Як зробити електровелосипед своїми руками – покрокова інструкція

У більшості дешевих серійних електробайків від китайських виробників дуже погана якість: ламається буквально все, а заявлені характеристики не відповідають реальним. Тому, якщо вам потрібен якісний електротранспорт, краще буде зробити електровелосипед своїми руками. Доведеться трохи попрацювати, але результат вартий того.

В продажі є величезна кількість модифікацій електровелосипедів. Вартість серійних виробів варіюється від 10 000 до 100 000 грн (а то і більше). Звичайно, розраховувати на якість в разі дешевих моделей не варто, за хороший електровелик потрібно відати мінімум 30-50 тисяч гривень. Сума не маленька, але якщо у вас в розпорядженні є вільний час,  ви можете зібрати свій електричний велосипед самостійно. Таким чином можна створити якісну потужну модель витративши мінімальну суму грошей.

З чого складається електровелосипед

Електромотор – його серце. Контролер – його мозок. Акумулятор – їжа. Ручка газу регулює подачу напруги на двигун. Датчик гальма ставиться опціонально, якщо є рекуператор енергії. На дисплей можна вивести робочу напругу, заряд батареї, поточну швидкість і так далі. Але електровелосипед можна зібрати і без нього, тому що основний параметр заряду батареї дублюється на акумуляторі.

Ще одна опція – pass assist, помічник при педалюванні. Залежно від частоти обертання педалей він дозовано подає енергію на електродвигун. В основному ці помічники працюють дуже погано, і більшість людей з досвідом їзди на електровелосипеді не ставлять їх зовсім.

Далі потрібно визначитися, який електровелосипед потрібен, за якими критеріями будуть підбиратися основні компоненти.

Вимоги до електровелосипеду

Наведу власний приклад і далі будем збирати велосипед з урахуванням моїх потреб, при необхідності ви можете внести свої зміни, корегуючи їх під власні потреби. По-перше, мені потрібен був запас ходу близько 50 кілометрів – це дорога від дому до роботи і назад. Для мене важливо, щоб велосипед був легким, щоб його можна спокійно запхати в машину, перевезти в громадському транспорті і занести в квартиру. Не менш важливим був і зовнішній вигляд, щоб з велосипеда не стирчали дроти, щоб він виглядав акуратно.

Багато електровелосипедів роблять надмірно швидкими. На мою думку електричний велик повинен їздити трохи швидше, ніж якби на ньому крутив педалі звичайний велосипедист. Нарешті, загальна вартість велосипеда обов’язково повинна була бути низькою :).

Вибір мотора

Мотори для електровелосипедів можна умовно розділити на три категорії:

• малої потужності, здатні розігнати велосипед до 40 км / год;
• середньої потужності – до 60 км / год;
• високої потужності, коли велосипед летить зі швидкістю до 100 км / год і вище.

Які типи моторів застосовуються на велосипедах?

• Кареточний ставиться на каретку педалей. Цей тип моторів досить складний, має муфту обгону, але при цьому є великий недолік – мотор дає додаткове навантаження на весь ланцюговий привід, через що дуже швидко зношуються зірочки і ланцюг. Другий недолік – висока вартість: за китайську версію просять від 400 доларів.
• Мотор прямого ходу досить громіздкий і важкий. Такі мотори відносяться до категорій середньої і високої потужності. Єдина перевага – довговічність через відсутність шестерень. Ціна – від 200 доларів, залежно від потужності. З недоліків: на малих обертах мотор має слабкий обертаючий момент.
• Редукторний мотор. Усередині нього встановлений планетарний редуктор з шестернями, він дуже легкий і компактний. Ціна нижче, ніж на інші. Такі мотори відносяться до категорії малої потужності

Мій вибір пав на редукторний мотор, швидкості до 40 км / год мені достатньо.

Вибір приводу

Редукторні мотори часто встановлюються на передній привід. Це найпростіший спосіб установки, трудовитрати мінімальні. Але, оскільки навантаження на передню вісь велосипеда невелике, дуже часто виникає пробуксовка переднього колеса, погіршується маневреність, при цьому колесо може піти юзом, що призведе до втрати рівноваги.

Задній привід – класичний варіант. Основне навантаження в велосипеді іде на задню вісь, і всі недоліки переднього приводу відразу виключаються.

Можна зробити і повний привід, коли ставиться два мотора. Так роблять для їзди по бездоріжжю, снігу, піску, бруду. Але процес створення повнопривідного електровелосипеда дуже трудомісткий. Найскладніше синхронізувати роботу моторів, а вартість всього проекту виходить чималою. Після зважування всіх «за» і «проти» – вибір впав на задній привід.

Вибір і розміщення акумулятора

Що стосується акумуляторів, то в електровелосипеді в основному використовуються два типи акумуляторних елементів: літій-залізо-фосфатні і літій-іонні. Перші досить великі, важкі і коштують дорожче. Зате у других обмежена кількість циклу зарядів – близько 1000 циклів. До того ж літій-іонні акумулятори погано працюють при негативних температурах.

Мій вибір – літій-іонні, тому що їх дуже зручно укладати в різні корпуси, в той час як літій-залізо-фосфатні в основному збирають в куб який проблематично встановити на велосипед.

Є три місця для розміщення акумулятора:

• На багажник. Цей варіант поганий тим, що виникає додаткове навантаження на задню вісь, яка і так досить навантажена. Заодно підвищується центр ваги велосипеда.
• На штир під сідлом. Навантаження на осі стає більш збалансованою, але залишається проблема високого центру тяжіння.
• В простір рами, в основному на місце кріплення фляги. Акумулятор в цьому випадку розміщений максимально низько і між осями велосипеда. Це оптимальне розміщення.

Далі потрібно вибрати характеристики АКБ – в першу чергу робоча напруга і ємність. Для малопотужних редукторних моторів зазвичай використовується напруга 24 В, 36 В і 48 В. Мій вибір – щось середнє. Від ємності акумулятора залежить запас ходу електровелосипеда. Мені вистачило на 50 кілометрів. Розрахунок дуже приблизний.

Середня швидкість електровелосипеда в міських умовах – близько 20 км/ч. Для подолання відстані в 50 кілометрів буде потрібно 2,5 години. Якщо потужність мотора – 350 Вт, то його середня споживана потужність буде близько 175 Вт. За весь пройдений шлях мотор споживе 175 Вт * 2,5 години = 437 Вт * ч. При робочій напрузі в 36 В з отриманих даних легко порахувати і необхідну ємність акумулятора:

• Ємність акумулятора = 437 Вт * год / 36 В = 12.1 А * год.

Існує досить багато видів корпусів для акумуляторного блоку. Їх можна купити на AliExpress або в інтернет магазинах за ціною приблизно від 30 доларів.

Вибір контролера

Контролери бувають різних видів: зовсім прості, універсальні, програмовані з величезною кількістю налаштувань, що працюють у великому діапазоні напруг і струмів. Мій вибір – найпростіший контролер, який працює на фіксованій напрузі і видає максимальний струм в 15 А. Контролери підбираються залежно від робочої напруги і потужності обраного електродвигуна, вартість – від 40 доларів і вище (топовий контролер можна придбати за 150 доларів).

Результат

В результаті у мене вийшла наступна конфігурація:

• Електромотор BAFANG. Це продукція дуже популярною на ринку електровелосипедів компанії, її мотори добре себе зарекомендували.
• Контролер на максимальний струм 15 А, акумулятор на 36 В, 13 А * год.
• Вийшла максимальна швидкість 37 км/год, запас ходу в 50 кілометрів, вага дуже невелика, всього на 7 кілограмів важче звичайного велосипеда.

Все обладнання обійшлося мені десь в 450 доларів, загальна вартість з урахуванням самого велосипеда – 800 долларі. Якщо порівнювати з готовими моделями, аналогічними по комплектації і характеристикам, то такий велосипед коштував би близько півтори тисячі “зелених”. Заощадження, як бачите, суттєві.