Какие бывают электродвигатели для велосипедов и как их устанавливать

Аккумулятор:

Аккумулятор основной элемент электровелосипеда от которого питается вся система. Зачастую аккумулятор собирается из элементов 18650 это литий ионные аккумуляторы, которые способны выдерживать значительные нагрузки и не терять своих свойств выдерживая до 1000 циклов заряда разряда – после ресурс этих аккумуляторов постепенно снижается. Литий ионный аккумулятор имеет заряд от 3.6 вольт в заряженном состоянии 4.2 вольта средняя ёмкость 2600 Mah чем выше ёмкость, тем дороже элементы, но написанному на аккумуляторе не всегда можно верить это лучше проверять, купив небольшую партию.

Так же для сборок аккумуляторной батареи используют элементы Lifepo4 это литий железо фосфатные высокотоковые аккумуляторы, например, с типоразмером 26650 имеет заряд 3.2 вольта в полностью заряженном состоянии 3.65 вольта, а нижний порог до 2 вольт такие элементы более ёмкие, но гораздо тяжелее, а главное преимущество таких элементов в том, что они практически безопасны в отличие от литий ионных аккумуляторов.

Подробнее как самостоятельно собрать аккумулятор электровелосипеда из литий ионных аккумуляторов 18650

Нюансы сборки электровелосипеда своими руками

Самостоятельная сборка электровелосипеда имеет некоторые особенности:

Мотор увеличивает крутящий момент, поэтому нужно использовать двойной обод и усиленные спицы.
Иногда случается, что при монтаже тормоза суппорт задевает мотор. Тогда можно установить ротор большего размера и переходник или использовать колодочный тормоз, а не дисковый.
Сборка ячеек АКБ – трудоемкая задача. Литий-ионные аккумуляторы не рекомендуется соединять паяльником. Нужно использовать точечную сварку электротоком, совместно подключая BMS-контроллер, который балансирует ячейки батареи.
Рекуперация производится только на двигателях прямого хода. При этом контроллер должен поддерживать эту функцию.

Сборка электровелосипеда имеет свои особенности.

Необходимые навыки и знания

Применить готовый комплект для модернизации обычного велосипеда может любой владелец транспортного средства, имеющий представление о способе его передвижения. Однако для того, чтобы собрать электровелосипед в домашних условиях из отдельных деталей, понадобятся некоторый технический опыт и знакомство с устройством транспорта.

Требуемые инструменты

Чтобы сделать самому электровелосипед, нужны:

паяльник со всеми необходимыми принадлежностями;
отвертки;
кусачки;
термоусадка;
термоклей;
небольшая ножовка;
дрель со сверлами.

Подбор велосипеда для модификации

Видоизменить имеющийся велосипед помогут простые или горные модели, а также фэтбайки. Однако приобретенный набор деталей должен подходить к модернизируемому велосипеду. Нужно измерить величину зазора между проушинами вилки, если решено поставить мотор-колесо. Если монтаж невозможен, нужно установить центральный двигатель, расположенный на раме или каретке колеса.

На велосипед нужно установить центральный двигатель.

Необходимые комплектующие и их выбор

Приняв решение о переоборудовании велосипеда в электротранспорт, владельцу нужно учесть следующее:

Конструкция мотора быть под «звездочки» или трещотку. Стоит убедиться, подходит ли тип двигателя.
Мотор должен иметь крепление под ротор тормоза.
Необходимо, чтобы ручка газа не мешала переключению передач и движениям регулятора тормоза.
Размер корпуса для АКБ должен соответствовать выбранному месту крепления.

Как рассчитать соотношение затрат и характеристик на создание электровелосипеда

Затраты на переоборудование велосипеда зависят от способа модернизации и имеющихся комплектующих.

В продаже есть готовые комплекты для установки на велосипед. Например, сайт AliExpress предлагает несколько видов наборов для переоборудования своего транспорта. С целью удешевления конструкции электровелосипед можно изготовить и из отдельных деталей.

Примерная сумма, необходимая на сборку велосипеда

В продаже есть большое количество модификаций электровелосипедов. Стоимость серийных изделий варьируется от 50 тыс. до 5 млн руб. Однако, чтобы собрать транспортное средство своими руками, понадобится в среднем 30 тыс. руб.

Стоимость велосипеда обойдется в среднем в 30 тыс. руб.

Испытываем велосипед, ищем и устраняем неполадки

Закончив сборку электровелосипеда, пора испытать его на деле. Можно пригласить друзей, чтобы похвастаться собственным изобретением и рассказать им, как собрать электровелосипед. Обязательно голову защищаем шлемом во избежание непредвиденных обстоятельств, приводящих к травме. Возможно, что первое изобретение не оправдает надежд, поэтому нужно быть морально готовым к такому повороту. Среди распространённых причин возможных неполадок – плохой контакт проводов, неправильный расчёт передаточного отношения.

Проводя испытание уникального изобретения, следует взять с собой инструменты, которые понадобятся в приведённых случаях:

отсоединились провода;
при условии превышенного передаточного отношения;
неисправность аккумуляторов.

Эти неполадки не позволят ехать велосипеду.

Установка

Для установки электромотора на велосипед в первую очередь необходимо подготовить специальный комплект инструментов. В частности при переоборудовании транспортного средства понадобятся:

электромотор выбранного типа;
панель управления;
контроллер;
поворотная или рычажная ручка газа;
тормозной рычаг;
датчики;
проводка;
система PAS;
аккумулятор;
влагозащитный чехол для аккумулятора и контроллера.

Можно приобрести готовый электронабор или собрать нужные элементы по отдельности. После того как все инструменты были подготовлены, можно приступать непосредственно к переоборудованию механического велосипеда в электрический. Данный процесс довольно простой и состоит из нескольких шагов:

Цепь снимается и соединяется с валом двигателя.
Двигатель соединяется с аккумулятором при помощи мощных проводов.
Аккумуляторная батарея крепится к велосипедной раме. Для этого могут использоваться крепления различного типа (зажимы, хомуты).
На руле велосипеда фиксируется кронштейн, монтируется панель управления.
Устанавливаются рычаги управления.
Устанавливается система PAS, контроллер подсоединяется к электронике, закрывается в специальный контейнер.

При прокладке проводки следует смотреть, чтобы все выглядело эстетично, не было препятствий для движения. Лучше всего использовать пластиковые хомутики. По завершении всех действий необходимо проверить исправность системы управления. В случае обнаружения неполадок нужно определить причину и устранить их.

Электромотор для велосипеда: основные виды

Различают несколько типов моторов, предназначенных для установки на велосипед:

1. Мотор – колесо.

Относится к категории самых распространенных. Применяется при переоборудовании обыкновенного велосипеда дорожного типа. Монтирование двигателя происходит на оси переднего или заднего колеса, а в некоторых случаях на обоих колесах. Внешний вид переоборудованного велосипеда практически не меняется.

Мотор колеса бывают разно мощности, в основном от 150 до 2000 Вт. Они могут быть исполнены в трех вариантах, для каждого из которых требуется свой аккумулятор:

После осуществления монтирования системы мотор — колеса на велосипед, он становится способным разгонять свою скорость движения до семидесяти километров в час. При этом, без зарядки аккумулятора он может пройти пятьдесят километров. При движении в направлении возвышенности, показатели данных критериев снижаются.

2. Подвесной двигатель.

Такой тип двигателя может быть установлен на любой тип велосипеда.

Оборудование прикрепляется к каретке или нижней трубе велосипеда, при этом становится самостоятельным его узлом. На мотор вместе с цепной передачей обязательна установка специального кожуха. Питание двигателя происходит от аккумуляторной батареи, которая крепится к несущей платформе.

Расход мощности и скорость велосипеда регулируется контролером электронного типа, управляемый ручкой, расположенной на руле. После окончания процесса монтажа, вес велосипеда значительно увеличивается. Скорость его теперь может достигать величины сто двадцать километров в час.

3. Двигатель на фрикционной передаче.

В основе такого двигателя лежит специальный механизм фрикционного типа, который работает по принципу передачи крутящего момента электродвигателя к покрышке колеса велосипеда. Основным преимуществом установки такого двигателя является возможность его монтирования без предварительной разборки велосипеда. Недостатками являются:

уменьшение срока службы колеса;
небольшая величина КПД;
необходимость постоянного контроля давление в колесах;
сложности использования на мокрой дороге.

Монтаж электрооборудования

После сборки механической части электровелосипеда, установки и крепления двигателя, аккумулятора и контроллера, необходимо произвести сборку электрической схемы. Обычно эта операция затруднений не вызывает, а ее трудоемкость зависит от выбранных комплектующих

Особое внимание необходимо уделить надёжности контактных соединений, исключив их искрение и нагревание

Желательно дополнительно установить электрический сигнал, который повысит безопасность движения, а также обеспечить питание фары и подсветки велобайка от основного аккумулятора. Многие энтузиасты устанавливают на колеса светодиодную подсветку, которая повышает безопасность движения в темное время суток.

Двигатель — мотор колесо

Для начала нужно определится с мотором его обычно называют мотор колесом. Он может устанавливаться на переднее колесо, заднее, а также можно установить на оба колеса и получить такой себе внедорожный велосипед из преимуществ хорошие тяговые характеристики, но расход энергии аккумулятора будет вдвойне быстрее.

Моторы для велосипеда существует трёх видов – это более распространённые редукторные моторы имеют мощность от 150 до 1000 ватт если разделить на скоростные режимы можно составить примерно такой порядок – моторы от 150 до 350 ватт могут разогнать велосипед от 25 до 35 км\ч (зависит от веса велосипедиста и мощности контроллера), моторы мощностью от 500 до 750 ватт разгоняются от 35 до 50 км\ч, редукторный мотор 1000 ватт может разогнать велосипед до 60 км\ч. Редукторные моторы более компактные и лёгкие – подробнее о том какой мотор выбрать.

Моторы прямого привода – такие моторы не имеют редуктора они разгоняются медленнее, но набирают большую скорость, мощность у таких моторов обычно от 1000 ватт, они больше редукторных и тяжелее – для таких моторов желательно собирать мощный аккумулятор.

Кареточные моторы в последнее время набирают популярность и стоят достаточно дорого поэтому в данной сборке я не рассматриваю такой тип моторов.
Для первой сборки электровелосипеда рекомендую выбрать редукторный мотор средней мощности.

Переднее колесо логичней оснащать моторами маломощными до 500 ватт, я выбрал заднее расположение и буду ставить редукторный мотор средней мощности MXUS 500 ватт.

Особенности

Сегодня в условиях городского транспортного коллапса велосипед с электроприводом интересен значительными преимуществами среди других видов двухколесного транспорта, причем экологическая безопасность занимает далеко не последнее место. Функционально электровелосипед аналогичен обычному мопеду, у которого бензиновый двигатель внутреннего сгорания заменен на электрический силовой агрегат. Мощность электродвигателя промышленно выпускаемых моделей колеблется в пределах 0,25…1,2 киловатта, при этом электровелосипед способен развивать скорость до 50,0 километров в час. Основными преимуществами электровелосипеда является:

два способа передвижения – с использованием обычного педального привода и электродвигателя;
возможность передвижения на большие расстояния при использовании электротяги;
по сравнению с мопедом и мотороллером меньшая трудоемкость технического обслуживания и лучшая ремонтопригодность;
экологичность транспортного средства, благодаря которой на Западе владельцы электровелосипедов получают различные льготы.

Однако электровелосипеду присущи и определенные минусы, основными из которых являются:

высокий суммарный вес силового агрегата, включающего электродвигатель, аккумуляторную батарею, дополнительную трансмиссию и систему управления (электрический контроллер);
большая продолжительность зарядки современных аккумуляторных батарей, при их недостаточной автономности;
высокая цена заводских комплектующих;
низкая скорость передвижения на загородных магистралях.

Основные компоненты

Обычно требуется движок на 48 вольт, крепкий велосипед, который его выдержит, немного инструментов и креплений. А также терпение и находчивость, готовность к техническим испытаниям.

Дополнительно потребуются:

специальный контроллер с программируемым управлением;
кислотные батарейки для системы питания;
дисковый тормоз (2 шт.) роторного типа, механический;
мопедная цепь;
«звездочка» на 13 и на 66 зубьев;
переключатели;
предохранители;
крепления для мотора из нержавейки.

Далее выполняется модификация колесной вилки и тормозов. Электровелосипед своими руками за 30 минут начинают собирать с передней вилки. Затем надстраиваются двигатель, аккумулятор, резистор.

Некоторые умельцы предпочитают собрать складной велосипед, который за секунды может превратиться из обычного в грузовой или поместиться в багажнике. Разборный вариант удобен по множеству причин – уменьшенный размер колес, легкость перевозки в лифте.

Смотреть галерею

Суть модификации состоит в разрезании рамы, к которой в двух местах привариваются соединяющие узлы. Они фиксируются специальными болтами, винтами и барашковыми гайками. Процедура сборки и разборки агрегата в быту занимает менее 1-2 минут.

Преимущества и недостатки использования двигательного агрегата

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

Скорость и динамика. Любой из ранее названных двигателей даст велосипедисту большей легкости в движении и пару десятков километров. Стоит ли говорить об отсутствии усталости при езде в гору, которая неизбежна даже на суперскоростном байке без мотора?
Более равномерная нагрузка на ноги. Движок не освободит от необходимости педалировать, однако делать это будет значительно проще благодаря дополнительной толкающей силе. Отсутствие перепадов нагрузок позволит избежать чрезмерной усталости ног, и, конечно, ручьев пота.
Возможность свободного маневрирования на автодорогах, благодаря скорости, соразмерной автомобильной. Впрочем, в этой области есть и существенный недостаток. О нем и о других минусах электробайка читаем дальше.

Недостатки велосипедов с электромоторами:

Опасность на дороге. Значительная часть автовладельцев еще не привыкла к велосипедистам на своей территории, а если велосипед несется по дороге почти со скоростью машины… Добавим сюда качество российских дорог и получим то, что поневоле придется ограничивать возможности нашего супер-велика и пользоваться невысокими скоростями. Не проще ли просто крутить педали?
Тяжесть. Не поспоришь, движок добавит к раме десяток килограммов. И если со снижением скоростных показателей смириться можно, то перетаскивать такой велик точно не в кайф.
Стоимость. Потратиться на велосипед с электромотором придется вдвое больше, чем на обычный качественный байк.
Угон. К сожалению, украденный велосипед пока остается за вором без наказания. С учетом предыдущего пункта сделать выводы несложно.

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

Установка электроколеса своими руками

В интернете существует множество статей о самостоятельном изготовлении и установке на велобайк мотор-колеса. Но насколько качественны и верно изготовлены такие детали, зависит от выполнявшего работу. Кроме этого, необходимо хорошо разбираться в принципе работы электроколеса. Намного практичнее и быстрее заказать уже готовый комплект и согласно прилагаемой инструкции установить.

Стандартный набор для перевоплощения велобайка в электровелосипед:

Мотор-колес, в зависимости от выбранного размера от 20 до 28 дюймов и различного электромотора, установленного на месте втулки колеса;
Батарея с замочком для безопасного крепления, имеющая различные габариты и место крепления. В зависимости от выбора батареи крепится на место багажника, на раму или под седлом;
Прибор с маленьким экраном или без него, для установления параметров езды и данных о состоянии батареи;
Дополнительные части комплекта (соединительные провода, ручки для переключения и торможения, устройство для зарядки батареи, сумку-чехол для батареи).

В основном все комплекты имеют стандартный набор, но различаются по некоторым критериям.

Первым делом снимают стандартное колесо и устанавливаем мотор-колесо, если предполагается заднеприводный, то в дальнейшем одеваем задние звезды.

Если мотор-колесо размещают на переднем колесе, то нужно позаботиться о надёжности всего велосипеда, особенно вилки. Осмотреть её целостность, возможность установки мотор-колеса, а именно ширину между штанами вилки, прочность крепления дропаутов. Закончив крепление электроколеса, удостовериться в его нормальной работе.

Провести монтаж батареи, контроллера, ручек скорости, панели управления и PAS системы, и провести соединение при помощи проводов между частями электровелосипеда. Свериться с инструкцией.

Самостоятельное изготовление

Самостоятельно смастерить электродвигатель очень сложно. При этом возможно два варианта:

Снять двигатель с электроприбора (бензопилы, стиральной машины, газонокосилки и так далее).
Приобрести комплект для электромотора.

Двигатель с электроприбора

Изначально для этого нужно найти, где взять мотор. И это не так уж и легко. В основном электроприборы рассчитаны на напряжение 220 В. А это означает, что для того чтобы привести такой механизм в действие потребуется аккумулятор большой мощности. А это, в свою очередь, очень утяжелит велосипед.

Так же может сложиться прямо противоположная ситуация. Например, вы взяли мотор с газонокосилки. Он может оказаться слишком слабым для того, чтобы хотя бы сдвинуть с места ваш велосипед.

Это значит, что самостоятельно изготовить электродвигатель можно, но это достаточно затратный по времени процесс. Нужно учесть множество факторов при подборе оборудования.

Комплект для электромотора

Если же вы не хотите приобретать уже готовый комплект для усовершенствования транспортного средства, вы можете купить отдельные детали и создать электродвигатель своими руками. Для этого вам необходимы:

контроллер;
двигатель;
батареи и зарядное устройство к ним.

Для электродвигателя можно использовать такие батареи:

Никель-металлогидридные.
Литий-ионные.

Крепиться батареи могут:

В специально отведенный контейнер.
На раме и в ее отсеках.

Так же вы можете приобрести детали усовершенствования. Например, индикатор степени заряда батареи, который так же оповестит вас о скорости движения и о силе нажатия на педаль газа.

Как установить?

Если вы все-таки решили приобрести готовый электромотор и самостоятельно его установить. То лучше купить мотор-колесо, так как он имеет хорошие показатели и не возникнет сложностей при установке. Данный движок можно устанавливать как на переднее, так и на заднее колесо. Самым распространенным вариантом является второй его и рассмотрим.

Если все правильно подобрано, можно приступать к установке:

Для начала снимите заднее колесо.
Установите мотор-колесо приводом налево, а звездами вправо.
Смонтируйте всю схему, но не сильно фиксируйте.
Подключите провод согласно схемы.
Установите цепь и займитесь центровкой мотора.
Если в мотор колесе отсутствуют заметные биения, зафиксируйте его.
Далее надежно зафиксируйте все детали и выполните изоляцию всех проводов.
Проверьте работу усовершенствованного агрегата и все готово.

Если замена колеса не входила в ваши планы, то лучше отдайте свое предпочтение подвесному движку. Установка несколько сложнее чем в предыдущем варианте.

Вкратце монтаж подвесного двигателя происходит так:

Нужно снять заднее колесо.
Соединить между собой цепь и двигатель.
Установить: моторный блок; аккумулятор; блок управления и регулировочные ручки.
Соединить все элементы набора между собой.
После этого, проверьте правильность и надежность установленных элементов, а также работу агрегата. При малой мощности двигателя, может потребоваться стимуляция движения педалями.

Электромотор для велосипеда может значительно облегчить ваше передвижение, особенно если данный вид транспорта для вас основной. При эксплуатации этот прибор не принесет особых хлопот. Главной вашей задачей будет контроль уровня заряда батареи и предотвращение попадания чрезмерной влаги в мотор.

Электродвигатель для велосипеда своими руками

В настоящее время велосипед является одним из самых востребованных и популярных способов передвижения. Занимаясь велоспортом, можно практически бесплатно доехать до места назначения, одновременно тренируя определенную группу мышц, тем самым поддерживая свое тело в отличном здоровом состоянии. Главным преимуществом такого перемещения является отсутствие влияния на загрязнение окружающей природной среды.

Первоиспытателями данной продукции стали жители горных местностей по причине частых тяжелых подъемов, которые напрочь отбивали у них желание пользоваться велосипедами. Велосипедный электродвигатель также моментально оценили люди преклонного возраста, находящиеся не в лучшей физической форме.

Применение велосипеда с установленным на него полезным оборудованием позволяет велосипедисту не прикладывать усилия для осуществления процесса езды. В некоторых случаях это чудо устройство позволяет обеспечить самостоятельное перемещение велосипеда, абсолютно без прикладывания усилий извне, за счет заряда батарей и электродвигателя.

Нюансы

Их много, поэтому упомяну лишь некоторые.

Во всех электровелосипедах используют двойные ободы, потому что мотор увеличивает крутящий момент. Также для компенсации дополнительной нагрузки нужны усиленные спицы, они толще — 3 мм вместо 2,6 мм. Спицуется колесо в три креста: одна спица пересекает три других. На обычных велосипедах чаще делают в два креста, а бывает и в один крест. Спицовка обода — довольно сложный, небыстрый процесс. При этом спицы получаются нестандартного размера, не во всех магазинах они продаются.

Моторы поставляются в двух исполнениях: под кассету звездочек и под трещотку
Нужно обращать на это внимание, и обязательно уточните, какая система звездочек предусмотрена. Также рекомендуется проверить, есть ли на моторе крепление под ротор тормоза.
Сложность с ручкой газа
Казалось бы, простейшая вещь: взял ручку газа, поставил на руль и все. Но почему-то большинство китайских производителей не учитывают наличие манетки переключения передач и ручки тормоза. Когда начинаешь все это собирать — в большинстве случаев либо не удается переключить передачи велосипеда, либо ручка тормоза задевает ручку газа. Я до сих пор не нашел ручку газа хорошей конструкции, чтобы она удачно вставала на руль.
Установка корпуса АКБ. Рамы у велосипедов все разные, с разной геометрией, и порой приходится колдовать с креплением, а иногда и вовсе менять корпус, если он не влезает в раму.
При монтаже ротора тормоза может оказаться так, что тормозной суппорт не влезает, задевает мотор. Я сам с этим столкнулся — пришлось покупать ротор большего размера и устанавливать переходник на суппорт. Либо можно использовать ободный (колодочный) тормоз, а не дисковый. Не всем это нравится, потому что для быстрого торможения на большой скорости нужны эффективные тормоза, и ободные в этом плане уступают дисковым.

Сборка ячеек АКБ. Трудоемкая задача. Как известно, литий-ионные аккумуляторы нельзя соединять паяльником, поэтому приходится использовать точную сварку, совместно подключая BMS-контроллер, который балансирует ячейки аккумуляторов

Важно использовать качественные элементы питания, изготовленные известными производителями: Samsung, Panasonic, Sony. Тогда ваш аккумулятор с большей вероятностью будет дольше держать емкость.
Рекуперацию реализовать достаточно просто, она предусматривается на двигателях прямого хода

При этом контроллер должен поддерживать эту функцию. Надо иметь в виду, что эффективность рекуперации очень низкая, у вас не получится покататься и зарядить аккумулятор. Так что польза от нее весьма условная.

Схема электровелосипеда

На рисунке представлена наглядная схема электровелосипеда. Поскольку велосипед уже оснащён переключением передач, достаточно внедрить обычный переключатель, чтобы управлять двигателем. Допускается установка однополюсного трёхпозиционного десятиамперного переключателя от ненужной радиостанции. Рабочие позиции обозначены двумя включателями и одним выключателем. Представленная схема показывает работу одного аккумулятора под 12-вольтовым напряжением при выставленном режиме первого включателя. Второй выключатель предполагает работу двух аккумуляторов с 24-вольтным напряжением, позволяя использовать мотор на всю мощность, а при необходимости снизить обороты.

Это наглядный пример схемы из трёх аккумуляторов. Каждой электрической схеме присуще иметь плюсы и минусы.

Заключение

В мире современных технологий происходят постоянные совершенствования в направлении улучшений условий использования различной техники, одной из которых и является транспортное средство в виде велосипеда. При желании и соответствующих финансовых возможностях, можно приобрести велосипед сразу с электродвигателем.

Можно отдельно прикупить соответствующий типу велосипеда двигатель, и самостоятельно, или при помощи специалистов, произвести его установку. Также предоставляется возможность собственноручной сборки двигателя из отдельных элементов.

Все вышеописанные мероприятия способствуют улучшению и облегчению эксплуатации удобного и экологичного средства передвижения велосипеда.