Электрический привод велосипеда

Плюсы и минусы центральных моторов для электровелосипедов

Электромоторы для велосипеда бывают двух основных типов: центральные «mid drive motor» (вращают трансмиссию велосипеда) и мотор-колеса (вращают непосредственно колесо). На чем же остановиться? В своем обзоре самого мощного серийного мотора для электровелосипеда Bafang G510 я коснулся этой темы, теперь же более развернуто рассмотрим плюсы и минусы центральных моторов. Сравнивать будем с другим проверенным решением: мотор-колесами. В качестве иллюстраций будет использован мой самосборный электровелосипед с центральным (кареточным) мотором Bafang BBS02B 750 Вт

Почему Bafang? Есть брендовые электровелосипеды с центральными моторами и с каждым сезоном их становится все больше. Но цены, цены не порадуют. Велосипед с мотором Bosch или поддержанная иномарка. А еще программное ограничение скорости, чтобы вписаться в требования ПДД.

У китайских производителей Bafang/8FUN/Cyclon/Tongsheng цена доступнее и ограничений нет.

Содержание

  • Плюсы
    • 1. Тяга
    • 2. Возможность полноценной работы трансмиссии
    • 3. Сохранение правильной балансировки
    • 4. Замена камеры
    • 5. Нагрузка на узлы
    • 6. Встроенный в мотор контроллер
    • 7. Заметность
  • Минусы
    • 1. Повышенный износ трансмиссии
    • 2. Цена
    • 3. Шумность
    • 4. Нюансы установки
    • 5. Меньшая максимальная скорость
    • 6.Необходимость обслуживания
  • Заключение

Плюсы

Начнем с приятного для владельцев центральных моторов.

1. Тяга

В центральном моторе уже находится свой редуктор, а так же центральный мотор вращает ведущую звездочку трансмиссии велосипеда. А это значит, высокий вращающий момент на колесе.

Например, для моей модели мотора передаточное отношение всех ступеней редуктора 1:21,9 + цепь с кассетой 11-46 зубьев. У мотор-колес тоже есть редукторные версии, но до таких передаточных отношений им далеко.

Какое преимущество это дает?

Подъем в гору, вязкая грязь и песок больше не проблема, с кареточным мотором вы их больше не замечаете. Включаем пониженную передачу и спокойно проезжаем. Для поездок по пересеченной местности то, что нужно.

2. Возможность полноценной работы трансмиссии

Во-первых, Вы можете так же крутить педали как на обычном велосипеде (я так и катаюсь в режиме ассистента), тем самым экономнее расходуя батарею. Мощность обычного велосипедиста оценивают в примерно 200 Вт, это будет подспорьем к мощности мотора.

Во вторых, можно в широких пределах управлять скоростью и крутящим моментом велосипеда. А в случае с мотор- колесом педали и цепь можно вообще убрать.

Если сядет аккумулятор, всегда можно доехать на педалях, сопротивление качению у центрального мотора минимальное, в отличие от мотор-колес прямого привода.

3. Сохранение правильной балансировки

Центральный мотор находится максимально внизу и это положительно сказывается на управляемости электровелосипедом.

Скажите такое положение влияет на клиренс велосипеда? Это не так, ведь любой кто ездил на велосипеде знает, клиренс велосипеда — это нижняя точка педалей! А если перепрыгивая бревно, вы заденете его кареточным мотором… то не повезло бревну. Там толстые стенки корпуса, переживать не нужно.

Еще немало важно, что работа подвески велосипеда не ухудшается за счёт того, что колёса велосипеда с центральным мотором остаются по прежнему лёгкими. С мотор-колесом есть эффект гири в заднем маятнике, в случае велосипеда двухподвеса. Тяжелое колесо ухудшает управляемость и накат.

4. Замена камеры

Я понимаю, сейчас рулят бескамерные покрышки с герметиком. Но все же, если у вас случится прокол на мотор-колесе, поменять покрышку или камеру будет сущим испытанием. От колеса идут провода, оно тяжелое и стоит на гайках.

С центральным мотором вы меняете камеру как на обычном велосипеде.

5. Нагрузка на узлы

Центральный или его вариант кареточный мотор ставится в в центральную часть рамы велосипеда, там максимально прочные трубы и связанная конструкция. Нагрузку воспринимает сама рама. Мотор-колесо заспицовывается в обод и нагрузку (динамическую) воспринимают спицы, а весит мощный мотор прямого привода килограмм 6-8.

Тут заодно и удобство монтажа сказывается.

Мотор-колесо на 1500 Вт весит 8 кг.

6. Встроенный в мотор контроллер

В моторах Bafang контроллер встроен в мотор, в мотор-колесах это отдельное устройство с проводами.

Да такой вариант не ремонтопригоден (залит компаундом), но есть три хороших плюса:

  • Не нужно тянуть кучу проводов и ломать голову как его закрепить.
  • Герметичность.
  • Хорошее охлаждение контроллера за зачет массивного алюминиевого корпуса мотора.

Кстати, контроллер можно настроить под себя с помощью Usb кабеля для программирования кареточных моторов Bafang. Да и экраны контроллера у Bafang смотрятся лучше.

Контроллер мотора Bafang 1000 Вт

7. Заметность

Центральный мотор имеет меньшую заметность по сравнению с мотор-колесом. Кому-то этот плюс покажется важным.

Главное — соблюдать правила дорожного движения!

Минусы

Как и любое инженерное решение, центральный мотор имеет и ряд минусов. Сейчас их перечислим.

1. Повышенный износ трансмиссии

Велосипедные комплектующие рассчитаны на обычного человека, и если мы дополняем велосипед мощным мотором то все комплектующие будут быстрее изнашиваться. Это касается в первую очередь цепи и кассеты.

У меня получается где-то в пять раз быстрее идет износ, по сравнению с обычным мускульным велосипедом, хотя переключаю передачи с выключенным мотором. Рекомендуется использовать специальный датчик, который выключает мотор при переключении передач.

И еще, мотор дает огромное усилие на цепь и при нештатных ситуациях словить такое очень просто, даже «ой» не успеете сказать.

2. Цена

Если брать комплект одной мощности, мотор-колеса имеют преимущество в цене (до 30%). И для мотор-колес более гибкий подбор комплектующих (контроллеры, дисплеи, курки акселератора) для сборки электровелосипеда. Но в любом случае удовольствие не дешевое.

3. Шумность

Из-за наличия редуктора, шумность центрального мотора выше мотор-колес. Но, на деле, покрышки с развитыми грунтозацепами шумят примерно так же, при эксплуатации на это не обращаешь внимание.

4. Нюансы установки

Современный тренд в центральных моторах — это специализированная рама под конкретный мотор, что, конечно, сужает возможности для маневра пользователя.

Но ранние версии тех же Bafang имели свои нюансы для установки на велосипед:

  • Ширина каретки (на 68 мм все отлично, на 73 уже нормально не затянешь гайку)
  • Имеется смещение Q-фактора педалей в право
  • Около каретки не должно быть выступающих частей рамы
  • Мотор не имеет защиты от проворота по оси каретки (я делал свой кронштейн с выступом)
  • Специальный ключ для монтажа

Мотор колесо, хоть и требует усилителей дропаутов на раме, но устанавливается на раму проще.

5. Меньшая максимальная скорость

Да, мотор-колеса прямого привода при прочих равных динамичнее набирают скорость и имеют большую максимальную скорость на асфальте.

На моем моторе BBS02B максимальная скорость чуть больше 50 км/ч, что для мощных мотор-колес только разминка. Но городской асфальт и не стихия кареточных моторов, им бы в горы, да на бездорожье.

6. Необходимость обслуживания

Встроенные в мотор зубчатые редукторы требуют обслуживания (замены смазочного материала, шестерен, подшипников) по мере работы. С мотор-колесами прямого привода в этом плане проще. И им проще поменять или отремонтировать контроллер.

Заключение

Я бы отталкивался от типовой эксплуатации велосипеда; если это бездорожье, гористая местность и лесные грунтовки — то центральный мотор тут имеет больше преимуществ, если велосипед — пожиратель километров на ровном асфальте, то лучше взять мотор колесо прямого привода.

В статье я выразил только свое мнение, на опыте эксплуатации двух видов моторов для электровелосипеда. У кого есть возражения или дополнения — добро пожаловать в комментарии.

Читайте также  Как сделать фонарь на велосипеде

Велосипед с электроприводом своими руками. Выбор двигателя

Переоборудование велосипеда для движения без участия человека – давно не новая идея и применяется достаточно долго. Самым распространенным способом было установка бензинового двигателя. На сегодняшний день современные технологии позволяют приводить в движение велосипед электроприводами. К тому же такие моторы экологически чище своих собратьев и не требуют обязательной регистрации.

Владельцы велосипедов, которые используют их для передвижения между домом и местом работы, значительно сэкономят силы и нервы, установив такой электропривод. На сегодняшний день ни одна поездка не обходится без простоя в пробках. К тому же велосипеды с электроприводом развивают приличную скорость для города, так что в некоторых случаях достижение необходимого места происходит быстрее, чем на автомобиле.

Главное следить за зарядом аккумулятора. Его можно заряжать дома или на работе. Полная батарея и правильно проложенный маршрут помогут без проблем добраться до необходимого места. Но даже если не рассчитать, то всегда можно добраться, прибегая к обычному способу передвижения на велосипеде.

На данный момент можно без труда приобрети такое средство передвижения, но его стоимость достаточно высока. Но существует возможность установить на велосипед электропривод и многие умельцы с успехом это делают.

Подход к усовершенствованию своего байка у каждого разный. Кто-то полностью переделывает велосипед изобретая новые виды привода из деталей, купленных у старьевщика, а некоторые пользуются готовыми комплектами, которые продаются в широком ассортименте.

Виды электроприводов

На сегодняшний день существует несколько способов привести в движение ведущее колесо. Один из них фрикционная передача. Это не самая популярная модель электропривода. Принцип работы очень прост. В этом случае мотор монтируется под сиденьем и приводит в движение заднее колесо с помощью ролика, который контактирует с покрышкой.

Но такой простой способ подходит для детских велосипедов, а для применения на обычном транспорте имеет некоторые недостатки:
• такие двигатели не обладают передаточными звеньями, что не позволяет увеличивать угловую скорость;
• очень низкий КПД;
• необходимо следить за давлением в колесах, так как от этого теряется полезный эффект от привода;
• постоянное сцепление ролика с покрышкой существенно уменьшает ее срок эксплуатации;
• на мокрой дороге может случаться проскальзывание ролика, что также снижает эффективность такого электродвигателя.

Положительным качеством этого привода является легкость его монтажа. Она не требует серьезных переделок конструкции велосипеда. Такая система однозначно не подходит, если есть необходимость существенно увеличить технические характеристики байка.

Цепной или ременной привод

Самым распространенным видом переделки своими руками является установка двигателя с ременной или цепной передачей на ведущее колесо. Он обладает наиболее понятной конструкцией и широким ассортиментом деталей для сборки. Зачастую в качестве мотора используют двигатели от бытовой техники.

Для создания такого электропривода велосипеда необходимо иметь знания в области механики и обладать опытом в создании таких приборов. Также из недостатков можно отметить сильный шум, создаваемый таким двигателем, но при движении по городским улицам его практически не слышно.

Устанавливая такой привод, необходимо вносить небольшие изменения в конструкцию рамы велосипеда, что может повлиять на ее прочность. Такие переделки не подходят для велосипедов, изготовленных из карбона или алюминия.

Но не смотря на это такие приводы экономичны и эффективны среди всех. Также он позволяет устанавливать переключатель передач, что значительно увеличивает длительность работы батарей. Необходимо только правильно выбирать режим, который зависит от дорожных условий.

Такой привод практически не требует дополнительных деталей, что не влияет на массу самого велосипеда. Помимо этого, можно использовать более легкие батареи и моторы. К тому же велосипеды с такими электроприводами обладает значительно большей скорость движения. Некоторые производители стали выпускать комплекты для установки таких двигателей.

Существует несколько вариантов привода колеса, для которого используется дополнительная цепь или уже имеющаяся, также могут оснащаться несколькими звездочками. Мощность двигателя колеблется в диапазоне от 360 до 1500 Вт. Управление приводом происходит с помощью контроллера. Также в состав комплекта входят рычаги управления, средства контроля и крепеж.

Установить такой двигатель сможет любой, кто хоть раз в жизни держал в руках ключ. В конечном итоге велосипед прибавит в весе 3-4 килограмма, но развиваемая скорость может вырасти до 40 кмч и более.

Мотор-колесо

Для не любителей крутить педали разработан еще один способ облегчить передвижение на велосипеде, в котором соединены воедино двигатель и колесо. Такой привод позволяет практически не нарушать первозданный внешний вид велосипеда. Из дополнений – рычаги управления на руль и на раме крепление батарей.

Чтобы установить мотор-колесо не надо иметь особых знаний, необходимо уметь снимать ведущее колесо и правильно подобрать агрегат. К тому же он практически не шумит при работе. При необходимости велосипеду можно вернуть первоначальный вид.

Но есть и некоторые недостатки:
• колесо с приводом обладает достаточно большим весом, что вынуждает устанавливать более мощную переднюю вилку;
• небольшой выбор приводов по мощности;
• превышая допустимую двигателем скорость движения, возможно самопроизвольное торможение.

Этот привод представляет собой электрический двигатель без коллектора с диапазоном мощности от 200 до 1000 Вт. В основном в продаже имеются готовое колесо с мотором, но также можно приобрести привод отдельно. При этом подбор всех необходимых комплектующих ложится на плечи владельцев велосипеда. Что предусматривает сборку мотор-колеса своими руками. Такой комплект состоит из двигателя, регулирующего контроллера, рычагов управления, аккумулятора с зарядным устройством.

Электроприводы велосипеда в Москве

  • Прочая оснастка к садовой технике
  • Велосипеды и аксессуары
  • Велосипеды для взрослых и детей
  • Прочие аксессуары для велосипедов

Подростковый горный (MTB) велосипед STELS Pilot 200 Gent 20 V021 (2018)

Электровелосипед MB, 350Вт, 10.4Ач

Городской велосипед STELS Energy IV 24 V020 (2018)

Электровелосипед Green City E-Alfa

Детский велосипед BearBike Китеж 16» 1s coaster

Горный (MTB) велосипед STELS Navigator 700 V 27.5 V010 (2018)

Подростковый фэт-байк STELS Pilot 280 MD 20 V020 (2018)

Электровелосипед Иж-Байк Farmer 250W

Привод Somfy Movelite 35 WT

Горный (MTB) велосипед STELS Navigator 500 V 27.5 (2017)

Электровелосипед Kugoo V1

Горный (MTB) велосипед STELS Navigator 500 V 26 V020 (2018)

Горный (MTB) велосипед STELS Navigator 600 V 26 V010 (2017)

Электровелосипед Green City E-Alfa GL

Ручки Электровелосипед пер.привод (пара)

Электровелосипед Eltreco XT 800 (2020)

Электровелосипед Volteco Bigсat Dual 1000

Городской велосипед Strida SD

Электровелосипед Eltreco MULTIWATT New Черный

Электровелосипед Xiaomi QiCycle TDR01Z

Электровелосипед SHULZ E-Goa (2018)

Городской велосипед STELS Navigator 350 Lady 28 (2017)

Электровелосипед Eltreco Wave 350W (2019)

Детский велосипед STELS Jet 16 Z010 (2019)

Электровелосипед Unimoto One

Электровелосипед Welt Rockfall 1.0 E-Drive (2018)

Электровелосипед Unimoto Fly

Электровелосипед Cyberbike Fat 500W

Электровелосипед WELLNESS City Dual 700

Электровелосипед Volteco Cyber (2020)

Городской велосипед STELS Energy I 26 (2016)

Горный (MTB) велосипед STELS Focus V 26 21-sp V030 (2018)

Городской велосипед Десна Вояж Gent

Дополнительные колеса 12″-20″ HL-TW15/630263 (арт. 27329)

Городской велосипед STELS Pilot 410 20 Z011 (2019)

Читайте также  Гаечный ключ для велосипеда

Электровелосипед Unimoto Zero

Электровелосипед HIPER Engine BF200

Городской велосипед STELS Pilot 350 20 Z011 (2019)

Электроприводы BVM LM24-6

Городской велосипед STELS Navigator 320 28 V020 (2019)

Велосипеды Электровелосипеды Eltreco XT800 New (2021)

Электровелосипед Eltreco Multiwatt 1000W (2019)

Электровелосипед Eltreco XT-700 (2018)

Электровелосипед Green City ДУБЛЬ Green City e-Alfa (2021) синий/серый матовый (требует финальной сборки)

Мотор-колёса для электровелосипеда

Мотор-колесо (электроколесо) устанавливается вместо переднего или заднего колеса велосипеда. Оно сразу заспицовано в прочный двойной обод нужного размера. Конструкция позволяет использовать и дисковый тормоз и v-brake. Переключение скоростей велосипеда не нарушается.

В комплекте с мотор-колесом идёт контроллер и ручка газа на выбор. Для полного комплекта так же понадобится батарея.

Редукторные моторы

Лёгкие (до 4.5 кг) и свободно вращаются вперёд благодаря обгонной муфте. Подходят для спокойных (до 35 км/ч) катаний по городу и паркам, в режиме помощи педалям или только электро.

Максимальная скорость, км/ч 35
Максимальная мощность, Вт 1000
Масса, кг 3.5

Максимальная скорость, км/ч 45
Максимальная мощность, Вт 1500
Масса, кг 4.5

Максимальная скорость, км/ч 60
Максимальная мощность, Вт 1500
Масса, кг 4.5

Direct-Drive моторы

Универсальные моторы с функцией электроторможения. Быстрее (до 60 км/ч), мощнее (до 1.5 кВт) и тяжелее (до 7.5 кг). Для алюминиевых рам рекомендуем усилители дропаутов.

Максимальная скорость, км/ч 45
Максимальная мощность, Вт 1500
Масса, кг 7.5

Максимальная скорость, км/ч 60
Максимальная мощность, Вт 1500
Масса, кг 7.5

Мощные Direct-Drive моторы

Моторы для высоковольтных конфигураций (77-85 В). Развивают скорость до 80 км/ч. Только с использованием усилителей дропаутов или специально разработанных рам.

Максимальная скорость, км/ч 80
Максимальная мощность, Вт 5000
Масса, кг 10

Максимальная скорость, км/ч 80
Максимальная мощность, Вт 5000
Масса, кг 10

Максимальная скорость, км/ч 80
Максимальная мощность, Вт 10000
Масса, кг 15

Моторы для фэт-байков (Fat-bike)

Моторы с широким ободом и длинной осью, подходящие для фэт-байков.

Максимальная скорость, км/ч 60
Максимальная мощность, Вт 1500
Масса, кг 4.5

Максимальная скорость, км/ч 35
Максимальная мощность, Вт 1000
Масса, кг 4

Частые вопросы

А мой велик подходит?
Большинство стандартных велосипедов совместимы.
Ширина посадочного места — 100 мм под переднее колесо, 135 мм под заднее (стандарт).
На заднее колесо влезает фривил на 9 звёзд (в комплекте идёт на 6).

Лучше переднее или заднее?
Заднее.
Переднее ставится если нельзя установить заднее (например, планетарное переключение передач). Максимальная мощность переднего колеса — 1 кВт.

Установить сложно? Я сам(а) смогу?
Снять колесо с велосипеда, переставить покрышку и камеру на мотор-колесо, установить мотор-колесо на место велосипедного, накачать камеру. Закрепить контроллер, ручку газа и батарею на велосипед. Соединить все провода, отрегулировать переключение скоростей и тормоза.
В первый раз — несколько часов, в сотый — около 25 минут.

Мотор мешает ехать на педалях?
Редукторный — нет, благодаря обгонной муфте он свободно вращается вперёд
Директ-драйв — немного мешает, но реально заметно только на высоких скоростях.

Тяговый или скоростной ДД выбрать?
Обычно лучше тяговый. Скоростной — для ободов 24” и меньше.

А что с тормозами?
На моторах есть крепление под диск и полоса на ободе под v-brake. В большинстве случаев проблем не возникает.

Можно ли заряжать педалями?
Теоретически можно, но только на ДД и высоких (>30 км/ч) скоростях. Практически — лишено смысла, возврат энергии слишком незначителен.

Нужны усилители?
Для мотора Light — рекомендуем один.
Для мотора Classic — рекомендуем два для использования рекуперации и один без использования.

Мотор надежный?
10 тыс км за полтора года без перерыва на зиму — полёт нормальный!

Есть гарантия?
1 год.

Хочу другой контроллер, стоит ли?
Обычно нет, комплектные контроллеры хорошо подходят для большинства задач.

Ручки тормоза нужны или можно без них?
Для редукторного колеса — не нужны.
Для ДД — нужны только если используется электротормоз с контроллерами Infineon.

LCD3 обязателен?
Не обязателен, но регулировать режимы помощи педалям (если установлен PAS) можно только с него.
Для управления ручкой газа дисплей не нужен. Но с ним приятней 🙂

PAS сенсор нужен?
Он добавляет возможность давать газ не держа ручку. Иногда это удобно, но для изменения режимов нужен дисплей LCD3.

Хочу использовать мотор как ветрогенератор/электрокультиватор/тягач/гусеницу и т.п. Можно?
Да. Хоть летать 🙂

Статьи

Электрический велосипед 07.06.2011 07:06

Электр́ический велосип́ед (Электровелосипед, велогибрид, электробайк, пауэрбайк, e-bike, pedelec (англ.)) представляет собой велосипед с электрическим приводом, который частично или полностью обеспечивает его движение.
В общем случае электровелосипед отличает от обычного велосипеда наличие трёх дополнительных компонентов : электродвигателя, аккумуляторной батареи и контроллера. В отличие от электроскутера или же мотоцикла, электровелосипед может приводиться в движение педалями, а его эксплуатация и обслуживание немногим сложней обращения с обычным велосипедом.
Несмотря на наличие электропривода, электровелосипед используется примерно так же, как и обычный велосипед, и в большинстве стран не требует для вождения наличия прав или номерного знака. Электровелосипед хорошо подходит как средство передвижения для широкого круга любителей с самым разным уровнем подготовки, поскольку легко позволяет дозировать физическую нагрузку.

История

Идея оснащения велосипеда двигателем возникла немногим позже появления самого велосипеда. В 1888 году Джон Данлоп изобрёл пневматические шины, что значительно повысило комфорт и безопасность езды, сделав велосипед одним из самых популярных средств передвижения. Дальнейшее развитие идеи связано с прогрессом в области электротехники. С 1890 сразу несколькими патентами была защищена конструкция электрического привода, устанавливаемого на велосипеде. Так, патент США (1895) описывает устройство велосипеда оснащенного электродвигателем постоянного тока. В 1899 году Джон Шнепф разработал модель привода заднего колеса.
Продолжительное время производство электровелосипедов не привлекало крупных производителей, но в 1990-х годах с развитием бытовой электроники и появлением компактных аккумуляторов, интерес к ним возродился. В 1992 году компания Zike начала массовый выпуск электровелосипедов. C этого момента их выпуск постоянно увеличивается. На рынке США наивысший рост продаж пришёлся на 2002-2003 годы; общий объём продолжает расти.
В Китае первые промышленные образцы электровелосипедов местного производства появились в 1998 году и в 2007 году их ежегодный выпуск достиг 17 млн штук, а к 2010 году, согласно оценкам, вырастет до 22 млн. Китай крупнейший в мире и производитель и потребитель электровелосипедов. Мировое производство в 2007 году оценивалось в 18 млн штук и к 2010 году ожидался прирост до 30 млн штук в год.

Достоинства и недостатки

Принципиальные преимущества

Велосипед с электромотором позволяет преодолевать крутые подъёмы и значительные расстояния физически неподготовленным людям
Если батарея разрядится, то можно использовать педальный привод
Заряд аккумуляторов осуществляется от бытовой электросети
При сопоставимой скорости в городских условиях, энергетические и экономические затраты на перемещение одного человека оказываются на порядок и более ниже, чем у любого другого вида транспорта, включая общественный
В сравнении с легковыми автомобилями эксплуатация, парковка и хранение электрических велосипедов требуют в десятки раз меньше расходов и пространства.
Уменьшение загрязнения атмосферы в случае массового отказа от автомобилей с ДВС в пользу электровелосипедов.

Читайте также  Рисунок семья на велосипедах

Несовершенства существующих конструкций

Педалирование и управление затруднено большой массой (от 20 до 50 кг и более) и соответствующей инерцией электрических велосипедов
Недостаточный для многих пользователей запас хода только на электроприводе (редко больше 25-50 км)
Длительное время зарядки батарей (как правило не меньше 2-6 часов) и короткий срок их службы (не более 1-3 лет при средней нагрузке и умеренной цене аккумуляторов)
Высокая стоимость готового изделия и его эксплуатации по сравнению с обычным велосипедом (от 2-х до 10 раз)
При современных технологиях массовое использование вместо автомобилей с ДВС электровелосипедов не приведёт к значительному уменьшению общего загрязнения окружающей среды вследствие роста объёма отходов производства и утилизации их электрических и электронных компонентов

Разновидности

В общем случае электровелосипеды можно разделить на:
Собранные в заводских условиях. Для заводских электровелосипедов характерны специальные рамы разработанные для крепления батарей (существуют даже модели, в которых батареи спрятаны внутри трубчатой конструкции рамы), а также специальные конструкции колёс и в целом специфический дизайн. Например, А2В.
Любительские (самостоятельно собранные) электровелосипеды — в своей основе обычные городские велосипеды с установленными на них компонентами, доступными на рынке. В настоящее время в продаже есть самые разнообразные готовые комплекты (двигатель, контроллер, батареи, зарядное устройство), которые позволяют практически любому человеку с небольшой технической подготовкой собрать такое средство передвижения.
На конференции по изменению климата в Копенгагене в 2009 году представителями Массачусетского технологического института было представлено «Копенгагенское колесо», которое представляет собой велосипедное колесо с интегрированным в него электродвигателем, аккумулятором и контроллером, что позволяет переделать обычный велосипед в электро- просто заменой заднего колеса. Такое колесо автоматически помогает при педалировании, а для торможения использует электродвигатель, запасая энергию в аккумуляторе. Для управления колесом используется телефон, подключающийся к колесу по BlueTooth. Так же в колесо встроены датчики, собирающие информацию об экологической обстановке, GPS, GPRS.

Компоненты

Специфика и характеристики электрических компонентов во многом объединяют электровелосипед и электромобиль

Электродвигатель

На сегодняшний момент, существует три разновидности электропривода, применяемые в электровелосипедах:
Мотор-колесо. Самый распространенный вариант велосипедного электропривода на основе бесколлекторного электродвигателя постоянного тока. Двигатель вмонтирован в колесо вместо ступицы. Устанавливается как на переднее, так и на заднее колесо. Использование мотор-колеса позволяет с минимальными затратами переоборудовать практически любой распространённый городской велосипед под электропривод, причём его дизайн почти не нарушается. Мотор-колесом может быть любое из колес или оба одновременно. Часто мотор-колесо продаётся в уже собранном (заспицованном) виде. Диапазон мощности у серийно выпускаемых мотор-колёс, приводящих в движение электровелосипеды, как правило колеблется в пределах от 200 до 1000 ватт.
Преимущества использования мотор-колеса:
1) гармонично вписывается в дизайн любого велосипеда
2) бесшумная работа электродвигателя
3) переделка обычного велосипеда с помощью мотор-колеса требует минимальных усилий
К недостаткам можно отнести:
1) существенное утяжеление колеса велосипеда
2) при превышении определенной скорости мотор-колесо начинает работать как генератор, вызывая торможение велосипеда
Электропривод с цепной или ременной передачей крутящего момента. Этот вариант электропривода является более эффективным чем мотор-колесо. При меньшем весе и мощности, электровелосипеды с цепной передачей достигают больших скоростей. Часто для переделки велосипедов используются двигатели, применяемые в какой-либо бытовой или автотехнике. Встречаются упоминания о электродвигателях из стиральных машин, стеклоочистителей автомобиля и даже электродрели. Диапазон мощности, как правило колеблется в пределах от 200 до 1500 Вт, а набор из двух моторов по 1,5кВт разгоняет электровелосипед до 100 км/ч.
Из преимуществ цепного электропривода можно выделить:
1) меньший вес двигателя и аккумуляторов, рассчитанных на меньшее напряжение
2) более высокая максимальная скорость
3) возможность использовать систему переключения передач велосипеда, что повышает КПД
К недостаткам можно отнести:
1) более сложная установка комплекта и необходимость использования специального инструмента
2) шумы, издаваемые электродвигателем и цепью
Фрикционный электропривод. Менее распространённая, малоэффективная схема, при которой электродвигатель крепится над колесом (как правило задним) и передает крутящий момент с вала двигателя непосредственно на покрышку велосипеда.
Единственный плюс:
1) достаточно простая установка привода, так как нет необходимости разбирать велосипед
Недостатки:
1) чрезвычайно низкий КПД.
2) быстрый износ покрышки и необходимость поддерживать определенное давление внутри колеса,
3) проскальзывание ролика в мокрую погоду.

Батареи

Батареи обычно крепятся на багажнике в специальном контейнере, на велосипедной раме или в специальных отсеках внутри рамы, если это предусмотрено конструкцией.
Наиболее распространены следующие типы батарей
Свинцово-кислотные
Никель-металл-гидридные
Li-ion
LiPo
LiFePO4
Наиболее перспективным считается использование литиевых батарей ввиду их лучших характеристик (хотя и сравнительно более высокой цены) и постоянного увеличения их производства.
В 2007-2008 годах на рынке появляется новая разновидность литий-ионных аккумуляторов — литий-железо-фосфатные (LiFePO4). Их появление решило две проблемы традиционных литий-ионных аккумуляторов: риск воспламенения и взрыва при перегреве во время заряда или разряда большими токами, а также относительно небольшое количество циклов заряда-разряда (обычно заявляются 500 и 2000 циклов соответственно). Типичные характеристики LiFePO4 батарей 2009 года выпуска: напряжение 39,6 В, ёмкость 10 А*ч, масса 3,5 кг, что при типичном расходе энергии 15 ватт-час на километр даёт запас хода электровелосипеда около 25 км. Еще более внушительными характеристиками (энергоемкость и разрядныйзарядный токи) обладают LiPo аккумуляторы. В частности, для блока в 3,5 кг, указанного выше из LiFePo4 (40 В, 10 А*ч – 400 Вт*ч), при том же весе LiPo будут иметь большую энергоёмкость (45 В, 10 А*ч – 450 Вт*ч), и выдерживать длительные разрядные токи в 4С (40 А при 10 А*ч) и зарядные в 3С (30 А при 10 А*ч). Это позволяет собирать относительно легкие батареи для мощных комплектов (свыше 2 кВт), и заряжать их за считанные минуты – 15 минут с использованием 1,5 кВт зарядки (48 В, 30 А) для приведенных выше 45 В, 10 А*ч. Но у LiPo есть недостаток: они могут воспламениться при сильном перезаряде или механическом повреждении.

Контроллер

Контроллер (велокомпьютер) — это электронное устройство, управляющее работой электровелосипеда. Обычно контроллеры делаются в виде платы, расположенной в алюминиевом корпусе, выполняющем функции радиатора для отвода тепла и предохраняющем устройство от окружающей среды. Из корпуса выводятся кабели с контактными разъёмами для различных устройств электровелосипеда.
Основные функции контроллера: подавать ток от аккумулятора на электродвигатель в соответствии с установками пользователя; выдавать на индикатор остаток заряда батареи; фиксировать нажатия педалей и скорость движения велосипеда для экономии энергии; поддерживать постоянную скорость движения (круиз-контроль); заряжать аккумулятор при торможении.
Контроллеры делятся по следующим параметрам: напряжение питания (24/36/48/64/72/80 и более вольт); рекуперация энергии от мотора (есть/нет); количество датчиков Холла; наличие датчиков от педалей (есть/нет); тип электромотора (щёточный/бесщёточный); тип регулятора мощности (аналоговый/дискретный); возможность подключения к другим контроллерам (есть/нет); круиз-контроль (есть/нет); различные индикаторы, фары и переключатели.
Рекуперация энергии может осуществляться при торможении и/или на холостом ходу, в зависимости от возможностей контроллера и мотора.