepatogi būsena prieš prasidedant darbo dienai biure.

Gimė mintis savo dviratį aprūpinti varikliu, kuris padėtų sunkiais laikais. Išstudijavus nemažai vaizdo įrašų YouTube, endless-sphere.com svetainės forume ir kituose šaltiniuose apie dviračio elektrifikavimą namuose, galvoje susidarė problemos sprendimo vaizdas. Belieka tik ją įgyvendinti.

Mintis įsigyti gatavą komplektą su priekinių ratų pavara varomu varikliu man pasirodė banaliai paprasta, o dar dvi priežastys: maža išvystyta galia (iki 500 W) ir didelė kaina – neatnešė jos naudai. .

Daugiausia dėmesio buvo skiriama galinių ratų pavarai ir bešepetėlio variklio naudojimui. Tokio sprendimo efektyvumas, atrodė, turėtų būti didesnis nei naudojant priekiniais ratais varomą variklį-ratą.

Jau turėdamas šiek tiek patirties radijo modeliavimo srityje, savo idėjai įgyvendinti nusprendžiau panaudoti HobbyKing komponentus, kaip pagrindinius statant elektrinį dviratį. Mechanikas nusprendė naudoti tokį, kurį būtų lengva įsigyti bet kurioje automobilių ar dviračių parduotuvėje.

Komponentai

Gaminant elektrinį dviratį buvo naudojami šie komponentai:

HobbyKing

Variklis (1 500 RUB)
Variklio valdiklis (700 RUB)
Įkraunama baterija (1 300 RUB)
Servo testeris (200 rub.)
Įkroviklis (700 RUB)
Maitinimo laidai (raudona / juoda) (200 RUR)
Jungtys 1, jungtys 2 (200 rub.)
Vatmetras (pasirinktinai) (600 RUR)
Termiškai susitraukiantis (neprivaloma)

Automobilių parduotuvė

Generatoriaus skriemulys VAZ-2108, 4 vnt. (500 rub.)
Generatoriaus diržas VAZ-2108, 2 vnt. (200 rub.)

Dviračių parduotuvė

Freevil (150 rub.)
Įvorė, 2 vnt. (500 rub.)
Grandinė (150 rub.)
Pavarų perjungiklis (300 RUR)
Zvezda 52T (300 rub.)

Statybinė parduotuvė

Deimantinis diskas 150 mm (RUB 150)
Varžtai, veržlės, poveržlės (150 RUB)
Aliuminio profilis 20×10 (100 RUB)

Iš viso 7300 rub.

Kadangi planavau elektrinį dviratį statyti su galinių ratų pavara, sukimo momento perdavimui galiniam ratui nusprendžiau panaudoti grandininę pavarą, o norint padidinti perdavimo koeficientą, sumontuoti žvaigždutę su dideliu dantų skaičiumi.

Iš pradžių planavau iškirpti žvaigždę tinkama suma naudojant dantis pjovimas lazeriu kokioje nors dirbtuvėje, bet jau paruošto reikiamos konfigūracijos 3D šablono paieška užtruko daug laiko ir nieko verto neprivedė. Pjovimo užsakymas kartu su dizainerio sukurtu šablonu kainavo nemažą centą (apie 1500 rublių). Tai paneigė pagrindinį sumanytos idėjos principą – sumažinti pagal užsakymą pagamintų komponentų kainą ir naudoti turimus jau paruoštus nebrangius komponentus.

Todėl didžiausia 52T žvaigždutė, išimta iš kasetės, buvo pirkta iš dviračių parduotuvės (dviračių dirbtuvės). Ir pritvirtinti prie galinio rato stebulės aparatūros parduotuvė nusipirkau deimantinį diską kampiniam šlifuokliui tinkamas skersmuo(15 cm). Centrinė disko skylė turėjo būti išgręžta grąžtu ir dilde iki reikiamo galinio rato stebulės skersmens. Ši konstrukcija trimis varžtais prie stipinų tvirtinama prie galinio rato. Tvirtinimui patartina naudoti „ausines“ veržles, kurios gerai priglunda prie stipinų, taip pat savaime užsifiksuojančias veržles (su įdėklu). Žvaigždė turi būti subalansuota ant besisukančio rato, kad nebūtų plakimo įvairiomis kryptimis.

Kad sukimo momentas neperduotų varikliui nuo besisukančio rato, naudojau 16 dantų laisvą eigą, kurią lengva nusipirkti bet kurioje dviračių parduotuvėje. Bėda ta, kad jis skirtas naudoti su tvirtesnėmis grandinėmis ir standartinės siauros grandinėlės ant jo netilps. Kad tai būtų įmanoma, laisvosios eigos dantis reikia šiek tiek paaštrinti šonuose. Tam naudojau rankinį šlifavimą su šlifavimo priedu. 10 minučių ir viskas paruošta – su byla užtruktų ilgai.

Kadangi laisvoji eiga skirta prisukti ant galinės storos įvorės, ji turi vidinis sriegis didelio skersmens ir norint jį pritvirtinti prie perdavimo movos (sriegio skersmuo 10 mm), reikalingas adapteris. Tokį adapterį radau ir dviračių parduotuvėje. Jis buvo parduotas su juoda įvore ir aš nežinau, kam jis skirtas. Nuotraukoje parodytas antras to paties tipo adapteris, kurio kitoje pusėje buvo atvirkštinis sriegis.

Norėdami įtempti grandinę nuo laisvosios eigos iki galinio rato žvaigždutės, naudojau standartinį, nebrangų pavarų perjungiklį. Įtempiklio konfigūracija, žinoma, nebuvo pati sėkmingiausia, bet visumoje jis atlieka savo vaidmenį, ir nieko geresnio nesugalvojau.

Norėdami palaipsniui perkelti sukimo momentą iš variklio į laisvą eigą, generatoriaus VAZ-2108 trapeciniam diržui panaudojau dvi adapterio įvores su ant jų sumontuotais skriemuliais. Visa konstrukcija pritvirtinama naudojant aliuminio profiliai ant dviračio rėmo.


UPD. Rėmas neturėtų būti pagamintas iš kompozicinės medžiagos kaip anglies pluoštas, nes jis turi būti monolitinis ir nepažeistas, kad išlaikytų stiprumą. Priešingu atveju rėmas gali sprogti. Taip pat nerekomenduojama naudoti aliuminio rėmai. Geriausia naudoti tokį plieninį rėmą kaip mano.

Adapterio įvorės taip pat nėra įprastos. Jie turi daug didesnį plokštumų, kuriuose tvirtinami stipinai, skersmenį. Tai leido juos pritvirtinti prie aliuminio profilių. Norėdami tai padaryti, šiek tiek išgręžkite stipinų skyles M3 varžtams.

Diržo skriemulių vidinis skersmuo yra didesnis nei adapterio įvorės sriegio skersmuo, todėl, kad būtų išvengta netikslaus skriemulių montavimo, aš ant įvorės sriegių suvyniojau elektros juostą sluoksnis po sluoksnio iki skriemulio angos skersmens ir naudojau poveržles su 30 mm skersmens tvirtinimui po veržlėmis.

Iš esmės galima naudoti vieną trapecinio diržo perdavimo grandį. Variklio galios rezervo pakanka važiuojant tiesiais keliais ir nedideliais įkalniais. Tačiau norint užtikrintai važiuoti smėliu ir įkalnėje, geriau naudoti dvi nuorodas. Kiekvienos nuorodos skaičius yra maždaug 2 kartus. Taip padvigubinamas ratui perduodamas sukimo momentas.

Variklio valdiklį su užtrauktuku pritvirtinau prie vieno iš aliuminio profilių, pritvirtintų prie rėmo, geresniam kontaktui naudojant termopasta. Tai leidžia geriau pašalinti šilumą nuo valdiklio ir važiavimo metu galite pajusti, kaip įkaista profilis ir rėmas šalia valdiklio. Kitoje valdiklio pusėje, kur sumontuotas jo radiatorius, peiliu atsargiai nupjoviau šilumos susitraukimą ir pritvirtinau nedidelį ventiliatorių iš seno Intel 586 procesoriaus Nors, remiantis eksploatavimo patirtimi, jis pasirodė nereikalingas.

Variklio galiai valdyti naudojau servo testerį, konvertuotą į rankinis režimas valdymas. L7805 (KREN5A) lustas naudojamas servo testeriui ir aušinimo ventiliatoriui maitinti.

Pirmiausia iš servo testerio išlitavau kintamąjį rezistorių ir padėjau prie dešinės vairo rankenos. Paaiškėjo, kad šis sklandaus galios reguliavimo būdas turi savo trūkumų. Ypač nepatogu jį naudoti ekstremaliose situacijose, kai tenka staigiai stabdyti, kai ranka juda prie stabdžių svirties, o variklis toliau gamina sukimo momentą stabdančiam ar net užsikimšusiam ratui.

Todėl supaprastinau grandinę ir padariau miniatiūrinį nendrinį mygtuką „dujos į grindis“ (be fiksavimo). nykščiu dešinė ranka, paspaudus, variklis pradeda gaminti maksimalią galią. Kad pašalinčiau staigius trūkčiojimus, servo testerio įėjime sumontavau įtampos daliklį su dviem rezistoriais ir 100 µF kondensatoriumi. Taigi tai užtikrino sklandų variklio sūkių padidėjimą ir sumažėjimą paspaudus ir atleidžiant mygtuką „dujos į grindis“ maždaug per 0,5–0,7 sekundės.

Ant vairo uždėjau vatmetrą, kad galėčiau stebėti akumuliatoriaus įtampą ir matuoti akumuliatoriuje sukauptos talpos „sunaudojimą“. Baterija yra sėdmaišyje su užtrauktuku. Taip jis vienu šūviu nukovė du paukščius – akumuliatorių galima nesunkiai išimti įkrauti ir eksploatacijos metu laikyti uždarame apsauginiame korpuse, įvykus avariniam gedimui.

Ant kairiosios vairo rankenos sumontavau nendrinį mygtuką (be užrakinimo), kad garsinis signalas atbaidytų pėsčiuosius. Kaip signalą panaudojau pjezokristalinę automobilio sireną – švilpuką. Jis jaučiasi visiškai normalus, kai trumpai veikia esant 22 V įtampai (6s baterija). Tik garsiau nei 12 V.

Rezultatai

Aprašysiu kelis naudojamų sprendimų privalumus ir trūkumus. tvarka.

Grandinės pavara iki galinio rato turi gana ilgą eigą, dėl kurios važiuojant nelygiu keliu grandinė nuskrenda nuo laisvojo rato. Norint to išvengti, reikėjo atitverti kažkokį grandinės kreiptuvą priešais laisvą eigą iš aliuminio juostos gabalo ir plastikinio volelio. Kadangi grandinė atsitrenkia į ją judant, sukuria nemalonų stiprų beldimą. Idealiu atveju turėtumėte sumontuoti grandinės įtempiklį arba grandinės stabilizatorių priešais laisvą eigą, bet dar nesugalvojau kaip.

Galinės varomos žvaigždutės tvirtinimas prie rato nėra pats patikimiausias. Gali būti pažeisti stipinai arba nuo stipinų atsiskirs žvaigždutės tvirtinimas. Taip nutiko vieną kartą, kai naudojau įprastus riešutus. Po to sumontavau "ausines veržles" ir automatiškai užsifiksuojančias veržles. Geriau pakeiskite dabartinę įvorę į įvorę su diskinio stabdžio laikikliu ir įdėkite didelę žvaigždutę. Bet todėl Žvaigždės skersmuo gerokai didesnis nei diskinio stabdžio, nesu tikras, ar atstumo iki rėmo užtenka laisvam sukimuisi.

Pleištinis jėgos perdavimas nuo variklio iki laisvosios eigos iš pradžių veikė gana priimtinai. Tačiau tokio sprendimo efektyvumas palieka daug norimų rezultatų. Didėjant diržo įtempimui, didėja adapterio įvorių guolių ir variklio apkrova, todėl didėja susidėvėjimo ir trinties jėgos, taigi ir transmisijos efektyvumas. Sumažėjus įtampai, diržai pradeda slysti esant didelėms apkrovoms (pradedant nuo sustojimo, judant įkalnėn), o tai taip pat lemia efektyvumo mažėjimą. Rasti pusiausvyrą labai sunku. Poli-V formos rumbuotų skriemulių naudojimas yra problemiškas dėl jų stambumo. Atrodo, kad geriausias sprendimas yra naudoti dantytą diržinę pavarą.

Variklio galios valdymas, kaip ir pirmajame variante, naudojant kintamąjį rezistorių, kaip jau rašiau, dažnai yra nepatogus. Mygtuko „dujos į grindis“ naudojimas dažnai yra nepagrįstas, nes Būna atvejų, kai reikia važiuoti lėtai ir sklandžiai. Vairavimo modelis „visu akceleratoriumi – pagreitis – važiavimas laisvu režimu“, nors pagal akumuliatoriaus talpos sąnaudas efektyvumu beveik prilygsta važiavimui nuolat veikiant varikliui, turi svarbų trūkumą – trapecinio diržo slydimą pagreičio metu. Tačiau režimu „dujos į grindis“ pajusite visą galią, sumontuotą po jūsų sėdyne.

Na, ne iš esmės, bet vis tiek besisukančio variklio ir judančios grandinės su atvira konstrukcija garsas dažnai gąsdina praeivius. Jei kuris modeliuotojas žino, kaip švilpia varikliai be šepetėlių, jis supras.

Keletas įdomių faktų

Remdamiesi pleišto pavaros skriemulių skersmenimis (150 mm ir 80 mm) ir laisvosios eigos bei žvaigždutės dantų skaičiumi ant galinio rato (16 ir 52), nustatome, kad bendras perdavimo skaičius yra 11,4. To nėra labai daug ir neužtenka greitam pasivažinėjimui į kalną, reikia padėti kojomis. Todėl ant variklio sumontavau keraminį skriemulį iš skalbimo mašinos (pirkta sendaikčių turguje), kurio skersmuo 64 mm. Tai leido padidinti pavaros santykį iki 14,3. Esant 22,2 V akumuliatoriaus įtampai, maksimalus teorinis greitis bus 45 km/val. Atsižvelgiant į oro pasipriešinimą ir galios nuostolius perdavimo linijose, tai atrodo tiesa, nes tiesia linija įsibėgėjau iki 40 km/val.

5000 mAh talpos baterijos (22 V) užtenka 30 minučių kelio automobiliui ir 8-10 km, kai vidutinis greitis 18 km/h ir įsibėgėjimas iki 40 km/h. Dar anksčiau, kai turėjau 2200 mAh talpos bateriją (11 V), man jos irgi užtekdavo 8 km, bet važiuojant maksimaliu 18 km/h greičiu, vidutiniškai 14 km/h ir asistuojant varikliui minant pedalus, kai važiuojant į kalną.

Maksimali variklio sunaudojama srovė greitėjimo metu „dujos iki grindų“ režimu yra apie 60 A. Taigi išėjimo galia yra apie 1250 W, o tai kelis kartus didesnė nei daugumos parduodamų ratų variklių. Įsibėgėjimas iki 40 km/h tiesia linija ne ilgiau kaip per 10 sekundžių.

Esant dabartinei komplektacijai, praeitą sezoną nuo liepos iki spalio beveik kasdien važinėjau į darbą su kasdienine rida apie 20 km.

REG.RU techninis direktorius Valerijus Studennikovas bandė pats išspręsti transporto problemą, o tada savo hobį pavertė įdomiu startuoliu.

Jūsų dėmesiui pristatome Electron Bikes įkūrėjo pasakojimą apie tai, kaip savo rankomis pasidaryti galingą elektrinį dviratį, kodėl greičio mėgėjų netenkina esami dviračių modeliai ir kokiu greičiu gali įsibėgėti iš pažiūros paprastas dviratis.

Pirmoji pažintis su elektriniais dviračiais

Pirmą kartą elektrinius dviračius pamačiau prieš ketverius metus, 2011 m., dviračių parodoje Maskvoje. Brangus, beprasmis, labai silpnomis savybėmis, bet kažkaip užkabino, atsirado noras prisijungti įdomiai atrodantis transporto. Tuo metu rinkos tyrimai parodė, kad perkant jau paruoštą elektrinį dviratį su geros savybės už tinkamą kainą yra tiesiog nerealu. Rinka siūlo arba labai mažos galios ir mažo greičio dviračius su maža baterija („silpna“ visais atžvilgiais Kinija arba brangi, žavinga, bet taip pat lėtai judanti Europa), arba superbrangius monstrus, kurių kaina prasideda nuo gamintojo. nuo 10 000 USD (Stealth Electric Bikes, Hi-Power Cycles), kurie taip pat turi savo trūkumų (neadekvačiai didelis svoris dėl sunkaus rėmo ir sunkaus variklio-rato, silpna sukibimas apačioje dėl variklių be pavarų naudojimo, mažas galios rezervas) .
Tačiau atkaklus noras įsigyti tylų, lengvą ir kartu galingą bei žaismingą elektrinį dviratį niekur nedingo. Todėl teko rinktis vienintelį galimą variantą – dviratį surinkti pačiam iš rinkoje esančių komponentų, kaip tai daro daugelis kitų entuziastų.

Pirmas blynas

Pirmasis „gabalas“ buvo bandymas surinkti dviratį, kurio pagrindą sudaro kilovatinis „MagicPie“ ratų variklis su įmontuotu valdikliu, įsigytas kartu su 10 Ah baterija, skirta montuoti ant bagažinės. Įrenginį surinkti buvo įmanoma, tačiau džiaugsmas iš naujo dviračio, įsibėgėjusio iki neregėto 42 km/val., buvo trumpalaikis - bagažinė, sunkdama akumuliatoriaus svorį, išgyveno lygiai tris dienas, sugedo sulaužytų Samaros kelių. Valdymas ir svorio paskirstymas naudojant šį akumuliatorių taip pat nedžiugino. Sunku buvo ir galiniam ratui, kuris jau buvo priaugęs svorio – važiuojant greičiu kitoje duobėje lengvai galėjai sulaužyti vamzdelį ar net sulenkti galinį ratlankį.

Todėl kitą kartą keičiant akumuliatorių naudojant naminiai tvirtinimai migravo į apatinį dviračio vamzdį. Dėl to svorio pasiskirstymas pasirodė geresnis, tačiau dizainas atrodė baisus ir nepadorus. Apibūdinti panašius kūrinius beprotiškos rankos Namų dviračių kūrėjai netgi turi nusistovėjusį terminą - „kankinio dizainas“.

Jau buvo galima gana patogiai važiuoti teisingesnio svorio paskirstymo dviračiu, tačiau paaiškėjo, kad standartinė 500 Wh (50 V, 10 Ah) baterija, skirta didesnės nei vidutinės galios dviračiui, tarnauja neilgai – galite gauti iš taško A į tašką ant elektros B, o atgal tik ant pedalų. Dėl to buvo įsigytas didelis 1000 Wh akumuliatorius (50 V, 20 Ah), kuris lyg ir tilpo į priekinį rėmo trikampį, bet jį reikėjo tvirtinti elektros juostele;) Viskas atrodė taip:

Susidaręs monstras dėl akumuliatoriaus pločio net neturėjo pedalų pasukti.

Aišku, kad taip palikti buvo neįmanoma.

Reikėjo ką nors sugalvoti su akumuliatoriumi - pakeisti jo erdvinį išdėstymą, kad pedalai jo neliestų, ir išsiaiškinti jo tvirtinimą, padarant patikimą akumuliatoriaus dėžutę. Norėdami atlikti šią užduotį, po ilgų paieškų ir kandidatų atrankos buvo atvestas Aleksandras Kostjukas, pažįstamas iš dviračių klubo „VeloSamara“, kuris taip pat buvo giliai persmelktas idėja sukurti elektrinį dviratį. Turėdamas ilgametę patirtį projektuojant ir kuriant įvairius visko, kas juda, prototipus, jis ėmėsi dėžės sukūrimo. Nuspręsta gaminti iš 2,5 mm storio AMG lakšto (aliuminio ir magnio lydinio), sujungto aliuminio kampais. Boksas padengtas milteliniu būdu. Dviratis taip pat buvo aprūpintas Cycle Analyst vatmetru, kuris leidžia išmatuoti daugybę rodiklių, įskaitant energijos suvartojimą vatvalandėmis vienam kilometrui. Su tokiu įrenginiu nebereikėjo jaudintis, kad baterija staiga išsikraus pačiu netinkamiausiu momentu – kiekviena praleista ampervalandė ar vatvalandė buvo skaičiuojama. Galutinis rezultatas buvo toks dviratis:

Su tokiu įrenginiu su talpia, patogiai ir saugiai pritvirtinta baterija galima būtų galima saugiai važinėtis po miestą, nebijant, kad netinkamiausiu momentu kažkas nukris. O dviratis jau atrodė padoriau. Dviratis buvo paruoštas prieš pat 2012-2013 metų žiemą ir parodė puikius rezultatus žiemos sąlygomis, įskaitant važiavimą sningant, pūgos ir minus 35 laipsnių šalčio metu.

Tiesiog pirmyn!

Sėkmingai užbaigus pirmojo įrenginio konstrukciją, kilo mintis kartu su Sasha toliau kurti elektrinius dviračius. Turėjau tam tikrą viziją, ko noriu, o Sasha turėjo didelę dizaino patirtį.
Nusprendėme čia nesustoti ir dėl to Rusijos rinka tuo metu elektrinių dviračių tiesiog nebuvo (ir vis dar nėra), kuriais mes patys norėtume važinėtis. Pakankamai galingų (greičiu ir dinamika prilygstančių motoroleriui ar motociklui) ir tuo pačiu lengvų bei įperkamų elektrinių dviračių niša buvo visiškai tuščia. O mes su Sasha visai nesidomėjome mažos galios dviračiais, nes mes, aktyvūs ir jauni, norėjome važiuoti „su vėju“, kad dviratis turėtų tinkamą ridą ir patikimas dizainas už važiavimą atšiauriais Rusijos keliais ir bekele.

Buvo nuspręsta sukurti universalų elektrinį komplektą, kuris leistų bet kurį modernų kalnų dviratį paversti elektriniu. Kalnų dviračiai nebuvo pasirinkti kaip bazė atsitiktinai – jie labai populiarūs Rusijoje (kiekybiškai sudaro pagrindinę suaugusiųjų dviračių klasę), universalūs (leidžia važinėti tiek mieste, tiek bekele) ir patikimi. Taip pat svarbu, kad kalnų dviračių dalys ir mazgai būtų standartizuoti, o tai taip pat leidžia standartizuoti elektros komplektą.

Reikėjo parinkti tinkamus dviračio komponentus ir išspręsti daugybę inžinerinių problemų:

  • Pasirinkite variklį, kuris gali sukurti didelę galią ir sukimo momentą, tačiau yra lengvas.
  • Surinkite kompaktišką ir lengvą pakankamos talpos bateriją, galinčią išlaikyti dideles sroves.
  • Sustiprinti galinių ratų iškritimus, kad juose nesisuktų didelio sukimo momento variklio ašis.
  • Sukurti hidraulinių stabdžių reagavimo jutiklius (serijiniai hidrauliniai stabdžiai su davikliais dar tik pradeda pasirodyti rinkoje ir turi savo trūkumų), nes automatinis variklio išjungimas paspaudus stabdžius yra vienas pagrindinių standartinių reikalavimų elektriniams dviračiams. O mechaniniai stabdžiai nebėra tinkami saugiam stabdymui tokiais greičiais, kokius norėjome pasiekti.
  • Apsvarstykite sprendimus, kaip priekinį priekinį ir galinį žibintą (su signalu) maitinti iš elektrinio dviračio borto įtampos, naudojant įmontuotą keitiklį DC.
  • Nuspręskite dėl tinkamų jungčių (geriausia sandarių), dviračių kompiuterių, vatmetrų, apšvietimo įrangos ir daug daugiau.
Tačiau svarbiausia, kad reikėjo sukurti universalią dėžę akumuliatoriui ir valdikliui, kad įprastą gamybos dviratį būtų galima greitai paversti elektriniu. Anksčiau surinkta metalinė dėžė šiam vaidmeniui netiko, nes jai pagaminti reikėjo per daug darbo jėgos, o forma ir dydis buvo pritaikytos tik konkrečiam rėmui.

Galutinis sprendimas turėjo būti lengvai montuojamas, technologiškai pažangus ir pigus gaminti.

Štai vienas pirmųjų šio kelio etapų – 2013 metų pavasarį pastatyta dėžė:

Štai dar vienas tarpinis etapas:

Kas atsitiko?

Metus trukusio darbo ir eksperimentų dėka buvo sukurtos tikrai universalios ir kur kas estetiškesnės dėžės, elektros komplektai ir jų pagrindu pagaminti dviračiai:



Šių įrenginių charakteristikos:

  • greitis - iki 63 km/h;
  • galia - iki 2,5 kW;
  • akumuliatoriaus talpa - iki 1 kWh;
  • atstumas – 40 km maksimaliu greičiu (63 km/h) ir iki 100 km ekonominiu režimu (30 km/h).
Štai vaizdo įrašas apie galingą elektrinį dviratį, judantį „miesto džiunglėse“:

Nelygiame reljefe dviratis taip pat nepasiduoda:


Daugiau vaizdo įrašų



Dviratis ar motociklas?

Sukurto elektrinio komplekto pagrindu sukurti dviračiai pasirodė tikrai labai žaismingi, galintys pilnai judėti miesto eisme 60 km/h greičiu. Pagal naujas taisykles, reglamentuojančias elektrinių dviračių galią ir greitį, jos formaliai netaikomos nei dviračiams (kurių elektros galia ribojama iki 250 W ir 25 km/h), nei net mopedams (kurių projektinis greitis neturi viršyti 50). km/val.), bet priklauso motociklų klasei. Be to išvaizdaŠis dviratis ypatingų įtarimų nekelia – tai įprastos išvaizdos dviratis su dėžute rėmo viduje. Ir prietaiso svoris labai nepadidėjo, galingas elektros komplektas prideda dviratį tik 14 kg, todėl gatavo dviračio svoris yra apie 26 kg. Suaugęs vyras gali nesunkiai pakelti tokį įrenginį laiptais ir nešti per kliūtis.

Taigi tai pasirodė funkciškai gana mopedas, bet dviračio kiaute. Dėl to galite pasinaudoti abiejų rūšių transportu: visur (pėsčiųjų zonose, šaligatviuose, antžeminėse ir požeminėse perėjose, viadukuose, parkuose, takeliuose ir tiesiog bekelėje) yra „žalioji šviesa“ dviračiui. Mopedo greitis ir dinamika yra prieinami kelyje / motoroleryje (su didesniu manevringumu nei bet kuris motoroleris ar motociklas), todėl galingas elektrinis dviratis realiomis eismo sąlygomis yra greičiausias miesto sausumos transportas.

Ir nors mūsų standartinių elektrinių komplektų galia jau prilygsta mopedui, kaip sportas ir eksperimentas (nepigus, kaip paaiškėjo suskaičiavus visų komponentų kainą), sunkūs ir galingi elektriniai dviračiai buvo surinkti remiantis specializuoti erdvės rėmai iš Qulbix:

Ir ukrainietiškas „Chobotar rėmas“:

Šie 6-10 kW galios monstrai gali pasiekti net 90 km/h greitį, kartu pasižymintys lengvo motociklo dinamika. O atidarius pilną droselį jie atsistoja „ant ožio“. 3 kWh talpos baterija leidžia nuvažiuoti 120 km 40 km/h greičiu arba 40 km 90 km/h greičiu, todėl šį dviratį galėsite naudoti kaip tolimųjų atstumų priemiesčio transportą ir važiuojant užmiestyje.

Kas toliau?

„Electron Bikes“ elektrinių rinkinių ir elektroninių dviračių dizainas nuolat tobulinamas. Du dviračių modeliai netrukus bus paruošti pramoninei serijinei gamybai:

„Standartinis“ (pagal įprastą dviračio rėmą): galia 2,2 kW, akumuliatoriaus talpa 1 kW*h, greitis iki 63 km/h;

Elektriniai smulkintuvai (be pedalų) „Electro-classic“: galia 6 kW, greitis iki 85 km/h, dviejų išimamų baterijų talpa iki 3 kW*h;

Ir „Elektroboberis“.

.

Pastarajame taip pat sumontuota unikali riboto leidimo titano lygiagretainė šakė.

Šiek tiek apie elektrinio dviračio dizainą

Pabaigai šiek tiek apie elektrinio dviračio sandarą ir komponentus bei apie techninius sunkumus, stojančius kelią galingo dviračio kūrėjams.

Pagrindiniai elektrinio dviračio komponentai

Elektrinio dviračio „širdis“ arba raumenys yra elektros variklis(daugiau informacijos apie variklius ir jų tipus rasite žemiau). Šiuolaikiniuose elektriniuose dviračiuose naudojami nuolatinės srovės varikliai be šepetėlių (BLDC), todėl jie gali efektyviai veikti plačiame greičio diapazone su dideliu sukimo momentu. Kartais asinchroniniai varikliai naudojami kaip centriniai. (Apie „Shkondin Engines“, apie kuriuos internete tiek triukšmo, galima išleisti atskirą atskleidžiančią medžiagą;).

Elektrinio dviračio „smegenys“ yra valdiklis. Valdiklis valdo elektros variklį, tinkamu momentu tiekdamas maitinimą į jo apvijas, priklausomai nuo reikiamo sukimosi greičio ir galios. Valdiklis taip pat valdo visą dviračio „logiką“: įėjime, signalų priėmimas iš dujų rankenos padėties, darbo režimų jungikliai (galite, pavyzdžiui, riboti greitį, galią įvairiais režimais ar net įjungti atbulinę eigą. ), pastovaus greičio palaikymo mygtukai (labai padeda važiuojant priemiesčio režimu), signalai iš stabdžių jutiklių (nes reikia išjungti variklio galią paspaudus stabdžio rankenėlę ar net įjungti regeneracinį stabdymą varikliu, jei palaiko) ir kt.

Elektros dviračio širdžiai ir smegenims energija kaupiama baterija. Įprasta elektrinių dviračių akumuliatoriaus įtampa yra nuo 36 V iki 48 V. Didelės spartos įrenginiuose gali būti sumontuoti aukštos įtampos akumuliatoriai (iki 100 V).
Šiuo metu didžioji dauguma elektrinių dviračių naudoja ličio baterijas (apie jų tipus plačiau žemiau), kurių energijos talpa yra geriausia. Sunkūs švino akumuliatoriai naudojami tik pigiausiuose įrenginiuose.
Baterija susideda iš atskirų akumuliatoriaus elementų, sujungtų nuosekliai / lygiagrečiai.

Baterija taip pat turi savo „smegenis“ - tai baterijos valdymo sistema („Battery Management System“ arba BMS). Apsaugo akumuliatorių nuo perkrovimo, perkrovimo, leistinos srovės viršijimo, taip pat subalansuoja atskirus akumuliatoriaus elementus, kad jie išsikrautų tolygiai.

Norėdami parodyti visą reikiamą informaciją ir tiksliai „kalorijų skaičių“, jums reikia vatmetras, leidžianti tiksliai pasakyti, kiek energijos išeikvota ir kiek liko. Specializuotas vatmetras apjungia dviračių kompiuterio funkcijas, taip pat skaičiuoja greitį, atstumą ir išvestinius rodiklius, tokius kaip energijos suvartojimas vienam kilometrui (Wh/km).

Norint maitinti žemos įtampos vartotojus (priekinis žibintas, galinis žibintas, garsinis signalas, kartotuvai), būtina sumažinti borto įtampą iki mažesnės (5, 8 arba 12 voltų). Tam naudojami labai efektyvūs DC/DC keitikliai ( DC-DC).

Paauglystės sunkumai

Užduotį sukurti galingą dviratį apsunkina tai, kad šiuo metu visa elektrinių dviračių komponentų pramonė yra skirta mažos galios įrenginiams. Galingų ir greitaeigių elektrinių dviračių, stovinčių pusiaukelėje iki motociklų, klasė dar tik formuojasi, todėl tokių įrenginių kūrėjai kiekviename žingsnyje turi ką nors sugalvoti.

Baterijos

Komerciniu būdu gaminami elektriniams dviračiams skirti akumuliatoriai dažniausiai kuriami iš didelių srovių neatlaikančių elementų. Komercinių baterijų, dažniausiai sudarytų iš ličio jonų elementų, C reitingas (srovės, kurią gali tiekti akumuliatorius, ir akumuliatoriaus talpos santykis, išreikštas ampervalandėmis), yra ne didesnis kaip 1, o galingiems dviračiams. , kurį sukuriame, reikia baterijų, kurių C reitingas ne mažesnis kaip 2,5. Tai yra, pavyzdžiui, su 20 A*h talpa jie gali ilgą laiką tiekti 50 A srovę, kuri su 50 voltų akumuliatoriumi leistų 2,5 kW išėjimo galią mus domina. Dėl to akumuliatoriai turi būti lituojami (o dabar suvirinami taškiniu suvirinimu) nepriklausomai nuo tam tinkamų elementų. Savybes atitinkančių elementų paieška ir atrinkimas, jų testavimas ir atmetimas – taip pat atskira užduotis. Dabar mes naudojame prizminius LiFePO4 ir LiNiCo elementus, kurie leidžia sukurti daug energijos reikalaujančius ir kompaktiškus akumuliatorius.

Pagrindiniai ličio baterijų elementų tipai

  • LiFePO4 (ličio geležies fosfatas). Juos galima naudoti esant šalnoms iki -30 laipsnių, greitas įkrovimas pasiekiamas per 45 minutes, turi didžiausią įkrovimo-iškrovimo ciklų skaičių (1500-2000), gali tiekti daugiau galios, yra atsparūs ugniai ir nedegūs . Tačiau jie turi dvigubai didesnį specifinį pajėgumą ličio jonų baterijos(t.y. 2 kartus didesnis svoris tos pačios talpos), palyginti brangus (tačiau specifinė eksploatavimo kaina yra mažiausia dėl didelio ciklų skaičiaus).
  • Naudojame kaip pagrindinį sprendimą kietų dviračių komplektuose, tačiau dėl savo gabaritų netinka montuoti į dviračių dviračių rėmo priekinį trikampį, kur laisvos vietos labai mažai.
  • Ličio jonų (ličio jonų). Klasikinės ličio baterijos, daugiausia naudojamos elektronikai maitinti. Jie yra lengviausi ir talpiausi, pigiausi, turi esamą didžiausią savitąją galią (Wh/kg). Tačiau jie turi siaurą darbinės temperatūros diapazoną (nuo 0 iki +40 laipsnių Celsijaus), nedidelį įkrovimo-iškrovimo ciklų skaičių (300-400), neleidžia tiekti didelės srovės. Šios baterijos dažniausiai naudojamos mažos galios elektriniuose dviračiuose, tačiau didelės galios prietaisams jie mažai naudingi dėl žemos C klasės.
  • LiPo (ličio polimeras). Didelis energijos intensyvumas, beveik toks pat kaip Li-Ion elementų. Leidžia dideles iškrovos sroves, aukštą C reitingą. Tačiau, kaip ir ličio jonų, jie turi mažesnį įkrovimo-iškrovimo ciklų skaičių (300-700) ir siaurą temperatūros diapazoną: veikiant žemiau 0, jie sugenda, o karštyje dėl trumpojo jungimo ar mechaninių pažeidimų gali užsidegti. Dėl didelio gaisro pavojaus elektrinius dviračius naudoja tik drąsūs entuziastai.
  • LiNiCo / LiNiCoMnO2 (ličio-nikelio-kobalto). Turėdami LiPo privalumus (didelį energijos intensyvumą ir galimybę tiekti dideles sroves), jie neturi savo trūkumų: turi platesnį temperatūrų diapazoną ir, svarbiausia, yra atsparūs ugniai. Dėl kompaktiškumo juos naudojame elektros komplektuose, skirtuose montuoti ant dviračių su dviguba pakaba.

Varikliai

Tačiau labiausiai didelė problema Kuriant galingą ir lengvą elektrinį dviratį, naudojami varikliai.
Serijiniai varikliai yra arba per mažos galios, arba sunkūs, arba mažo efektyvumo, arba perkaista, arba visi trys iš karto;)

Elektriniams dviračiams naudojamus variklius galima suskirstyti į tris klases, kurių kiekviena turi savų minusų pritaikant galingiems elektriniams dviračiams.

Variklio ratai be pavarų (tiesioginės pavaros)


Pastangos magnetinis laukas yra perduodami tiesiai į ratą, todėl jie vadinami tiesiogine pavara.
Jie yra nepretenzingi ir patikimi, nes juose nėra jokių susidėvinčių elementų, išskyrus guolius. Gali būti naudojamas kaip elektrinis stabdys regeneraciniam stabdymui. Tačiau jie turi du didelius trūkumus.

Pirmasis yra didelis svoris. Pavyzdžiui, 2,5 kW variklis svers vidutiniškai 7 kg, o 6 kW variklis – net 12 kg. Tai labai įtakoja gatavo dviračio svorį. Be to, įdėjus sunkų variklį į galinį ratą, svorio centras pasislenka atgal (dviratį tampa nepatogu neštis, atlikti triukus/šokinėti ant jo), taip pat padidėja rato „nespyruoklinė masė“, o tai neigiamai veikia. dėl jo ilgaamžiškumo, didinant ratlankio stiprumo, stipinų storio reikalavimus. Atsižvelgiant į tai, ratai su sunkia tiesiogine pavara dažnai įdedami į motociklų ratlankius, nes Sunku rasti reikiamo stiprumo dviračių ratlankius.

Antras trūkumas – mažas efektyvumas važiuojant nedideliu greičiu. Pavyzdžiui, važiuojant įkalne, purvu, smėliu ar bekele, kur neįmanoma įsibėgėti, toks variklis labai perkais. Pavyzdžiui, važiuojant į 20 % įkalnę, 6 kW tiesioginės pavaros sferinis variklis veiks maždaug 20 % efektyvumo, o 80 % praras šilumą. Šiuo režimu galingas rato variklis gali perkaisti ir per porą minučių perdegti, jei jis laiku neišjungiamas (paprastai variklis automatiškai išsijungia pagal temperatūros jutiklio signalą). Kas nenuostabu: esant silpnai šilumos išsklaidymui uždaroje variklio erdvėje ir veikiant mažo efektyvumo režimu, apvijos įkaista galingo elektrinio virdulio greičiu (mūsų pavyzdyje šildymas 4,8 kW su 6 kW varikliu). Tačiau norėdami, kad „virdulys“ įkaistų lėčiau, galite į jį „įpilti vandens“ - kai kurie entuziastai problemą išsprendžia naudodami vandens aušinimas.


Variklio ratai su pavaromis


Juose yra įmontuota planetinė pavarų dėžė, kurios perdavimo santykis paprastai yra 5:1. Jie turi mažesnį svorį su ta pačia galia, didesnį efektyvumą „apačioje“, palyginti su varikliais be pavarų. Tačiau jie yra mechaniškai mažiau patikimi (daugiau judančių mechaninių dalių) ir nepalaiko regeneracinio stabdymo. Tačiau, svarbiausia, jie nėra gaminami masiškai, kai galia didesnė nei 1000 W.


Centriniai varikliai (vidutinė pavara)


Vidurinės pavaros, kaip rodo jų pavadinimas, yra išorinė pavara su greitaeigiu elektros varikliu, dažniausiai montuojama vežimėlio mazgo zonoje, perduodanti jėgą per grandinių, krumpliaračių ar diržų sistemą. Jie leidžia pasiekti geriausią galios ir svorio santykį (kuo didesnis elektros variklio sūkių skaičius, tuo lengvesnis jis gali būti pagamintas su tokia pačia galia). Pavyzdžiui, 6 kW galios orlaivių modelių varikliai gali sverti tik šiek tiek daugiau nei kilogramą:


Palyginimui – tokios pat vardinės galios tiesioginės pavaros ratų varikliai (Cromotor, Crystalite, Quanshun) sveria 12 (!) kg. Taip pat variklio vieta arčiau centrinės dviračio dalies suteikia teisingesnį svorio pasiskirstymą, leidžiantį naudoti tokius dviračius, įskaitant šuolius ir triukus. Jie gali dirbti optimaliomis sąlygomis net ant stačių šlaitų ir gilaus purvo.

Tačiau masinės gamybos centrinių elektrinių dviračių variklių galia dažniausiai ribojama iki 500 W. Galingiausias šiuo metu prieinamas sprendimas yra 1500 W rinkinys iš Cyclone:

Galingesnius sprendimus, pagrįstus centriniais varikliais, entuziastai surenka patys, nėra paruoštų serijinių pasiūlymų. Tokių galingų dviračių kūrėjai susiduria su nemažai techninių iššūkių.

Sumažinimas. Greitaeigiams varikliams, norint sumažinti apsisukimus (nuo kelių tūkstančių iki 500-700), reikia naudoti pavarų dėžę (paruoštų specializuotų pavarų dėžių nėra, kiekvienas sugalvoja pats) arba grandininę/diržinę pavarą su aukštu. pavaros santykis (savo skersmens krumplių gamyba).
UPD: Tačiau sprendimai pradeda atsirasti.
Transliacija. Didelės galios varikliams netinka standartinė kelių greičių kalnų dviračių grandinė – ji paprasčiausiai sulūžs arba labai greitai susidėvės. Vieno greičio BMX dviračiams naudokite plačią stiprią grandinę, mopedo ar mini dviračio grandinę arba itin tvirtą diržą. Dėl to dažnai reikia gaminti nestandartines pavaras, įvores ir važiuojančias sankabas.

Aušinimas. Kompaktiški greitaeigiai varikliai (dažnai modelių orlaivių varikliai naudojami kaip vidurinė pavara, skirti darbui esant labai intensyviam oro srautui), kai naudojami elektriniuose dviračiuose, reikalauja atskiro požiūrio į aušinimą: priverstinį oro srautą, radiatorių montavimą, oro srauto apdorojimą. apvijos su šilumai laidžios sudėties geresniam šilumos išsklaidymui ir tt p.
Perjungimo greičiai. Jei pavaroms perjungti naudojama dviračio grandinė ir standartinė dviračio kasetė, tai perjungiant esant didelei apkrovai kasetė labai greitai taps netinkama naudoti. Nelabai padeda ir planetinės įvorės, tik kai kurios iš jų gali pasislinkti veikiant apkrovai. Patvaresnis variantas yra NuVinchi CVT įvorės, leidžiančios sklandžiai keisti pavarų santykį. Dar viena bėda, kad miesto cikle nepatogu nuolat keisti pavaras, reikia žiūrėti ne tik į dujų rankenėlę, bet ir į pavarų perjungimo rankenėlę, kuri sumažina važiavimo elektriniu dviračiu paprastumą ir patogumą; Sprendimas čia gali būti automatiniai planetiniai / kintamo greičio stebulės, kurios atsirado pastaruoju metu. Nepaisant to, galinguose (nuo 2 kW) dviračiuose su centriniu varikliu dažnai atsisakoma pavarų perjungimo, o tai supaprastina dizainą ir valdymą, laimei, greitas greitis. sinchroninis variklis su sumažinimu leidžia sukurti didelį sukimo momentą bet kokiu greičiu.

O greitaeigiai varikliai, pavarų dėžės ir grandininės pavaros kelia triukšmą.

Tačiau dėl savo pranašumų centriniai varikliai turi didžiulį potencialą ir bus vis dažniau naudojami didelio našumo e-dviračiuose, kai tik pasirodys. paruošti vienetai ir sprendimai. Tačiau kol kas galingi viduriniai varikliai lieka individualių entuziastų ar įmonių, kuriančių individualius sprendimus sau, nuosavybė.

Dviračių komponentai

Dviračio komponentai, skirti įkrautam dviračiui, taip pat patiria didesnę apkrovą ir reikalauja kruopštaus atrankos.

Patvarūs ratai

Varikliniams ratams reikalingas sustiprintas ratlankis (įprastas gali susiglamžyti nuo padidėjusios rato apkrovos, didelio greičio ir „duobių“ keliuose), storesni stipinai. Dažnai motociklo ratlankis naudojamas su sunkiais variklio ratais.


Galingi ir patvarūs stabdžiai

Norint stabdyti sunkų dviratį dideliu greičiu, reikia gerų hidraulinių stabdžių su padidintu disko skersmeniu ir ilgo trinkelių naudojimo laiko.
Tiesą sakant, specializuotų didelio našumo elektriniams dviračiams skirtų stabdžių nėra arba jie tik pradeda atsirasti. Todėl naudojami arba įprastiniai stabdžiai, kurie sunkiai susidoroja su apkrova ir greitai susidėvi, arba galingiausi stabdžiai, skirti važiuoti dviračiu nuokalnėn, kurie yra labai brangūs. Taip pat galite naudoti stabdžius iš minidviračio, patys juos pritaikant prie dviračio standartų (pagamindami adapterius stabdžių mašinai, stabdžių diskui ar net pačiam stabdžių diskui tvirtinti).


Sustiprintos šakės

Dviračių amortizatoriai taip pat labiau susidėvi, kai važiuojama dideliu greičiu ir padidėja įrenginio svoris. Galingiausiems ir sunkiausiems e-dviračiams vienintelis pasirinkimas dėl patvarumo yra dvigubos karūnos nuokalnės šakės; tačiau suprojektuoti atlaikyti labai didelius nelygumus, jie yra per minkšti važiuoti asfaltu.


* * *

Taigi didelio našumo elektrinių dviračių klasė reikalauja ypatingo dėmesio komponentams, kurių daugelis yra per brangūs arba reikalauja modifikacijų. Specializuotų komponentų dviračiams, kurie patenka į vidurį tarp dviračio, mopedo ir motociklo, arba nėra, arba jie tik pradedami gaminti. Tai sukuria tam tikrų sunkumų, bet taip pat atveria erdvę kūrybiškumui.

Transportas ar pramogos?

Tačiau manome, kad galingas elektroninis dviratis yra asmeninis ateities transportas ir toliau populiarės. Turėdamas visus paspirtuko praktinius privalumus ir greitį, jis yra universalesnis ir pravažesnis, manevringas, tylus, ekologiškas ir pigesnis eksploatavimas. Elektrinį dviratį galima laikyti namuose, jam nereikia garažo ar saugios stovėjimo aikštelės, pavyzdžiui, motociklą ar motorolerį, kurį pavojinga palikti lauke nakčiai.

Tačiau tai ne tik praktiškas transportas, bet ir puikus laisvalaikio praleidimo būdas: važinėtis greitu, tyliu dviračiu nelygiu reljefu „enduro“ režimu – begalinis adrenalino šaltinis. Be to, skirtingai nuo paspirtuko ar motociklo, kuris dedamas į garažą atėjus šaltam orui, elektrinis dviratis

Esant sąlygoms šiuolaikinė plėtra megapoliuose, kai asmeninės transporto priemonės judėjimui gatvėmis tampa naštos, jos tampa vis populiaresnės įvairių tipų dviratės arba triratės transporto priemonės. Vakaruose kuriamos specialios dviračių eismo zonos, organizuojamos dviračių stovėjimo aikštelės, atidaroma daugybė dviračių, mopedų ir elektrinių dviračių nuomos punktų. Rusijoje daugelis dviračio transporto gerbėjų galvoja apie perėjimą prie elektrinio dviračio ir tuo pat metu glumina daugybę klausimų:

  • kaip surinkti elektrinį dviratį savo rankomis,
  • kur gauti komponentų ir reikalingų dalių pramoniniu būdu pagamintam „puikui“ modifikuoti;
  • Kiek kainuos modernizavimas?

Žinoma, galite įsigyti ir gatavą elektrinio dviračio modelį. Pastaruoju metu prekyboje pasirodė įvairūs elektriniai dviračiai, kainuojantys nuo 56,0 tūkst (Volteco Freego modelis – Pietų Korėja) iki 175,0 tūkst (Dahon Ciao Ei7 modelis – JAV) rublių. Dėl pasirinkimo geriausias modelis Jums reikia ištirti didelę rinką su daugybe dviračių modelių arba pasitikėti ekspertų nuomone ir pasirinkti vieną iš jų.


Tačiau yra daug kvalifikuotų „pasidaryk pats“ meistrų, kuriems įprasto plento dviračio pakeitimas į elektrinį dviratį yra labai smagu.

Trumpa ekskursija į istoriją

Idėja naudoti elektrinį variklį dviračiui vairuoti buvo išradėjų galvose jau seniai. Pagrindinė kliūtis įgyvendinti šią idėją buvo įkraunamų baterijų trūkumas, kurios, esant pakankamai elektros galiai, įtampai ir srovei, tiekiamos į apkrovą, turėjo nežymius. bendri matmenys ir masė.

Impulsas intensyvinti elektrinių dviračių kūrimo darbus buvo plačiai paplitęs ličio jonų ir ličio polimerų šarminių baterijų naudojimas, kuris, nepaisant mažo dydžio ir svorio, turi aukštas elektrines charakteristikas ir tarnavimo laiką, leidžiantį juos pakartoti. įkrovimo-iškrovimo ciklai ilgą laiką neprarandant kokybės parametrų. Šiandien įvairūs pavyzdžiaiŠios įkraunamos baterijos plačiausiai naudojamos belaidžiuose elektriniuose įrankiuose.

Kinijos gamintojai pirmieji įvaldė ne tik masinę elektrinių dviračių gamybą, bet ir pradėjo gaminti įvairiausius komponentus, atsargines dalis ir priedus, leidžiančius įprastą dviratį paversti elektriniu dviračiu.

Ypatumai

Šiandien, miesto transporto žlugimo sąlygomis, elektrinis dviratis yra įdomus dėl savo reikšmingų pranašumų prieš kitas dviračio transporto rūšis, o aplinkos saugumas yra ne mažiau svarbus. Funkciniu požiūriu elektrinis dviratis yra panašus į įprastą mopedą, kuris benzininis variklis vidaus degimas pakeistas elektros energijos bloku. Komercinės gamybos modelių elektros variklio galia svyruoja nuo 0,25...1,2 kilovato, o elektrinis dviratis gali išvystyti iki 50,0 kilometrų per valandą greitį. Pagrindiniai elektrinio dviračio privalumai:

  • du judėjimo būdai - naudojant įprastą pedalo pavarą ir elektros variklį;
  • galimybė nukeliauti didelius atstumus naudojant elektrinį variklį;
  • mažiau darbo jėgos, palyginti su mopedu ir motoroleriu priežiūra ir geresnė priežiūra;
  • ekologiškumas transporto priemonė, kurio dėka Vakaruose elektrinių dviračių savininkai gauna įvairių lengvatų.

Tačiau elektriniai dviračiai turi ir tam tikrų trūkumų, iš kurių pagrindiniai yra:

  • didelis bendras jėgos agregato svoris, įskaitant elektros variklį, akumuliatorių, papildomą transmisijos ir valdymo sistemą (elektrinį valdiklį);
  • ilgas šiuolaikinių baterijų įkrovimo laikas, nepakankamas jų savarankiškumas;
  • didelė gamyklinių komponentų kaina;
  • mažas judėjimo greitis priemiesčio greitkeliuose.

Komponentų parinkimas konvertavimui

Savininkas, nusprendęs savo dviratį paversti elektriniu dviračiu, turi atsakingai žiūrėti į komponentų pasirinkimą, ypatingą dėmesį skirdamas visų elektros pavaros elementų atitikčiai (adekvatumui). Sutaupę akumuliatoriaus pirkimui galite įsigyti elektrinį dviratį, kuriuo be įkrovimo galėsite nuvažiuoti iki artimiausio prekybos centro, o atgal – mindami pedalus. Ir atvirkščiai, per mažos galios elektros variklis ne tik neleis išvystyti norimo greičio, bet dėl ​​žemos dinamikos praras daug saugumo.

Norėdami paversti plento (miesto) dviratį į elektrinį dviratį, neapsieisite be:

Galite pasirinkti mažiausio pasipriešinimo kelią ir nusipirkti rato variklį („MAGIC PIE-3 26“, 17,5 tūkst. rublių) arba visą elektrinę pavarą („BAFANG BBS-01“, 45,5 tūkst. rublių), o tai sumažins sudėtingumą ir darbo sąnaudas. intensyvumo dviračio konversija.

Jei variklį, akumuliatorių ir valdymo bloką perkate atskirai, jums papildomai reikės:

  • skriemuliai (2 arba 4 vnt.) iš lengvojo automobilio elektros generatoriaus;
  • kintamosios srovės generatoriaus diržai;
  • papildoma žvaigždutė - geriau įsigyti komplektą su „Bafang 52 T“ laikikliu;
  • laisvoji eiga (reketas, atbulinės eigos sankaba), kuri reikalinga sukimo momentui iš variklio perduoti į varomąjį bloką.

Koks turėtų būti rėmelis?

Lengviausias būdas sumontuoti elektrinę pavarą yra įprastame plento dviratyje su plieniniu rėmu. Elektriniams dviračiams nepatartina naudoti rėmų iš anglies pluošto ir aliuminio lydinių.

Ant rėmo sumontuotas valdiklis, kuris turėtų būti montuojamas ant aliuminio plokštės, kuri tarnauja kaip papildomas šilumos šalintuvas/radiatorius.

Mechanikos ir variklio montavimas

Elektrinės pavaros montavimas būsimam elektriniam dviračiui priklauso nuo maitinimo bloko išdėstymo, o elektrinį dviratį lengviausia surinkti tradiciniu išdėstymu - pavara atliekama ant galinio rato. Ant jos įvorės būtina pritvirtinti „Bafang 52 T“ žvaigždutę
, dėl ko dviratininkas turės turėti tam tikrų metalo apdirbimo įgūdžių ir turėti šlifuoklį su deimantiniu ratu ir elektrinį grąžtą. Žvaigždutės diskas tvirtinamas prie įvorės naudojant keturias–šešias varžtines jungtis, kurios turi būti pritvirtintos fiksavimo veržlėmis.

Grandininė pavara prie galinio rato vykdoma iš laisvosios eigos, kuri atskirai montuojama ant tarpinės atramos.
Sukimasis nuo elektros variklio iki laisvosios eigos vyksta per diržinę pavarą, surinktą iš generatoriaus skriemulių ir lengvųjų automobilių diržų.
Ši sudėtinga sukimo momento perdavimo iš variklio į ratą schema leidžia išvengti staigių trūktelėjimų pradedant važiuoti, taip pat pašalina atvirkštinį sukimosi perdavimą rato – elektros variklio veleno – kryptimi.

Standartinis dviračio pavarų perjungiklis naudojamas kaip pavaros grandinės įtempiklis.

Atskirų dalių ir mazgų surinkimo metu dažniausiai reikalingos montavimo operacijos, kurios atliekamos naudojant įprastą įvairių sekcijų rinkinį.

Elektros įrangos montavimas

Surinkus mechaninę elektrinio dviračio dalį, sumontavus ir sumontavus variklį, akumuliatorių ir valdiklį, būtina surinkti elektros grandinę.
Paprastai ši operacija nesukelia jokių sunkumų, o jos sudėtingumas priklauso nuo pasirinktų komponentų. Ypatingas dėmesys turi būti skiriamas kontaktinių jungčių patikimumui, pašalinant jų kibirkščiavimą ir įkaitimą.

Patartina papildomai įrengti elektrinį signalą, kuris padidins eismo saugumą, taip pat tieks maitinimą dviračio priekiniam žibintui ir foniniam apšvietimui iš pagrindinės baterijos.
Daugelis entuziastų montuoja ant ratų LED foninis apšvietimas, o tai padidina eismo saugumą naktį.

Išvada

Kaip matyti iš aprašymo, jei dviratininkas turi perteklinių finansinių išteklių, laisvo laiko ir tam tikrų mechaniko bei elektriko įgūdžių, dviratį paversti elektriniu nėra sunku. Vienintelis dalykas, dėl kurio norėčiau jus įspėti, yra...

REG.RU techninis direktorius Valerijus Studennikovas bandė pats išspręsti transporto problemą, o tada savo hobį pavertė įdomiu startuoliu.

Jūsų dėmesiui pristatome Electron Bikes įkūrėjo pasakojimą apie tai, kaip savo rankomis pasidaryti galingą elektrinį dviratį, kodėl greičio mėgėjų netenkina esami dviračių modeliai ir kokiu greičiu gali įsibėgėti iš pažiūros paprastas dviratis.

Pirmoji pažintis su elektriniais dviračiais

Pirmą kartą elektrinius dviračius pamačiau prieš ketverius metus, 2011 m., dviračių parodoje Maskvoje. Brangus, neįmantrus, labai silpnų savybių, bet kažkaip jie mane užkabino, pajutau norą prisijungti prie šios įdomios transporto rūšies. Tuo metu atliktas rinkos tyrimas parodė, kad už adekvačią kainą nusipirkti gatavą elektrinį dviratį su geromis savybėmis buvo tiesiog nerealu. Rinka siūlo arba labai mažos galios ir mažo greičio dviračius su maža baterija („silpna“ visais atžvilgiais Kinija arba brangi, žavinga, bet taip pat lėtai judanti Europa), arba superbrangius monstrus, kurių kaina prasideda nuo gamintojo. nuo 10 000 USD (Stealth Electric Bikes, Hi-Power Cycles), kurie taip pat turi savo trūkumų (neadekvačiai didelis svoris dėl sunkaus rėmo ir sunkaus variklio-rato, silpna sukibimas apačioje dėl variklių be pavarų naudojimo, mažas galios rezervas) .
Tačiau atkaklus noras įsigyti tylų, lengvą ir kartu galingą bei žaismingą elektrinį dviratį niekur nedingo. Todėl teko rinktis vienintelį galimą variantą – dviratį surinkti pačiam iš rinkoje esančių komponentų, kaip tai daro daugelis kitų entuziastų.

Pirmas blynas

Pirmasis „gabalas“ buvo bandymas surinkti dviratį, kurio pagrindą sudaro kilovatinis „MagicPie“ ratų variklis su įmontuotu valdikliu, įsigytas kartu su 10 Ah baterija, skirta montuoti ant bagažinės. Įrenginį surinkti buvo įmanoma, tačiau džiaugsmas iš naujo dviračio, įsibėgėjusio iki neregėto 42 km/val., buvo trumpalaikis - bagažinė, sunkdama akumuliatoriaus svorį, išgyveno lygiai tris dienas, sugedo sulaužytų Samaros kelių. Valdymas ir svorio paskirstymas naudojant šį akumuliatorių taip pat nedžiugino. Sunku buvo ir galiniam ratui, kuris jau buvo priaugęs svorio – važiuojant greičiu kitoje duobėje lengvai galėjai sulaužyti vamzdelį ar net sulenkti galinį ratlankį.

Todėl kitos modifikacijos metu akumuliatorius buvo perkeltas į apatinį dviračio vamzdelį, naudojant savadarbius laikiklius. Dėl to svorio pasiskirstymas pasirodė geresnis, tačiau dizainas atrodė baisus ir nepadorus. Apibūdindami tokius beprotiškų rankų kūrinius, namų dviračių kūrėjai netgi turi nusistovėjusį terminą - „kankinio dizainas“.

Jau buvo galima gana patogiai važiuoti teisingesnio svorio paskirstymo dviračiu, tačiau paaiškėjo, kad standartinė 500 Wh (50 V, 10 Ah) baterija, skirta didesnės nei vidutinės galios dviračiui, tarnauja neilgai – galite gauti iš taško A į tašką ant elektros B, o atgal tik ant pedalų. Dėl to buvo įsigytas didelis 1000 Wh akumuliatorius (50 V, 20 Ah), kuris lyg ir tilpo į priekinį rėmo trikampį, bet jį reikėjo tvirtinti elektros juostele;) Viskas atrodė taip:

Susidaręs monstras dėl akumuliatoriaus pločio net neturėjo pedalų pasukti.

Aišku, kad taip palikti buvo neįmanoma.

Reikėjo ką nors sugalvoti su akumuliatoriumi - pakeisti jo erdvinį išdėstymą, kad pedalai jo neliestų, ir išsiaiškinti jo tvirtinimą, padarant patikimą akumuliatoriaus dėžutę. Norėdami atlikti šią užduotį, po ilgų paieškų ir kandidatų atrankos buvo atvestas Aleksandras Kostjukas, pažįstamas iš dviračių klubo „VeloSamara“, kuris taip pat buvo giliai persmelktas idėja sukurti elektrinį dviratį. Turėdamas ilgametę patirtį projektuojant ir kuriant įvairius visko, kas juda, prototipus, jis ėmėsi dėžės sukūrimo. Nuspręsta gaminti iš 2,5 mm storio AMG lakšto (aliuminio ir magnio lydinio), sujungto aliuminio kampais. Boksas padengtas milteliniu būdu. Dviratis taip pat buvo aprūpintas Cycle Analyst vatmetru, kuris leidžia išmatuoti daugybę rodiklių, įskaitant energijos suvartojimą vatvalandėmis vienam kilometrui. Su tokiu įrenginiu nebereikėjo jaudintis, kad baterija staiga išsikraus pačiu netinkamiausiu momentu – kiekviena praleista ampervalandė ar vatvalandė buvo skaičiuojama. Galutinis rezultatas buvo toks dviratis:

Su tokiu įrenginiu su talpia, patogiai ir saugiai pritvirtinta baterija galima būtų galima saugiai važinėtis po miestą, nebijant, kad netinkamiausiu momentu kažkas nukris. O dviratis jau atrodė padoriau. Dviratis buvo paruoštas prieš pat 2012-2013 metų žiemą ir puikiai veikė žiemos sąlygomis, įskaitant važiavimą sningant, pūgai ir minus 35 laipsnių šalčiui.

Tiesiog pirmyn!

Sėkmingai užbaigus pirmojo įrenginio konstrukciją, kilo mintis kartu su Sasha toliau kurti elektrinius dviračius. Turėjau tam tikrą viziją, ko noriu, o Sasha turėjo didelę dizaino patirtį.
Nestabdyti nusprendėme ir dėl to, kad tuo metu Rusijos rinkoje tiesiog nebuvo (ir vis dar nėra) elektrinių dviračių, kuriais norėtume važinėtis patys. Pakankamai galingų (greičiu ir dinamika prilygstančių motoroleriui ar motociklui) ir tuo pačiu lengvų bei įperkamų elektrinių dviračių niša buvo visiškai tuščia. O mes su Sasha visai nesidomėjome mažos galios dviračiais, nes mes, aktyvūs ir jauni, norėjome važiuoti „su vėju“, kad dviratis turėtų tinkamą ridą ir patikimą konstrukciją važiuoti atšiauriais Rusijos keliais ir visureigiai.

Buvo nuspręsta sukurti universalų elektrinį komplektą, kuris leistų bet kurį modernų kalnų dviratį paversti elektriniu. Kalnų dviračiai nebuvo pasirinkti kaip bazė atsitiktinai – jie labai populiarūs Rusijoje (kiekybiškai sudaro pagrindinę suaugusiųjų dviračių klasę), universalūs (leidžia važinėti tiek mieste, tiek bekele) ir patikimi. Taip pat svarbu, kad kalnų dviračių dalys ir mazgai būtų standartizuoti, o tai taip pat leidžia standartizuoti elektros komplektą.

Reikėjo parinkti tinkamus dviračio komponentus ir išspręsti daugybę inžinerinių problemų:

  • Pasirinkite variklį, kuris gali sukurti didelę galią ir sukimo momentą, tačiau yra lengvas.
  • Surinkite kompaktišką ir lengvą pakankamos talpos bateriją, galinčią išlaikyti dideles sroves.
  • Sustiprinti galinių ratų iškritimus, kad juose nesisuktų didelio sukimo momento variklio ašis.
  • Sukurti hidraulinių stabdžių reagavimo jutiklius (serijiniai hidrauliniai stabdžiai su davikliais dar tik pradeda pasirodyti rinkoje ir turi savo trūkumų), nes automatinis variklio išjungimas paspaudus stabdžius yra vienas pagrindinių standartinių reikalavimų elektriniams dviračiams. O mechaniniai stabdžiai nebėra tinkami saugiam stabdymui tokiais greičiais, kokius norėjome pasiekti.
  • Apsvarstykite sprendimus, kaip priekinį priekinį ir galinį žibintą (su signalu) maitinti iš elektrinio dviračio borto įtampos, naudojant įmontuotą DC-DC keitiklį.
  • Nuspręskite dėl tinkamų jungčių (geriausia sandarių), dviračių kompiuterių, vatmetrų, apšvietimo įrangos ir daug daugiau.
Tačiau svarbiausia, kad reikėjo sukurti universalią dėžę akumuliatoriui ir valdikliui, kad įprastą gamybos dviratį būtų galima greitai paversti elektriniu. Anksčiau surinkta metalinė dėžė šiam vaidmeniui netiko, nes jai pagaminti reikėjo per daug darbo jėgos, o forma ir dydis buvo pritaikytos tik konkrečiam rėmui.

Galutinis sprendimas turėjo būti lengvai montuojamas, technologiškai pažangus ir pigus gaminti.

Štai vienas pirmųjų šio kelio etapų – 2013 metų pavasarį pastatyta dėžė:

Štai dar vienas tarpinis etapas:

Kas atsitiko?

Metus trukusio darbo ir eksperimentų dėka buvo sukurtos tikrai universalios ir kur kas estetiškesnės dėžės, elektros komplektai ir jų pagrindu pagaminti dviračiai:



Šių įrenginių charakteristikos:

  • greitis - iki 63 km/h;
  • galia - iki 2,5 kW;
  • akumuliatoriaus talpa - iki 1 kWh;
  • atstumas – 40 km maksimaliu greičiu (63 km/h) ir iki 100 km ekonominiu režimu (30 km/h).
Štai vaizdo įrašas apie galingą elektrinį dviratį, judantį „miesto džiunglėse“:

Nelygiame reljefe dviratis taip pat nepasiduoda:


Daugiau vaizdo įrašų



Dviratis ar motociklas?

Sukurto elektrinio komplekto pagrindu sukurti dviračiai pasirodė tikrai labai žaismingi, galintys pilnai judėti miesto eisme 60 km/h greičiu. Pagal naujas taisykles, reglamentuojančias elektrinių dviračių galią ir greitį, jos formaliai netaikomos nei dviračiams (kurių elektros galia ribojama iki 250 W ir 25 km/h), nei net mopedams (kurių projektinis greitis neturi viršyti 50). km/val.), bet priklauso motociklų klasei. Nepaisant to, kad šio dviračio išvaizda ypatingų įtarimų nekelia – tai įprastos išvaizdos dviratis su dėžute rėmo viduje. Ir prietaiso svoris labai nepadidėjo, galingas elektros komplektas prideda dviratį tik 14 kg, todėl gatavo dviračio svoris yra apie 26 kg. Suaugęs vyras gali nesunkiai pakelti tokį įrenginį laiptais ir nešti per kliūtis.

Taigi tai pasirodė funkciškai gana mopedas, bet dviračio kiaute. Dėl to galite pasinaudoti abiejų rūšių transportu: visur (pėsčiųjų zonose, šaligatviuose, antžeminėse ir požeminėse perėjose, viadukuose, parkuose, takeliuose ir tiesiog bekelėje) yra „žalioji šviesa“ dviračiui. Mopedo greitis ir dinamika yra prieinami kelyje / motoroleryje (su didesniu manevringumu nei bet kuris motoroleris ar motociklas), todėl galingas elektrinis dviratis realiomis eismo sąlygomis yra greičiausias miesto sausumos transportas.

Ir nors mūsų standartinių elektrinių komplektų galia jau prilygsta mopedui, kaip sportas ir eksperimentas (nepigus, kaip paaiškėjo suskaičiavus visų komponentų kainą), sunkūs ir galingi elektriniai dviračiai buvo surinkti remiantis specializuoti erdvės rėmai iš Qulbix:

Ir ukrainietiškas „Chobotar rėmas“:

Šie 6-10 kW galios monstrai gali pasiekti net 90 km/h greitį, kartu pasižymintys lengvo motociklo dinamika. O atidarius pilną droselį jie atsistoja „ant ožio“. 3 kWh talpos baterija leidžia nuvažiuoti 120 km 40 km/h greičiu arba 40 km 90 km/h greičiu, todėl šį dviratį galėsite naudoti kaip tolimųjų atstumų priemiesčio transportą ir važiuojant užmiestyje.

Kas toliau?

„Electron Bikes“ elektrinių rinkinių ir elektroninių dviračių dizainas nuolat tobulinamas. Du dviračių modeliai netrukus bus paruošti pramoninei serijinei gamybai:

„Standartinis“ (pagal įprastą dviračio rėmą): galia 2,2 kW, akumuliatoriaus talpa 1 kW*h, greitis iki 63 km/h;

Elektriniai smulkintuvai (be pedalų) „Electro-classic“: galia 6 kW, greitis iki 85 km/h, dviejų išimamų baterijų talpa iki 3 kW*h;

Ir „Elektroboberis“.

.

Pastarajame taip pat sumontuota unikali riboto leidimo titano lygiagretainė šakė.

Šiek tiek apie elektrinio dviračio dizainą

Pabaigai šiek tiek apie elektrinio dviračio sandarą ir komponentus bei apie techninius sunkumus, stojančius kelią galingo dviračio kūrėjams.

Pagrindiniai elektrinio dviračio komponentai

Elektrinio dviračio „širdis“ arba raumenys yra elektros variklis(daugiau informacijos apie variklius ir jų tipus rasite žemiau). Šiuolaikiniuose elektriniuose dviračiuose naudojami nuolatinės srovės varikliai be šepetėlių (BLDC), todėl jie gali efektyviai veikti plačiame greičio diapazone su dideliu sukimo momentu. Kartais asinchroniniai varikliai naudojami kaip centriniai. (Apie „Shkondin Engines“, apie kuriuos internete tiek triukšmo, galima išleisti atskirą atskleidžiančią medžiagą;).

Elektrinio dviračio „smegenys“ yra valdiklis. Valdiklis valdo elektros variklį, tinkamu momentu tiekdamas maitinimą į jo apvijas, priklausomai nuo reikiamo sukimosi greičio ir galios. Valdiklis taip pat valdo visą dviračio „logiką“: įėjime, signalų priėmimas iš dujų rankenos padėties, darbo režimų jungikliai (galite, pavyzdžiui, riboti greitį, galią įvairiais režimais ar net įjungti atbulinę eigą. ), pastovaus greičio palaikymo mygtukai (labai padeda važiuojant priemiesčio režimu), signalai iš stabdžių jutiklių (nes reikia išjungti variklio galią paspaudus stabdžio rankenėlę ar net įjungti regeneracinį stabdymą varikliu, jei palaiko) ir kt.

Elektros dviračio širdžiai ir smegenims energija kaupiama baterija. Įprasta elektrinių dviračių akumuliatoriaus įtampa yra nuo 36 V iki 48 V. Didelės spartos įrenginiuose gali būti sumontuoti aukštos įtampos akumuliatoriai (iki 100 V).
Šiuo metu didžioji dauguma elektrinių dviračių naudoja ličio baterijas (apie jų tipus plačiau žemiau), kurių energijos talpa yra geriausia. Sunkūs švino akumuliatoriai naudojami tik pigiausiuose įrenginiuose.
Baterija susideda iš atskirų akumuliatoriaus elementų, sujungtų nuosekliai / lygiagrečiai.

Baterija taip pat turi savo „smegenis“ - tai baterijos valdymo sistema („Battery Management System“ arba BMS). Apsaugo akumuliatorių nuo perkrovimo, perkrovimo, leistinos srovės viršijimo, taip pat subalansuoja atskirus akumuliatoriaus elementus, kad jie išsikrautų tolygiai.

Norėdami parodyti visą reikiamą informaciją ir tiksliai „kalorijų skaičių“, jums reikia vatmetras, leidžianti tiksliai pasakyti, kiek energijos išeikvota ir kiek liko. Specializuotas vatmetras apjungia dviračių kompiuterio funkcijas, taip pat skaičiuoja greitį, atstumą ir išvestinius rodiklius, tokius kaip energijos suvartojimas vienam kilometrui (Wh/km).

Norint maitinti žemos įtampos vartotojus (priekinis žibintas, galinis žibintas, garsinis signalas, kartotuvai), būtina sumažinti borto įtampą iki mažesnės (5, 8 arba 12 voltų). Tam naudojami labai efektyvūs DC/DC keitikliai ( DC-DC).

Paauglystės sunkumai

Užduotį sukurti galingą dviratį apsunkina tai, kad šiuo metu visa elektrinių dviračių komponentų pramonė yra skirta mažos galios įrenginiams. Galingų ir greitaeigių elektrinių dviračių, stovinčių pusiaukelėje iki motociklų, klasė dar tik formuojasi, todėl tokių įrenginių kūrėjai kiekviename žingsnyje turi ką nors sugalvoti.

Baterijos

Komerciniu būdu gaminami elektriniams dviračiams skirti akumuliatoriai dažniausiai kuriami iš didelių srovių neatlaikančių elementų. Komercinių baterijų, dažniausiai sudarytų iš ličio jonų elementų, C reitingas (srovės, kurią gali tiekti akumuliatorius, ir akumuliatoriaus talpos santykis, išreikštas ampervalandėmis), yra ne didesnis kaip 1, o galingiems dviračiams. , kurį sukuriame, reikia baterijų, kurių C reitingas ne mažesnis kaip 2,5. Tai yra, pavyzdžiui, su 20 A*h talpa jie gali ilgą laiką tiekti 50 A srovę, kuri su 50 voltų akumuliatoriumi leistų 2,5 kW išėjimo galią mus domina. Dėl to akumuliatoriai turi būti lituojami (o dabar suvirinami taškiniu suvirinimu) nepriklausomai nuo tam tinkamų elementų. Savybes atitinkančių elementų paieška ir atrinkimas, jų testavimas ir atmetimas – taip pat atskira užduotis. Dabar mes naudojame prizminius LiFePO4 ir LiNiCo elementus, kurie leidžia sukurti daug energijos reikalaujančius ir kompaktiškus akumuliatorius.

Pagrindiniai ličio baterijų elementų tipai

  • LiFePO4 (ličio geležies fosfatas). Juos galima naudoti esant šalnoms iki -30 laipsnių, greitas įkrovimas pasiekiamas per 45 minutes, turi didžiausią įkrovimo-iškrovimo ciklų skaičių (1500-2000), gali tiekti daugiau galios, yra atsparūs ugniai ir nedegūs . Tačiau jų savitoji talpa yra dvigubai didesnė nei ličio jonų akumuliatorių (t. y. 2 kartus didesnė už tą pačią talpą) ir yra gana brangi (tačiau specifinė eksploatavimo kaina yra mažiausia dėl didelio ciklų skaičiaus).
  • Naudojame kaip pagrindinį sprendimą kietų dviračių komplektuose, tačiau dėl savo gabaritų netinka montuoti į dviračių dviračių rėmo priekinį trikampį, kur laisvos vietos labai mažai.
  • Ličio jonų (ličio jonų). Klasikinės ličio baterijos, daugiausia naudojamos elektronikai maitinti. Jie yra lengviausi ir talpiausi, pigiausi, turi esamą didžiausią savitąją galią (Wh/kg). Tačiau jie turi siaurą darbinės temperatūros diapazoną (nuo 0 iki +40 laipsnių Celsijaus), nedidelį įkrovimo-iškrovimo ciklų skaičių (300-400), neleidžia tiekti didelės srovės. Šios baterijos dažniausiai naudojamos mažos galios elektriniuose dviračiuose, tačiau didelės galios prietaisams jie mažai naudingi dėl žemos C klasės.
  • LiPo (ličio polimeras). Didelis energijos intensyvumas, beveik toks pat kaip Li-Ion elementų. Leidžia dideles iškrovos sroves, aukštą C reitingą. Tačiau, kaip ir ličio jonų, jie turi mažesnį įkrovimo-iškrovimo ciklų skaičių (300-700) ir siaurą temperatūros diapazoną: veikiant žemiau 0, jie sugenda, o karštyje dėl trumpojo jungimo ar mechaninių pažeidimų gali užsidegti. Dėl didelio gaisro pavojaus elektrinius dviračius naudoja tik drąsūs entuziastai.
  • LiNiCo / LiNiCoMnO2 (ličio-nikelio-kobalto). Turėdami LiPo privalumus (didelį energijos intensyvumą ir galimybę tiekti dideles sroves), jie neturi savo trūkumų: turi platesnį temperatūrų diapazoną ir, svarbiausia, yra atsparūs ugniai. Dėl kompaktiškumo juos naudojame elektros komplektuose, skirtuose montuoti ant dviračių su dviguba pakaba.

Varikliai

Tačiau didžiausia problema kuriant galingą ir lengvą elektrinį dviratį yra varikliai.
Serijiniai varikliai yra arba per mažos galios, arba sunkūs, arba mažo efektyvumo, arba perkaista, arba visi trys iš karto;)

Elektriniams dviračiams naudojamus variklius galima suskirstyti į tris klases, kurių kiekviena turi savų minusų pritaikant galingiems elektriniams dviračiams.

Variklio ratai be pavarų (tiesioginės pavaros)


Magnetinio lauko jėga perduodama tiesiai į ratą, todėl jie vadinami tiesiogine pavara.
Jie yra nepretenzingi ir patikimi, nes juose nėra jokių susidėvinčių elementų, išskyrus guolius. Gali būti naudojamas kaip elektrinis stabdys regeneraciniam stabdymui. Tačiau jie turi du didelius trūkumus.

Pirmasis yra didelis svoris. Pavyzdžiui, 2,5 kW variklis svers vidutiniškai 7 kg, o 6 kW variklis – net 12 kg. Tai labai įtakoja gatavo dviračio svorį. Be to, įdėjus sunkų variklį į galinį ratą, svorio centras pasislenka atgal (dviratį tampa nepatogu neštis, atlikti triukus/šokinėti ant jo), taip pat padidėja rato „nespyruoklinė masė“, o tai neigiamai veikia. dėl jo ilgaamžiškumo, didinant ratlankio stiprumo, stipinų storio reikalavimus. Atsižvelgiant į tai, ratai su sunkia tiesiogine pavara dažnai įdedami į motociklų ratlankius, nes Sunku rasti reikiamo stiprumo dviračių ratlankius.

Antras trūkumas – mažas efektyvumas važiuojant nedideliu greičiu. Pavyzdžiui, važiuojant įkalne, purvu, smėliu ar bekele, kur neįmanoma įsibėgėti, toks variklis labai perkais. Pavyzdžiui, važiuojant į 20 % įkalnę, 6 kW tiesioginės pavaros sferinis variklis veiks maždaug 20 % efektyvumo, o 80 % praras šilumą. Šiuo režimu galingas rato variklis gali perkaisti ir per porą minučių perdegti, jei jis laiku neišjungiamas (paprastai variklis automatiškai išsijungia pagal temperatūros jutiklio signalą). Kas nenuostabu: esant silpnai šilumos išsklaidymui uždaroje variklio erdvėje ir veikiant mažo efektyvumo režimu, apvijos įkaista galingo elektrinio virdulio greičiu (mūsų pavyzdyje šildymas 4,8 kW su 6 kW varikliu). Tačiau norėdami, kad „virdulys“ įkaistų lėčiau, galite į jį „įpilti vandens“ - kai kurie entuziastai problemą išsprendžia naudodami vandens aušinimas.


Variklio ratai su pavaromis


Juose yra įmontuota planetinė pavarų dėžė, kurios perdavimo santykis paprastai yra 5:1. Jie turi mažesnį svorį su ta pačia galia, didesnį efektyvumą „apačioje“, palyginti su varikliais be pavarų. Tačiau jie yra mechaniškai mažiau patikimi (daugiau judančių mechaninių dalių) ir nepalaiko regeneracinio stabdymo. Tačiau, svarbiausia, jie nėra gaminami masiškai, kai galia didesnė nei 1000 W.


Centriniai varikliai (vidutinė pavara)


Vidurinės pavaros, kaip rodo jų pavadinimas, yra išorinė pavara su greitaeigiu elektros varikliu, dažniausiai montuojama vežimėlio mazgo zonoje, perduodanti jėgą per grandinių, krumpliaračių ar diržų sistemą. Jie leidžia pasiekti geriausią galios ir svorio santykį (kuo didesnis elektros variklio sūkių skaičius, tuo lengvesnis jis gali būti pagamintas su tokia pačia galia). Pavyzdžiui, 6 kW galios orlaivių modelių varikliai gali sverti tik šiek tiek daugiau nei kilogramą:


Palyginimui – tokios pat vardinės galios tiesioginės pavaros ratų varikliai (Cromotor, Crystalite, Quanshun) sveria 12 (!) kg. Taip pat variklio vieta arčiau centrinės dviračio dalies suteikia teisingesnį svorio pasiskirstymą, leidžiantį naudoti tokius dviračius, įskaitant šuolius ir triukus. Jie gali dirbti optimaliomis sąlygomis net ant stačių šlaitų ir gilaus purvo.

Tačiau masinės gamybos centrinių elektrinių dviračių variklių galia dažniausiai ribojama iki 500 W. Galingiausias šiuo metu prieinamas sprendimas yra 1500 W rinkinys iš Cyclone:

Galingesnius sprendimus, pagrįstus centriniais varikliais, entuziastai surenka patys, nėra paruoštų serijinių pasiūlymų. Tokių galingų dviračių kūrėjai susiduria su nemažai techninių iššūkių.

Sumažinimas. Greitaeigiams varikliams, norint sumažinti apsisukimus (nuo kelių tūkstančių iki 500-700), reikia naudoti pavarų dėžę (paruoštų specializuotų pavarų dėžių nėra, kiekvienas sugalvoja pats) arba grandininę/diržinę pavarą su aukštu. pavaros santykis (savo skersmens krumplių gamyba).
UPD: Tačiau sprendimai pradeda atsirasti.
Transliacija. Didelės galios varikliams netinka standartinė kelių greičių kalnų dviračių grandinė – ji paprasčiausiai sulūžs arba labai greitai susidėvės. Vieno greičio BMX dviračiams naudokite plačią stiprią grandinę, mopedo ar mini dviračio grandinę arba itin tvirtą diržą. Dėl to dažnai reikia gaminti nestandartines pavaras, įvores ir važiuojančias sankabas.

Aušinimas. Kompaktiški greitaeigiai varikliai (dažnai modelių orlaivių varikliai naudojami kaip vidurinė pavara, skirti darbui esant labai intensyviam oro srautui), kai naudojami elektriniuose dviračiuose, reikalauja atskiro požiūrio į aušinimą: priverstinį oro srautą, radiatorių montavimą, oro srauto apdorojimą. apvijos su šilumai laidžios sudėties geresniam šilumos išsklaidymui ir tt p.
Perjungimo greičiai. Jei pavaroms perjungti naudojama dviračio grandinė ir standartinė dviračio kasetė, tai perjungiant esant didelei apkrovai kasetė labai greitai taps netinkama naudoti. Nelabai padeda ir planetinės įvorės, tik kai kurios iš jų gali pasislinkti veikiant apkrovai. Patvaresnis variantas yra NuVinchi CVT įvorės, leidžiančios sklandžiai keisti pavarų santykį. Dar viena bėda, kad miesto cikle nepatogu nuolat keisti pavaras, reikia žiūrėti ne tik į dujų rankenėlę, bet ir į pavarų perjungimo rankenėlę, kuri sumažina važiavimo elektriniu dviračiu paprastumą ir patogumą; Išeitis čia gali būti automatiniai planetiniai / kintamo greičio mazgai, kurie pasirodė neseniai. Nepaisant to, galinguose (nuo 2 kW) dviračiuose su centriniu varikliu dažnai atsisakoma pavarų perjungimo, o tai supaprastina konstrukciją ir valdymą, laimei, greitaeigis sinchroninis variklis su reduktoriumi leidžia sukurti didelį sukimo momentą esant bet kokiam greičiui.

O greitaeigiai varikliai, pavarų dėžės ir grandininės pavaros kelia triukšmą.

Tačiau dėl savo pranašumų centriniai varikliai turi didžiulį potencialą ir bus vis dažniau naudojami didelės galios elektriniuose dviračiuose, kai bus prieinami paruošti komponentai ir sprendimai. Tačiau kol kas galingi viduriniai varikliai lieka individualių entuziastų ar įmonių, kuriančių individualius sprendimus sau, nuosavybė.

Dviračių komponentai

Dviračio komponentai, skirti įkrautam dviračiui, taip pat patiria didesnę apkrovą ir reikalauja kruopštaus atrankos.

Patvarūs ratai

Varikliniams ratams reikalingas sustiprintas ratlankis (įprastas gali susiglamžyti nuo padidėjusios rato apkrovos, didelio greičio ir „duobių“ keliuose), storesni stipinai. Dažnai motociklo ratlankis naudojamas su sunkiais variklio ratais.


Galingi ir patvarūs stabdžiai

Norint stabdyti sunkų dviratį dideliu greičiu, reikia gerų hidraulinių stabdžių su padidintu disko skersmeniu ir ilgo trinkelių naudojimo laiko.
Tiesą sakant, specializuotų didelio našumo elektriniams dviračiams skirtų stabdžių nėra arba jie tik pradeda atsirasti. Todėl naudojami arba įprastiniai stabdžiai, kurie sunkiai susidoroja su apkrova ir greitai susidėvi, arba galingiausi stabdžiai, skirti važiuoti dviračiu nuokalnėn, kurie yra labai brangūs. Taip pat galite naudoti stabdžius iš minidviračio, patys juos pritaikant prie dviračio standartų (pagamindami adapterius stabdžių mašinai, stabdžių diskui ar net pačiam stabdžių diskui tvirtinti).


Sustiprintos šakės

Dviračių amortizatoriai taip pat labiau susidėvi, kai važiuojama dideliu greičiu ir padidėja įrenginio svoris. Galingiausiems ir sunkiausiems e-dviračiams vienintelis pasirinkimas dėl patvarumo yra dvigubos karūnos nuokalnės šakės; tačiau suprojektuoti atlaikyti labai didelius nelygumus, jie yra per minkšti važiuoti asfaltu.


* * *

Taigi didelio našumo elektrinių dviračių klasė reikalauja ypatingo dėmesio komponentams, kurių daugelis yra per brangūs arba reikalauja modifikacijų. Specializuotų komponentų dviračiams, kurie patenka į vidurį tarp dviračio, mopedo ir motociklo, arba nėra, arba jie tik pradedami gaminti. Tai sukuria tam tikrų sunkumų, bet taip pat atveria erdvę kūrybiškumui.

Transportas ar pramogos?

Tačiau manome, kad galingas elektroninis dviratis yra asmeninis ateities transportas ir toliau populiarės. Turėdamas visus paspirtuko praktinius privalumus ir greitį, jis yra universalesnis ir pravažesnis, manevringas, tylus, ekologiškas ir pigesnis eksploatavimas. Elektrinį dviratį galima laikyti namuose, jam nereikia garažo ar saugios stovėjimo aikštelės, pavyzdžiui, motociklą ar motorolerį, kurį pavojinga palikti lauke nakčiai.

Tačiau tai ne tik praktiškas transportas, bet ir puikus laisvalaikio praleidimo būdas: važinėtis greitu, tyliu dviračiu nelygiu reljefu „enduro“ režimu – begalinis adrenalino šaltinis. Be to, skirtingai nuo paspirtuko ar motociklo, kuris dedamas į garažą atėjus šaltam orui, elektrinis dviratis