Как сделать электродвигатель для велосипеда своими руками

Все детство я провел за рулем двухколесного транспорта: велосипеды, мопеды, мотоциклы… Но с последними в итоге связана очень неприятная история, отчего я 15 лет не садился за руль мотоциклов. Но у нас настолько красивая местность, что хочется иметь возможность в любой момент выехать из дома с квадрокоптером в рюкзаке и поснимать красивый закат, или цветущее поле маков…

Купил я полтора года назад эндуро мотоцикл для этих целей. Думал, что пойду, сдам вождение и открою категорию А, т к B и C у меня имеются, а на момент сдачи на права в ГАИ не было мотоцикла, поэтому я остался без категории. Но оказывается теперь нужно учиться в мотошколе заново. Черт с ним, отучился. Повез мотоцикл ставить на учет, а ни одна страховая компания не делает страховку на мот, даже те, что при МРЕО. Тогда даже на машину было почти невозможно сделать ОСАГО — очереди по месяцу… В общем смысла ставить на учет нет. Психанул, продал к чертям этот мотоцикл и решил собрать себе электровелосипед.

Вышло не все так гладко и быстро, как я планировал. Сначала комплект мотора, звезд, контроллера, фривиллы и прочие комплектующие из Китая и Тайваня ждал 2 месяца. 160 батарей Samsung INR18650 35E заказал напрямую с завода и тоже ждал примерно такой-же срок. Затем оказалось, что купленный мной DH велосипед Mobgoose Pinn’r с подвижной кареткой не подходит для установки кареточного двигателя, т к у него задняя подвеска с подвижным кареточным узлом. Пришлось его продавать и покупать другой. В этот раз с помощью друга в Москве удалось урвать Giant Trance X2 2011 в идеальном состоянии с пробегом всего 240 км на топовых комплектующих!

Но и тут оказалась засада… Каретку и систему с фривиллом я заказал под резьбовую каретку 83мм, а на новом велосипеде вообще Press Fit BB41-71. Сколько не искал информации, в том числе по иностранным форумам, на такой байк не существует адаптеров под резьбу. Пришлось советоваться с инженерами на машиностроительном заводе и там же вытачивать проставки из латуни на ЧПУ станке. Но появилась другая проблема — ось теперь стала слишком узкой для моей каретки 93мм… Пришлось пилить ось пополам, вытачивать соединительную удлинительную деталь, прессовать ее и варить аргоном, т к точить новую ось не берутся даже на заводе, а готовой такой длины не существует в природе…

После этого я собрал батареи в пак по форме рамы с помощью пластиковых квадратиков- конструктора. Купил никелевую пластину для сварки, взял у друга контактную сварку, но вовремя понял, что никель по просту не выдержит 40А… Решил сделать по принципу теслы, дополнительно обезопасить себя. Батарея у меня состоит из 16 последовательно соединенных ячеек для нужного мне напряжения 67,2 вольта. А каждая ячейка состоит из 10 параллельно соединенных батарей 18650 для увеличения емкости, то есть 3500 Mah умноженное на 10, получаем 35 Ач. Расчитал толщину сечения медных шин под мою нагрузку- вышло 6 мм2 и толщину усов- 0,5мм2. С каждой батареечке в пике у меня будет сниматься 4А, что позволит батареям не греться и прожить очень долго. А если случится внутреннее замыкание батареи, то перегорит ус, который выдерживает не более 12-15А. И батарея останется целой.

Думаю что многие, кто касался темы электровелосипедов, сразу думают о неком подобии мотоцикла с мощным мотор-колесом с прямым приводом. Но я живу в горной местности, а значит мне нужен велосипед с правильной центральной развесовкой, без "гири" в колесе для нормальной работы подвески и с возможностью переключать передачи для затяжных и крутых подъемов. Так как звезда на моторе и звезда на каретке стоят на обгонных муфтах, я могу ездить на нем как на обычном велосипеде, при этом мотор не крутится, не нужно прилагать дополнительных усилий, сохраняется накат, но отсутствует рекуперация — при торможении батарея не заряжается, но мне это и не нужно. Емкости моей батареи при неспешной езде может хватить на 150 км. А полностью заряжается она за 6 часов.

К сожалению, китайская плата защиты и балансировки батареи BMS пришла бракованной. Заказал новую смарт-бмс с двумя термодатчиками, с бортовым компьютером (с экраном), на котором будет показываться напряжение каждой ячейки, скорость, текущий расход, остаток емкости батареи. И при этом плата будет балансировать ячейки при заряде и отключать подачу электричества при просаживании батареи ниже определенного порога, чтобы ячейки не теряли емкость. Также на плате есть блютус контроллер для управления и контроля с помощью смартфона.

В планах на ближайшее будущее вместо многозвездочной кассеты сзади установить планетарную втулку shimano alfine на 8 передач и BMX цепь, т к с такой мощностью кассета и обычная MTB цепь долго жить не будет. Велосипед на пониженных передачах постоянно пытается опрокинуть, встает на дыбы, даже если вес райдера находится спереди. Акселератором приходится работать очень плавно.

Вот небольшой видеоотчет о сегодняшних первых тестах. Проехал 32 км, не полностью заряженная батарея с 65 вольт потеряла заряд до 61 вольта. Безопасное для батареи напряжение 54-55 вольт. Легко можно держаться в городском потоке со скоростью 60 кмч.

P.S. не ругайте за маневры, все было безопасно и без помех автомобилям. А вот некоторые водители типа черной приоры на видео не считают велосипед за транспортное средство… Буду привыкать ездить спокойно и не мешаться транспорту.

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.

Велосипедные прогулки на большие расстояния могут в некоторой степени утомлять велосипедиста. Для облегчения его работы был изобретен велосипедный электродвигатель. Первые модели такого оборудования начали выпускаться в 1998 году.

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.

Велосипедный электродвигатель и его конструкция

Доработка до совершенного вида моделей электродвигателей происходила на протяжении длительного периода времени не одним специалистом, которые разработали несколько их видов:

1. Подвесной электродвигатель.
2. Электродвигатель встроенной конфигурации:

• с прямым приводом;
• редукторый.

Каждый из описанных видов двигателей имеет свои технологические особенности, преимущества и недостатки в процессе их эксплуатации. Обычно выбор их производится в соответствии с желаниями владельца велосипеда с учетом его конструктивных особенностей.

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.

Как сделать велосипедный мотор из подручных средств

Популярность использования электродвигателей растет с каждым днем. В настоящее время их можно приобрести в готовом виде или по отдельным деталям с целью самостоятельного произведения процесса сборки.

Для того, чтобы своими силами собрать электродвигатель, необходимо заранее подготовить составляющие элементы:

• контроллер;
• батареи;
• зарядное устройство к батареям;
• двигатель.

В усовершенствованном двигателе предусмотрен индикатор, который выполняет функции:

• предоставляет информацию о степени заряда батареи;
• извещает о величине скорости велосипеда;
• информирует об уровне силы нажатия на педаль транспортного средства.

На рассматриваемый индикатор подает сигналы элемент контролера.

Также электродвигатель обладает удобным свойством, связанным с возможностью зарядки батареи при следующих условиях:

• в случае полной остановки велосипеда;
• при движении его с постоянной скоростью;
• при совершении плавного торможения.

Для электродвигателей применяются различные батареи:

При самостоятельном изготовлении электромотора аккумулятор может брать прикреплен несколькими способами:

• в специально отведенном контейнере;
• непосредственно на раме;
• в отсеках рамы.

Мотокомплекты и специальные двигатели

Приобретаемые мотокомплекты уже содержат все необходимые крепления, для большинства моделей велосипедов являющиеся универсальными.

Многие известные производители начали выпускать велосипедные моторы мощностью до четырех лошадиных сил. Установка такого оборудования позволит эксплуатировать велосипед без необходимости кручения педалей, позволяя ехать только за счет электродвигателя.

Фрикционная передача

Принцип фрикционной передачи заключается в передаче крутящего момента между двумя вращающимися круглыми дисками, один из которых является ведомым, а второй- ведущий.

Движение осуществляется за счет силы трения на рабочей поверхности.

Недостатком такого устройства является большая вероятность проскальзывания по причине недостаточного трения между соединяемыми элементами.

Классическая цепная или ременная передачи

Смысл ременной или цепной передачи заключается в возможности передачи движения между двумя валами, расположенными друг от друга на достаточном удалении.

На каждый из валов одеваются шкивы, на которые и происходит крепление ремней или цепи. Нормальное обеспечение движения осуществляется только при натянутых элементах соединения шкивов.

Самое простое решение – мотор-колесо

Систему «колесо-мотор» можно изготовить самостоятельно. Установка производится с использованием колеса диаметра от двадцати до двадцати восьми дюймов.

Принцип работы данного устройства заключается в создании крутящего момента в элементе ротора за счет образования магнитного поля крутящегося типа на статоре, являющемся неподвижным и взаимодействии с магнитами ротора.

Электродвигатель — отзывы велосипедистов

Кирилов Евгений, город Пермь

Мамот Ольга, город Москва

Никифоров Александр Петрович, город Омск

Решил изменить свою жизнь и установить электродвигатель на велосипед. Очень доволен. Я теперь не только не устаю от дороги, я еще стал очень мобильным по причине развития моим конем большой скорости.

Безбородов Антон Сергеевич, Московская область

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.

Руководитель арт-отдела «Игры Mail.Ru» Олег Макаренко — о том, из чего состоит электровелосипед, как выбрать мотор, привод и аккумулятор и сколько все это будет стоить.

В Mail.Ru Group развивается идея DIY: в мае 2016 года еще один участник этого движения, разработчик «Почты Mail.Ru» Вадим Балашов, рассказал, как сделал из своей квартиры «умный дом».

Изучив рынок электровелосипедов, я пришел к выводу, что у большинства дешевых серийных электробайков от китайских производителей очень плохое качество: ломается буквально все, а заявленные характеристики не соответствуют реальным. Поэтому я решил собрать электровелик своими руками. Пришлось немного заморочиться, но результат стоит того.

В детстве, как и многие мальчишки, я мечтал о мотоцикле. Когда в 12 лет мне достался маленький двигатель внутреннего сгорания с бензобаком для установки на обычный велосипед, я решил сделать веломопед и с огромным энтузиазмом принялся за работу. Взял переднюю вилку от «Аиста», переднее колесо от «Салюта» и заднее от «Камы». В общем, сборная солянка из того, что было у меня в сарае на даче.

В итоге получился очень забавный веломопед. Он был немного уродливый, с большим количеством недостатков, с неработающим сцеплением и без тормозов. Заводил я его «с толкача». Также у него не было тумблера выключения зажигания, поэтому я привязал к бронепроводу веревку: когда надо было затормозить, я дергал за нее, провод соскакивал со свечи зажигания, и я останавливался.

В идеале мой веломопед должен был выглядеть как на заглавной картинке, но все было намного хуже. К сожалению, фотографии не сохранилось. Несмотря на все недостатки этого агрегата, я с большим удовольствием отъездил на нем целый сезон, после чего он скоропостижно скончался.

Прошли годы, и как-то в интернете мне встретился видеоролик об электровелосипедах. Тема меня очень заинтересовала, и я решил собрать подобный агрегат — но сначала полюбопытствовал, что сейчас представлено на рынке. Оказалось, что в продаже есть огромное количество модификаций электровелосипедов. Стоимость серийных изделий варьируется от 50 тысяч до 5 млн рублей.

Из чего состоит электровелосипед

Электромотор — его сердце. Контроллер — его мозг. Аккумулятор — еда. Ручка газа регулирует подачу напряжения на двигатель. Датчик тормоза ставится опционально, если есть рекуператор энергии. На дисплей можно вывести рабочее напряжение, заряд батареи, текущую скорость и так далее. Но электровелосипед можно собрать и без него, потому что основной параметр заряда батареи дублируется на аккумуляторе.

Еще одна опция — pass assist, помощник при педалировании. В зависимости от частоты вращения педалей он дозированно подает энергию на электродвигатель. В основном эти помощники работают очень плохо, и большинство людей с опытом езды на электровелосипедах не ставят их вовсе.

Далее мне надо было определиться, какой электровелосипед мне нужен, по каким критериям я буду подбирать основные компоненты.

Требования к электровелосипеду

Во-первых, мне нужен был запас хода около 50 километров — это дорога от дома до работы и обратно. Для меня было важно, чтобы велосипед был легким, чтобы я мог спокойно запихнуть его в машину, перевезти в общественном транспорте и занести в квартиру. Не менее важен был и внешний вид, чтобы из велосипеда не торчали провода, чтобы он выглядел аккуратно.

Многие электровелосипеды делают излишне быстрыми. Я для себя определил, что он должен ездить чуть быстрее, чем если бы на нем крутил педали обычный велосипедист. Наконец, общая стоимость велосипеда обязательно должна была быть низкой.

Выбор мотора

Моторы для электровелосипедов можно условно разделить на три категории:

• малой мощности, способные разогнать велосипед до 40 км/ч;
• средней мощности — до 60 км/ч;
• высокой мощности, когда велосипед летит со скоростью до 100 км/ч и выше.

Какие типы моторов применяются на велосипедах?

Кареточный ставится на каретку педалей. Этот тип моторов довольно сложный, у них имеется обгонная муфта, но при этом есть большой недостаток — мотор дает дополнительную нагрузку на весь цепной привод, из-за чего очень быстро изнашиваются звездочки и цепь. Второй недостаток — высокая стоимость: за китайскую версию просят от 30 тысяч рублей.

Мотор прямого хода довольно громоздкий и тяжелый. Такие моторы относятся к категориям средней и высокой мощности. Единственное преимущество — долговечность из-за отсутствия шестеренок. Цена — от 15 тысяч рублей в зависимости от мощности. Из недостатков: на малых оборотах мотор имеет слабый крутящий момент.

Редукторный мотор. Внутри него установлен планетарный редуктор с шестернями, он очень легкий и компактный. Цена ниже, чем на остальные. Такие моторы относятся к категории малой мощности

Я решил, что мне вполне хватит скорости до 40 км/ч, поэтому выбрал редукторный мотор.

Выбор привода

Редукторные моторы часто устанавливаются на передний привод. Это самый простой способ установки, трудозатраты минимальны. Но, поскольку нагрузка на переднюю ось велосипеда невелика, очень часто возникает пробуксовка переднего колеса, ухудшается маневренность, при этом колесо может пойти юзом, что приведет к потере равновесия.

Задний привод — классический вариант. Основная нагрузка в велосипеде приходится на заднюю ось, и все недостатки переднего привода сразу исключаются.

Можно сделать и полный привод, когда ставится два мотора. Так делают для езды по бездорожью, снегу, песку, грязи. Но процесс создания полноприводного электровелосипеда очень трудоемкий. Сложнее всего синхронизировать работу моторов, а стоимость всего проекта получается немалой. После взвешивания всех «за» и «против» я выбрал задний привод.