Принцип работы электровелосипеда. Устройство и принцип работы электровелосипеда: подробный обзор

Как устроен электровелосипед. Из каких основных компонентов он состоит. Как работает электропривод велосипеда. Какие бывают виды электровелосипедов. Каковы их основные технические характеристики. Можно ли ездить на электровелосипеде в дождь или зимой.

Основные компоненты электровелосипеда

Электровелосипед представляет собой обычный велосипед, дополненный электрическим приводом. Помимо стандартных компонентов велосипеда (рама, колеса, руль, сиденье и т.д.), в его конструкцию входят следующие основные элементы:

• Электродвигатель
• Аккумуляторная батарея
• Контроллер
• Ручка газа (акселератор)
• Бортовой компьютер
• Датчики педалирования и скорости

Рассмотрим подробнее назначение каждого из этих компонентов.

Электродвигатель

Электродвигатель является «сердцем» электровелосипеда. Именно он обеспечивает движение без усилий со стороны велосипедиста. Чаще всего используются бесщеточные электродвигатели постоянного тока мощностью от 250 до 1000 Вт.

Аккумуляторная батарея

Аккумулятор служит источником энергии для электродвигателя. Обычно используются литий-ионные батареи емкостью от 8 до 20 А·ч и напряжением 24, 36 или 48 В. От емкости и напряжения батареи напрямую зависит запас хода электровелосипеда.

Контроллер

Контроллер управляет работой электродвигателя, регулируя подачу энергии от аккумулятора. Он обрабатывает сигналы от ручки газа, датчиков и бортового компьютера, обеспечивая плавное управление скоростью.

Ручка газа

Ручка газа (акселератор) позволяет регулировать скорость движения без помощи педалей. При ее повороте контроллер увеличивает мощность, подаваемую на электродвигатель.

Бортовой компьютер

Бортовой компьютер отображает основные параметры движения — скорость, пройденный путь, уровень заряда батареи. На некоторых моделях можно выбирать режимы работы электропривода.

Принцип работы электровелосипеда

Принцип работы электровелосипеда заключается в том, что движение полностью или частично обеспечивается за счет электропривода. Это позволяет преодолевать большие расстояния без усилий со стороны велосипедиста.

Работа электропривода начинается с того, что велосипедист поворачивает ручку газа или начинает крутить педали. Датчики фиксируют это действие и передают сигнал контроллеру. Контроллер, в свою очередь, подает энергию от аккумулятора на электродвигатель.

Электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическую и передает крутящий момент на колесо велосипеда. В зависимости от конструкции, это может быть переднее, заднее или оба колеса одновременно.

Виды электроприводов велосипедов

Существует несколько основных вариантов размещения электродвигателя на велосипеде:

• Мотор-колесо
• Привод в каретке (mid-drive)
• Фрикционный привод

Мотор-колесо

Мотор-колесо — наиболее распространенный вариант. При таком исполнении электродвигатель встраивается непосредственно в ступицу колеса, чаще всего заднего. Это простое и компактное решение, не требующее изменения конструкции велосипеда.

Привод в каретке

При размещении двигателя в каретке (mid-drive) он устанавливается в районе педалей и работает через штатную трансмиссию велосипеда. Это обеспечивает лучшую управляемость и проходимость, но усложняет конструкцию.

Фрикционный привод

Фрикционный привод предполагает передачу вращения на колесо за счет прижатия ролика электродвигателя к покрышке. Это простое решение, но оно менее эффективно и надежно по сравнению с другими вариантами.

Основные технические характеристики электровелосипедов

При выборе электровелосипеда следует обратить внимание на следующие ключевые параметры:

• Мощность электродвигателя
• Емкость и напряжение аккумулятора
• Максимальная скорость
• Запас хода
• Вес велосипеда

Мощность электродвигателя

Мощность двигателя определяет динамику разгона и способность преодолевать подъемы. Для городского использования достаточно 250-350 Вт, для бездорожья может потребоваться 500-750 Вт и более.

Емкость и напряжение аккумулятора

Емкость аккумулятора измеряется в ампер-часах (А·ч) и напрямую влияет на запас хода. Типичные значения — от 8 до 20 А·ч. Напряжение (обычно 24, 36 или 48 В) определяет мощность системы.

Максимальная скорость

Максимальная скорость большинства электровелосипедов ограничена 25-32 км/ч в целях безопасности и соответствия законодательству. Некоторые модели могут развивать скорость до 45-60 км/ч.

Запас хода

Запас хода зависит от емкости аккумулятора, мощности двигателя, веса велосипедиста и рельефа местности. В среднем он составляет 40-80 км на одном заряде при умеренном использовании электропривода.

Вес велосипеда

Вес электровелосипеда обычно на 6-10 кг больше, чем у обычного. Городские модели весят 20-25 кг, горные — до 30 кг. Более дорогие модели могут быть легче за счет использования карбоновых рам и высокотехнологичных компонентов.

Особенности эксплуатации электровелосипедов

Электровелосипеды имеют некоторые особенности использования по сравнению с обычными велосипедами. Рассмотрим основные вопросы, которые часто возникают у владельцев.

Можно ли ездить на электровелосипеде в дождь?

Большинство современных электровелосипедов имеют защиту от брызг и легкого дождя. Электрические компоненты обычно помещены в герметичные корпуса. Однако длительная езда под сильным дождем не рекомендуется, так как вода может проникнуть в незащищенные места соединений проводов.

Возможна ли эксплуатация электровелосипеда зимой?

Использование электровелосипеда зимой возможно, но требует соблюдения некоторых правил:

• При низких температурах емкость аккумулятора снижается, что уменьшает запас хода
• Необходимо использовать зимние смазки для цепи и других механических узлов
• Следует избегать езды по глубокому снегу и льду
• После поездки нужно очищать велосипед от снега и соли

Как увеличить пробег электровелосипеда?

Для увеличения пробега электровелосипеда можно использовать следующие приемы:

• Поддерживать правильное давление в шинах
• Использовать более низкий уровень помощи электропривода
• Избегать резких ускорений и торможений
• По возможности помогать двигателю педалированием
• Выбирать оптимальный маршрут с минимальным количеством подъемов

Заключение

Электровелосипеды представляют собой современное и экологичное средство передвижения, сочетающее преимущества обычного велосипеда с комфортом электрического транспорта. Понимание принципов их работы и основных характеристик позволяет сделать правильный выбор и эффективно использовать все возможности этого вида транспорта.

Принцип работы электровелосипеда: что необходимо знать!

Планируя покупку индивидуального средства передвижения для поездок за город или на работу, многие потенциальные владельцы этой техники задаются вопросом, как устроен электровелосипед. Чаще всего в магазинах и шоу-румах электротранспорта они видят самые обычные байки, разве что немного навороченнее, имеющие дополнительные кнопки и мини-дисплей на руле. Догадаться, чем подобные приспособления по сути отличаются от того двухколесного транспорта, на котором ездили, например, 30 или 40 лет тому

назад, проблематично. Раскрыть этот секрет поможет изучение устройства электрического велосипеда.

Конструкция изделия подразумевает наличие:

• рамы, на которую монтируется руль, педали и сиденья;
• контроллера, который ответственен за управление работой устройства;
• бортового компьютера;
• пары колес, с помощью которых электровелосипед движется по дороге;
• электродвигателя с соответствующим ему приводом;
• АКБ, питающей мотор;
• вспомогательных приспособлений: фар, предохранителей, багажника, переключателя передач, проводов.

Чтобы понять, из чего состоит электровелосипед, достаточно представить себе любой обычный электротранспорт: устройство, запитываемое от портативного аккумулятора и имеющее электродвигатель достаточной мощности.

Принцип работы электровелосипеда↑

Если райдер, передвигающийся на обычном велосипеде, вращает педали, создавая, тем самым, крутящий момент, который передается по цепи на колесо, то в электробайке функцию механизма, инициирующего движение техники, выполняет электродвигатель. Будучи установленным в колесе или педальном узле он получает энергию для работы от аккумуляторов. Приводится в действие система при помощи контроллера. Управляется байк за счет руля, тормозных дисков и переключателя скоростей.

Принцип работы ручки газа электровелосипеда следующий: велосипедист рукой нажимает на ручку, что приводит к изменению числа импульсов напряжения в одну единицу времени (секунду), подающихся на обмотки мотор-колеса. Этот эффект позволяет управлять скоростью вращения данного типа двигателя, а значит, и скоростью передвижения байка.

Устройство аккумулятора электровелосипеда может быть разным в зависимости от его основного активного элемента. Выделяют такие типы батарей:

• свинцовые;
• литий-магниевые;
• литий-ионные;
• литий-полимерные;
• никель-металл-гибридные;
• литий-железо-фосфатные.

Свинцовые считаются самыми примитивными и быстро выходящими из строя, в то время как LiFePO4, напротив, считается самым долгоиграющим вариантом. При покупке байка стоит, в первую очередь, проверить тип батареи и правильно выполнить ее первую зарядку соответствующим зарядным устройством. Это важно, так как от данной процедуры может зависеть качество последующей эксплуатации изделия.

Как работает контроллер электровелосипеда↑

Под термином «контроллер» понимается электронное приспособление, выполняющее посредническую роль между рулевым управлением и двигателем. По сути он осуществляет преобразование постоянных батарейных токов в трехфазные, актуальные для мотор-колеса. Обычно этот механизм помещается в герметичный металлический корпус, который защищает его от нежелательных внешних воздействий.

Именно с помощью контроллера становится возможной передача электротоков к элементам системы и, собственно, активация мотор-колеса с последующим контролем работы данного элемента.

• Сначала контроллер принимает сигнал, поступающий с ручки акселератора.
• Затем он активирует двигатель, раскручивая его.
• При изменении сигнала устройство регулирует скорость вращения электромотора, главным образом посредством изменения длины импульсов.
• Параллельно контроллер фиксирует уровень напряжения в батареях и может отключать двигатель от питания для его защиты и продления срока службы.
• Дополнительно изделие способно преобразовывать переменный ток в постоянный для обеспечения торможения.

Режимов работы у изделия может быть два: работа от двигателя «power-on-demand» и «pedal-assist» или поддержка педалирования. Во втором режиме устройство все время контролирует силу и скорость вращения педалей, чтобы соответствующим образом регулировать работу электромотора. Обычно штатные контроллеры, которыми комплектуются электробайки, демонстрирую напряжение либо 36 Вольт, либо 48 Вольт.

Виды электроприводов↑

Чтобы обеспечить передачу крутящего момента от электромотора непосредственно на колеса, в байках современного образца могут использоваться различные механизмы:

• мотор-колесо предполагает монтаж двигателя прямо внутрь колеса на место ступицы, что крайне удобно, так как не требует сложных систем передачи вращения;
• ременной или цепной привод, при котором двигатель ставят в педальный узел, а трансляция движения осуществляется при помощи классической схемы из педалей и цепи;
• фрикционный принцип передачи вращения (резиновый ролик, подсоединенный к двигателю и расположенный над колесом, раскручивает последнее за счет трения об покрышку).

Чаще всего потребителей интересует, как работает мотор-колесо электровелосипеда, так как эта разновидность электропривода считается наиболее надежной и практичной. Ее предпочитает выбирать подавляющее большинство велосипедистов. Данная деталь может быть безредукторной или иметь планетарный встроенный редуктор. Функционирует она следующим образом: внутри статора благодаря токам, подающимся с аккумулятора, формируется вращающееся магнитное поле. Оно вступает во взаимодействие с магнитами ротора, инициируя процесс его активации. А поскольку в этой модели двигатель, колесо и трансмиссия объединены в один элемент, колесо с легкостью приходит в движение.

В комплект трансмиссии, помимо собственно привода, входят также тормоза, переключатели, цепь, система тросиков, кассета или трещотка электровелосипеда.

Перейти в раздел мотор-колес и веломоторов

Про подключение контроллеров электровелосипеда можно посмотреть видео тут:

Принцип работы электровелосипеда. Характеристики электровелосипеда

Подъем популярности электровелосипеда – экологически чистого транспорта с ходовыми качествами скутера – растет с каждым годом. Все больше людей предпочитают доступный и практичный электробайк автомобилю. На электровелосипед не нужны права, он не производит вредных выхлопов, значительно экономит время, а благодаря дозированной нагрузке, кататься могут люди любого возраста и физической подготовки.

Сегодня на пике «электрической волны» многие бренды выпускают велогибриды. Некоторые кардинально отличаются в цене и имеют дорогое оборудование. Однако общий принцип работы ebike одинаков. Каков он? Попробуем разобраться.

Устройство электровелосипеда и принцип его работы

Электропривод полностью или частично обеспечивает движение велогибрида, увеличивая скорость и позволяя с легкостью преодолевать препятствия и крутые подъемы. Принцип работы электровелосипеда – езда на значительные расстояния только на электротяге без усилий со стороны пассажира. Передвигаться можно и за счет педалирования, как на классическом велосипеде.

Велогибрид – байк, укомплектованный:

• электромотором,
• контроллером,
• аккумулятором,
• ручкой акселератора,
• велокомпьютером,
• дополнительным оборудованием.

Как работает электровелосипед? Колеса приводятся в движение с помощью электромотора. Распространенным вариантом считается мотор-колесо – бесколлекторная электромашина постоянного тока.

Контроллер запускает мотор-колесо и регулирует его работу. Это посредник между мотором и рулевым управлением, обеспечивающий подачу электротоков от аккумулятора двигателю и электрокомплектующим. Контроллеры имеют напряжение 36В или 48В, прочную и надежную конструкцию. Корпуса изготавливаются из алюминиевого сплава, а места выхода проводов герметично обработаны.

Аккумуляторные батареи питают мотор, являясь одной из наиболее важных частей электровелосипеда. В основном, на e-bike устанавливают лучшие по характеристикам литиевые аккумуляторы. Велогибриды комплектуют также SLA, NiMH и LiPo батареями. Напряжение АКБ соответствует параметрам контроллера и мотор-колеса. Аккумуляторы чаще всего устанавливают на багажник или на раму. Вариант с установкой на багажник подойдет не всем, так как за счет своего значительного веса, батарея смещает центр тяжести, что будет особенно заметно при поворотах на большой скорости. Некоторые рамы имеют специально спроектированные полости для АКБ.

Качественные электровелосипеды комплектуются современными велокомпьютерами, без которых не обойтись профессиональному велотуристу или спортсмену. На дисплее электронного устройства с автономным питанием отображаются параметры движения велосипеда и состояния организма байкера.

Характеристики электровелосипеда

На среднем велогибриде можно проехать 30-50 км только на электротяге. Это идеальное средство передвижения для людей в возрасте и с ослабленным здоровьем. Если же Вы привыкли крутить педали – не отказывайте себе в удовольствии: электробайк не лишен этого преимущества.

Максимальная скорость, развиваемая электровелосипедом – 25-55 км/ч. Скорость и пройденное на одном заряде аккумулятора расстояние напрямую зависят от напряжения и емкости батареи, условий окружающей среды, давления в шинах, типа дорожного покрытия и веса пассажира.

В зависимости от модели, электробайки различаются диаметром колес:

• Компактные (колеса 16″) – самые маленькие и легкие модели, отлично транспортируются и занимают мало места при хранении. Не подходят для бездорожья.
• Двадцатки (колеса 20″) – среднеразмерные модели, в основном, складные. Помещаются в багажник автомобиля и прилично катают по городу. Но от длительных заездов по «пересеченке» лучше отказаться.
• Полноразмерные (колеса 24-26″) – классическая категория, имеющая богатый модельный ряд (складные и традиционные велосипеды). Подходят и для города, и для бездорожья.
• Увеличенные (колеса от 27″) – подойдут для высокоскоростных заездов на большие расстояния.

Вес электровелосипеда больше обычного и составляет в среднем от 20 до 40 кг.

Велогибриды могут быть складными и нескладными. Складные электровелосипеды более компактны, что позволяет перевозить их в багажнике автомобиля или общественном транспрте, а дома занимать меньше места при хранении. 

Ассистирование педалированию PAS (Pedal Assist System)

Как работает PAS электровелосипеда? Совместный режим помогает байкеру при педалировании, создавая эффект езды под горку. Система, установленная исключительно в велогибридах, существенно облегчает управление велобайком. Такой режим особенно удобен для пожилых людей, или если Вы приобретаете горный электровелосипед для частой езды по внедорожью.

Pedal Assist System является датчиком, реагирующим на педалирование, и диском с постоянными магнитами. Датчик PAS реагирует на скорость вращения педалей и передает информацию контроллеру, что приводит в движение мотор-колесо. Если вы на протяжении небольшого промежутка времени не крутите педали, то мотор-колесо прекращает работу, поэтому велогибрид целесообразно укомплектовывать не только PAS, но и ручкой газа.

Система PAS существенно снижает нагрузку на двигатель. Заряд аккумулятора при этом расходуется меньше, а срок его службы увеличивается. При этом на продвинутых моделях электровелосипедов возможно отрегулировать количество оборотов педалями до «подхватывания» движения двигателем.

Если Вы хотите купить электровелосипед, подумайте, какую часть времени будете готовы вращать педали и какое расстояние преодолевать, какой скорости Вам будет достаточно, по какому типу местности Вы будете ездить и как часто использовать велогибрид. Это поможет определиться с выбором модели электровелосипеда.

Электровелосипеды. Виды и параметры. Устройство и работа

Электровелосипеды являются маломощным видом легкого транспорта на электрической тяге. Чаще всего электрические велосипеды оснащают электродвигателями мощностью до 1 кВт. Также существуют велосипеды с меньшей мощностью, двигатель которых помогает велосипедисту при езде, однако не является основной движущей силой.

Электровелосипеды у нас в стране появились недавно, однако уже завоевывают популярность. В Европе их применяют для езды на работу, для прогулок. В некоторых штатах Америки даже имеются полицейские отделения, патрулирующие улицы городов на электровелосипедах. Такой транспорт позволяет проезжать в труднодоступных местах, где нельзя проехать на мотоцикле и автомобиле.

Классификация электровелосипедов

Электровелосипеды делятся по признакам, которые характерны только такому виду транспорта.

По компоновке электродвигателя и типу привода:

• С электрическим мотором, установленным на раме, и сцеплением шестерни с ведущей звездочкой. При таком устройстве двигатель устанавливают внизу рамы, возле передней звезды. Это простая конструкция. Центр тяжести велосипеда при этом перемещен вниз и к центру. Это положительно влияет на управляемость велосипеда, достигается лучшая тяга двигателя на подъеме, и высокая скорость по прямой дороге.
• С электродвигателем, установленным прямо во втулку ведущего колеса. При этом двигатель непосредственно вращает колесо. Достоинством такой конструкции является ее простота и компактные размеры мотора.
• С ременной передачей на ведущее колесо. При этом мотор чаще всего фиксируется на раме или заднем багажнике. Тяговое усилие передается с помощью ремня или цепи на втулку колеса.
• Эксклюзивные модели. Такие конструкции выполнены с нестандартным исполнением привода на колесо. Например, привод на покрышку колеса сразу от привода мотора, привод через ремень на переднее колесо, и много других вариантов.

Промышленное производство электровелосипедов придерживается двух первых видов конструкции, в отличие от самодельных, конструкции которых ограничены только воображением самих умельцев.

По способу управления электрической тягой:

• С тягой, подключаемой в автоматическом режиме, когда водитель велосипеда начинает прикладывать усилие на педали, и выключается при неподвижных педалях.

По ведущему колесу:

• Переднеприводные.
• Заднеприводные.
• Полноприводные.

По способу изготовления:

• Заводского исполнения.
• Самодельные, изготовленные из простых велосипедов с применением специального набора.

Устройство и принцип работы

На сегодняшний день наиболее популярной моделью электровелосипеда стала гибридная модель. Некоторые из них нельзя отнести к бюджетным видам, так как они оснащены дорогостоящим оборудованием. Однако принцип действия большинства электровелосипедов практически не отличается.

Электрический привод способен обеспечить передвижение велосипеда полностью или частично. При этом возможно быстрое преодоление крутых подъемов и препятствий. Электрические велосипеды предназначены для езды на большие расстояния с помощью электрической тяги без усилий водителя. Можно также ехать как на обычном велосипеде, с помощью педалей.

Кроме колес, рамы, руля, сиденья и других частей обычного велосипеда, в устройство электровелосипеда входит:

• Электрический двигатель.
• Электронный контроллер.
• Аккумуляторная батарея.
• Рукоятка акселератора.
• Компьютер.
• Вспомогательное оборудование.

Технические параметры

На электровелосипеде можно преодолеть расстояние до 50 км, не применяя педали. Это средство передвижения является идеальным для пожилых людей со слабым здоровьем. Если вам нравится крутить педали – электровелосипеды не лишены этой возможности.

Наибольшая возможная скорость электровелосипеда может достигать 60 км в час. Расстояние и скорость от одного заряда батареи зависит от емкости и напряжения батареи, давления в шинах, условий внешней среды, качества дороги и массы водителя.

Электровелосипеды могут отличаться размером колес:

• Колеса компактного размера 16 дюймов – это самые легкие и маленькие модели. Они занимаю немного место при хранении и легко транспортируются. Но для бездорожья такие колеса не подходят.
• Колеса размером 20 дюймов – это средний размер колес. Чаще всего такими колесами комплектуются складные велосипеды. Они размещаются в багажнике машины без особого труда.
• Колеса от 24 до 26 дюймов являются полноразмерными. Это классический размер колес, имеющий большой модельный ряд велосипедов. Такие колеса подходят как для плохой дороги, так и для городской езды.
• Колеса увеличенного размера более 27 дюймов подходят для езды на большие расстояния с высокой скоростью.

Масса электровелосипеда обычно выше обычного, и находится в пределах 20-40 кг. Складные модели позволяют укладывать их в багажник автомобиля, а также перевозить в общественном транспорте. В домашних условиях они занимают очень мало места.

Функция помощи водителю при воздействии на педали

Этот режим помогает велосипедисту при работе педалями. При этом возникает ощущение движения с горы. Такая система устанавливается не на всех моделях велосипедов. Эта функция помощи удобна для престарелых людей, или для езды по бездорожью.

Основным элементом этой системы является датчик, который реагирует на нажатие педалей, и передает данные на микроконтроллер, который действует на мотор-колесо. Если какое-то время водитель не пользуется педалями, то мотор-колесо не работает, поэтому велосипед также оснащен рукояткой «газа».

Эта функция помощи водителю значительно уменьшает нагрузку на мотор, снижается скорость разряда аккумулятора, повышается его срок службы. Некоторые электровелосипеды имею такую настройку, при которой устанавливается число оборотов педалей до начала срабатывания функции помощи водителю.

Похожие темы:

Как работает электровелосипед — ответы на популярные вопросы!

Содержанрие:

1. Сколько может проехать электровелосипед?
2. Есть ли у электровелосипеда круиз контроль?
3. Какой запас хода у электровелосипеда (Какой расход электроэнергии у электровелосипеда)?
4. Из чего состоит электровелосипед (Как устроен электровелосипед)?
5. Характеристики электровелосипеда?
6. Как работает электровелосипед ?
7. Можно ли эксплуатировать электровелосипед в дождь?
8. Принцип работы электровелосипеда?
9. Какой вес у электровелосипеда?
10. Можно ли ездить на электровелосипеде зимой?
11. Сколько проедет электровелосипед?
12. Какие размеры электровелосипеда?
13. Какую скорость развивает электровелосипед?
14. Как увеличить пробег электровелосипеда?

Сколько может проехать электровелосипед?

Пробег велосипеда складывается из таких факторов как его вес, емкость батареи, характеристики мотора, режим езды, рельеф поверхностей и т.д.

Редукторные двигатели повышают пробег на 35% по сравнению с Direct Drive двигателем. Скорость, с которой вы ездите — важный критерий. Чем быстрее осуществляется движение, тем быстрее расходуется энергия. Показатели пробега понижаются из-за резких разгонов и торможений, поскольку этими действиями вы повышаете расход энергии. Чем меньше весит велосипед и его владелец, тем больше пробег.

Требование к рельефу дорог — он должен быть максимально ровным, а шины велосипеда тугие и подкачанные. Уменьшается пятно контакта с поверхностью, что положительно влияет на пробег. При правильной эксплуатации пробег электровелосипеда в среднем составляет 35-40 км. Но есть модели с лучшими показателями.

Например, мини Электровелосипед Inmotion P2F при правильной эксплуатации способен проехать до 150-180 км.

Есть ли у электровелосипеда круиз контроль?

Функция «круиз-контроль» делает передвижение не только комфортным, но и заботится о безопасности велосипедиста. Контроллер — главная составляющая бесперебойной работы электровелосипеда. Эта деталь отвечает за поведение мотор-колеса, и управляет им. Контроллер выступает посредником между мотором и рулем, он проводит ток к двигателю и другим электрокомплектующим, обеспечивает функцию круиз-контроля. 

Не во всех современных моделей электровелосипедов предусмотрена функция круиз-контроля. Чаще она встречается в электросамокатах. 

Например — Электросамокат Xiaomi Mijia Electric Scooter M365 . Поэтому перед покупкой рекомендуем внимательно ознакомиться с техническими характеристиками выбранной модели. При необходимости можно самостоятельно установить данную функцию. Удобно также использовать два контроллера с круиз-контролем.

Какой запас хода у электровелосипеда?

Какой расход электроэнергии у электровелосипеда?

На расход энергии влияет несколько факторов: ежедневный пробег, стиль вождения, характеристики выбранной модели. Учитывается также степень напряжения и емкость батареи. Если в велосипеде предусмотрено мотор-колесо на 36V 10Ah, чтобы рассчитать необходимую байку энергию при заряде, нужно умножить вольтаж и ампераж и разделить их на 1000: 36 (V) х 10 (Ah) / 1000 = 0,36 (kWh). Получается, что каждая подзарядка отнимает около 0,36 КВТ электроэнергии. Ее цена зависит от тарифов конкретного региона.

Касательно запаса хода — этот параметр варьируется в зависимости от модели. Батареи с емкостью 10-12 ампер/час — это около 18-20 км езды без помощи педалей. Важный фактор — то, насколько велосипедист помогает двигателю своими усилиями, т.е. крутит педали.

Из чего состоит электровелосипед?

Как устроен электровелосипед?

Любой эко-велосипед состоит из трех важных компонентов: электродвигатель, аккумулятор и зарядное устройство, контроллер. Электропривод бывает трех видов:

• мотор-колесо встречается чаще всего, в нем двигатель встроен в колесо вместо ступицы;
• навесной двигатель, встраиваемый в педальный узел и вынуждающий владельца крутить педали в то время, пока работает электромотор;
• фрикционный привод — работа двигателя передает крутящий момент на покрышки.

Помимо описанных компонентов, в электровелосипеде есть также регулятор скорости, установленный на руль. В некоторых моделях предусмотрены вело-компьютеры и дополнительные комплектующие — например, предохранитель.

Характеристики электровелосипеда?

Рассмотрим центральные характеристики, на которые стоит обратить внимание перед покупкой.

Мощность электромотора, измеряемая в ваттах. От нее зависит максимальный разгон, проходимость транспорта. Хороший мотор требует емкого аккумулятора. Малая мощность — это от 200 до 350 ВТ, средняя — 450-500 ВТ, высокая — от 500-550 ВТ.

Второй параметр — то, где расположено мотор-колесо. Лучший вариант — переднее мотор-колесо, обеспечивающее безопасные повороты и простоту эксплуатации. Обратить внимание стоит на то, как осуществляется управление мотором — с помощью педалей или механизмом регулировки мощности. Характеристики контроллера также важны при выборе модели.

Как работает электровелосипед?

Принцип работы заключается в том, что движение частично или полностью возможно благодаря электроприводу. Все начинается с того, что велосипедист приводит в движение зубчатое колесо посредством прокручивания педалей — передняя передача. На заднем колесе имеется зубчатая шестеренка — это задняя передача. Переднюю и заднюю передачу соединяет цель, передающая усилие к заднему колесу.

Педалирование — не единственный способ передвижения на электровелосипеде. Основное преимущество — возможность поездки на значительное расстояние благодаря использованию электротяги.

Можно ли эксплуатировать электровелосипед в дождь?

Электрический велосипед ездит в тех же условиях, что и обычный велосипед. Он отлично справляется с небольшим дождем, лужами. Но путешествовать на нем в ливень не нужно. Электрические комплектующие защищены герметичным корпусом, который не допускает попадание влаги. Область соединения контроллера и проводов не защищена от ливня, поэтому большой поток воды может вывести транспорт из строя. Устанавливая электрокомплект, рекомендуется обзавестись водонепроницаемыми велосипедными сумками, в которых можно перевозить аккумуляторную батарею, контроллер, зарядное устройство.

Принцип работы электровелосипеда?

Электродвигатель — аналогия райдера из обычного велосипеда, который после вращения педалей передает по цепи крутящий момент. Электрический двигатель в эко-велосипеде «кормится» энергией аккумулятора. Система начинает работать с помощью контроллера. Управляется транспорт за счет руля, тормозных дисков и регулятора скорости.

После того, как велосипедист нажмет на ручку газа, изменяется число импульсов напряжения — благодаря этому эффекту можно управлять скоростью.

Какой вес у электровелосипеда?

Легкий транспорт позволяет путешествовать на более дальние расстояния, его удобно носить, у него медленнее расходуется батарея. Чем выше стоимость модели, тем проще сделать его более легким.

Средний нормальный вес городской модели эконом-класса — 22-25 кг. Шоссейники будут весить 13-16 кг, внедорожники — до 28-30 кг. Люксовые модели, самце мощные и скоростные, имеют вес 23-24 кг, то есть столько же, сколько и городские. Их разница заключается в улучшенных характеристиках. Например, мощный городской Wellness City Dual 700 весит 28 кг и выдерживает нагрузку до 120 кг.

Можно ли ездить на электровелосипеде зимой?

В зимнее время не только можно, но и нужно кататься на эко-велосипеде. Возможности велосипеда зимой зависят от характеристик аккумуляторной батареи. Литий-ионный аккумулятор рассчитан на езду при погоде до -20 градусов. Ветреная погода не допускает передвижение с таким аккумулятором при температуре меньше, чем -15. Литиево-фосфатный аккумулятор более вынослив и способен работать при — 30 градусах. Свинцово-кислотная батарея допускает максимальную температуру до -20 градусов. Следует помнить, что сильные порывы ветра увеличивают границу допустимой температуры эксплуатации на 5-7 градусов по Цельсию.

Сколько проедет электровелосипед?

Пробег велосипеда складывается из таких показателей как его вес, емкость батареи, характеристики мотора, стиль вождения, рельеф трассы и т.д. Показатели пробега понижаются из-за резких разгонов и торможений. Эти действия повышают расход энергии. Чем меньше весит велосипед и его владелец, тем больше пробег. При правильной эксплуатации пробег электровелосипеда в среднем составляет 35-40 км. Но есть модели с лучшими показателями. Например, Eltreco Good 350W LITIUM на одной подзарядке едет 30-35 км, а мощный велогибрид Eltreco XT-700 при соблюдении правил экономной езды способен выдерживать путешествия в 45-50 км.

Какие размеры электровелосипеда

Как подобрать электровелосипед по росту

Габариты — важный параметр при покупке электрического велосипеда. В стоимость не вписывается размеры рамы, поэтому можно не предпринимать попыток экономить на меньших размерах. Есть 2 вида маркировки габаритов: дюймы и буквы. Первый вариант выглядит так: 16″, 19″, 20″ 22, второй — XS, S, M, L, XL. Рекомендуем взять на вооружение следующее правило: стоя рядом с электровелосипедом, сантиметры от верхней (горизонтальной) трубой рамы и пахом должны быть не менее чем 12см. При росте в 1.6 метр оптимальным будет размер рамы в 18 дюймов. Рост 170-180 см — 19-20 дюймов.

Какую скорость развивает электровелосипед

Граница скорости зависит от того, насколько мощное мотор-колесо и от характеристик контроллера. Не факт, что хороший двигатель обеспечит высокую скорость. Внедорожный электровелосипед может иметь мотор, мощность которого составляет 1000 ВТ и при этом разгоняться максимум на 30 км/ч, потому что энергию забирает крутящий момент.

При мощности электродвигателя в 350Вт, предельная скорость будет составлять 30 км/ч, при мощности в 500 ВТ — 35-40 км/ч, при мощности 2000 ВТ — 55-60 км/ч.

Электровелосипед LEISGER MI5 обладает мощностью двигателя в 500Вт и способен разогнаться до 40 км/ч.

Как увеличить пробег электровелосипеда

Чтобы увеличить пробег, нужно реже использовать резкое торможение и разгон, следить за давлением в шинах, не размещать на велосипеде лишнее оборудование, увеличивающее вес нагрузки. Важно своевременно обслуживать свой байк, и выбрать правильный стиль вождения. То есть желательно крутить педали на сложных участках дороги, выбирать максимально ровную трассу. Скорость езды влияет на пробег — чем она выше, тем больше энергии тратится на преодоление неровностей. Пробег увеличивается, если минимизировать пятно контакта с дорожным полотном — рекомендуется регулярно подкачивать шины.

Устройство электровелосипеда и принцип его работы

Двухколесный электротранспорт набирает все большую популярность, как в России, так и в мире, и если вы задумались о приобретении электровелосипеда, то наверняка задались вопросом — что он собой представляет, как устроен и функционирует.

В данной статье рассмотрим компоненты, из которых состоит электровелосипед, разберем для чего каждый из них нужен и как они между собой взаимодействуют.

Из чего состоит электровелосипед

Электровелосипед (электрический велосипед, электробайк, e-bike) — это велосипед с электроприводом, который может ехать как исключительно на электротяге, так и помогать велосипедисту двигателем при вращении педалей.
Состав электровелосипеда условно можно разделить на два вида комплектующих:

• Компоненты велосипеда. К ним относятся те комплектующие, из которых состоит обычный велосипед — рама, вилка, колеса, руль, педали, трансмиссия и тормозная система.

• Электрические компоненты. Сюда входят комплектующие, отвечающие за электрический привод — двигатель, аккумулятор, контроллер, панель управления, ручка газа (акселератора), PAS или торк-сенсор и датчики тормоза.

Принцип работы электровелосипеда

Как известно, в случае обычного велосипеда крутящий момент передается на заднее колесо от вращения педалей через систему трансмиссии. Она включает цепь, звезды и переключатель, позволяющий выбирать звезду нужного размера и, соответственно, менять передаточное отношение.

В случае электровелосипеда к существующей схеме добавляется электродвигатель, расположенный в кареточном узле или в центре колеса (вместо втулки). Энергия на него поступает от аккумулятора через контроллер, который формирует управляющие сигналы исходя из положения ручки газа, установленной на руле, или сигналов от датчиков ассистентного режима (PAS-сенсор или торк-сенсор).

На руле современных электробайков установлена панель управления, которая отображает параметры поездки (скорость, время, расстояние) и параметры системы (напряжение батареи, температура двигателя). Кроме того, она имеет кнопки для выбора степени помощи при педалировании (ассистентный режим), которая определяет, насколько сильно вам будет помогать мотор при вращении педалей.

Разновидности электропривода

В зависимости от способа передачи крутящего момента на колесо, различают следующие виды электропривода велосипеда:

• Центральный (кареточный) мотор — располагается в кареточном узле. Крутящий момент передается на заднее колесо через трансмиссию велосипеда, то есть через цепь, звезды и задний переключатель. Применяется при езде по горной местности, так как передаточным отношением можно управлять путем переключения передач велосипеда.

• Мотор-колесо — представляет собой двигатель, заспицованный в обод на место втулки. Передаточное соотношение не меняется, а крутящий момент передается непосредственно на обод колеса. Позволяет продолжить движение даже в случае обрыва цепи или поломки переключателя.

В зависимости от наличия редуктора, двигатели мотор-колес делятся на следующие разновидности:

• Прямого привода (безредукторные) — один оборот ротора соответствует обороту колеса. Считаются более надежными благодаря простоте конструкции и используются в основном на мощных электровелосипедах.
• Редукторные — внутри мотора находится редуктор с определенным передаточным отношением. Один оборот колеса происходит за несколько оборотов ротора. Такие двигатели легче моторов прямого привода, но при неправильной эксплуатации возникает опасность срезания шестерней редуктора.
• Фрикционный привод. Вращающий момент передается непосредственно на покрышку колеса через прижимной резиновый ролик. Наименее распространенный вид электропривода велосипеда.

Какие бывают аккумуляторы для электровелосипедов

Аккумулятор электровелосипеда является одним из самых дорогих компонентов (конкурируя с двигателем), и определяет его запас хода на одном заряде, вес и, в конечном итоге, срок службы.

Рассмотрим основные виды аккумуляторов, используемых на электровелосипедах:

• Литий-ионный — самый распространенный на сегодняшний день тип аккумулятора, имеет относительно небольшой размер и вес. Существует в различных конфигурациях в зависимости от исполнения и катодных материалов (литий-кобальтовые, литий-железо-фосфатные, литий-полимерные и др.). Как правило, состоит из соединенных по определенной схеме ячеек и платы управления батареей (BMS).

• Свинцово-кислотный — самый дешевый вид аккумуляторов. Они не требуют платы управления, но являются самыми тяжелыми и имеют довольно низкую плотность энергии.

• Гелевые — очень похожи по характеристикам на свинцово-кислотные, но в отличие от последних, заполнены электролитом в гелеобразном состоянии, который не вытекает и не испаряется.

Принцип работы контроллера

Контроллер электровелосипеда является своего рода его мозгом, и выполняет сразу несколько функций:

1. Управление электродвигателем. На современных электробайках используются бесщеточные двигатели постоянного тока, и чтобы такой двигатель вращался, к нему нельзя напрямую подключить аккумулятор. Контроллер определяет положение ротора двигателя по сигналам с датчиков Холла и формирует высоковольтные сигналы, которые поступают на мотор по трем силовым проводам, заставляя его вращаться.
   От контроллера к бесщеточному двигателю идет кабель с двумя типами проводов:
   • Силовые провода — используются для передачи электрической энергии, которая будет непосредственно вращать мотор, поэтому имеют большое сечение. Как правило, это желтый, зеленый и синий провод.
   • Сигнальные провода — более тонкие, по ним передаются сигналы с датчиков положения ротора, датчиков температуры и скорости.
2. Реализация ассистентного режима, или режима помощи при педалировании, при котором используется один из двух датчиков:
   • PAS-сенсор (Pedal Assist System) — позволяет контроллеру определить сам факт вращения педалей и запустить двигатель.
   • Торк-сенсор (torque — крутящий момент) — необходим для определения усилия, с которым велосипедист давит на педали, и подачи на мотор мощности, пропорциональной этому усилию.
3. Взаимодействие с панелью управления. Включение контроллера производится с панели управления на руле. Кроме этого, он отправляет на нее данные о скорости и температуре мотора, а получает информацию о выбранной степени помощи ассистентного режима.
4. Контроль температуры мотора. Современные контроллеры позволяют отслеживать температуру электродвигателя, чтобы своевременно снизить мощность и исключить его перегрев. Для этого в двигателе должен быть установлен датчик температуры.
5. Взаимодействие с ручкой газа и датчиками тормоза.
   Ручка газа (акселератора), установленная на руле, отправляет на контроллер управляющий сигнал в диапазоне от 0,9 В (исходное положение) до 4,5 В (полный газ). В зависимости от этого напряжения, на мотор подается соответствующая порция энергии.
   Если электровелосипед оснащен датчиками тормоза, то даже при незначительном нажатии тормозного рычага контроллер прекращает работу двигателя — это позволяет повысить безопасность эксплуатации, что особенно актуально на мощных велосипедах.

Как видите, электровелосипед устроен не так уж и сложно, как могло показаться с первого взгляда, и при желании можно переделать обычный велосипед в электрический самостоятельно, установив на него один из доступных на рынке электрокомплектов.

Устройство электровелосипеда

 Электровелосипеды. по принципу управления мотор колесом,  подразделяются на два вида: e-bike и pedelec. Первый тип популярен на Ближнем Востоке , в Америке, России и Украине. В странах Евросоюза, напротив, система pedelec установлена  на подавляющем большинстве электровелосипедов. Более того, схема управления e-bike, в некоторых европейских странах переводит электровелосипед в категорию электроскутеров, с необходимостью его регистрации и получения прав на управление им.

    В первой схеме: e-bike, —  управление скоростью мотор колеса производится с помощью ручки акселератора или проще говоря — ручки газа. К ручке подведено напряжение +5 вольт, а в ней   установлены три датчика Холла, которые при повороте ручки на определённый угол, дают на выходе ток с напряжением от 0 до 4.2 вольта (в некоторых моделях ручек до 5 вольт). Ручка газа управляет контроллером. В зависимости от напряжения тока, приходящего с ручки  газа, контроллер изменяет подачу энергии на мотор колесо. Преимущество этой системы заключается в том, что начало  движения, изменение скорости и отключение мотор колеса никак не связано с вращением педалей. 
 
   Однако, как мы уже сказали, не везде такую схему рассматривают в качестве преимущества. Европейцы, да и много людей из других стран, не без оснований считают, что велосипед, даже с электроприводом, прежде всего должен оставаться велосипедом и основную энергию для движения  получать от вращения педалей. А мотор колесо может только ассистировать педалям для облегчения езды. Кстати, исходя из этой концепции, большинство электровелосипедов в Европе оборудуется редукторными  мотор колёсами  небольшой мощности – обычно 250 ватт, что впрочем, не мешает развивать европейским моделям электровелосипедов максимальную скорость при движении на электроприводе – 25 км/час.
    Чтобы реализовать  принцип управления электротягой, как вспомогательным источником мощности,  на электровелосипед устанавливают систему pedaling assisted system (PAS). Это самая простая и недорогая система, подключающая электродвигатель при вращении педалей. Работа этой схемы  основана на датчике  и постоянных магнитах. А  устанавливается она на каретку, — так называют педальный узел  электровелосипеда. При начале вращения педалей, датчик  системы PAS формирует управляющий сигнал для контроллера. Контроллер с небольшой задержкой – обычно, —  после поворота педалей на угол от 180 до 540 градусов (величина угла зависит от заводской прошивки контроллера), запускает мотор колесо. Недостаток системы PAS заключается в том, что с её помощью нельзя регулировать скорость электровелосипеда.
 
   После одного  – двух оборотов педалей, контроллер, получив  сигнал от системы PAS, запускает мотор колесо на полную мощность, а если перестать вращать педали, то через небольшой промежуток времени, — чаще всего через  2 секунды (время задержки отключения двигателя тоже программируется прошивкой контроллера на заводе), мотор колесо обесточивается. Использование на электровелосипеде одной только системы PAS не очень комфортно для водителя, потому что она не позволяет регулировать скорость: либо мотор колесо работает на полную мощность, либо не работает вообще. К тому же,  для движения, нужно обязательно вращать педали, потому что без этого мотор колесо отключится.
 
 
   Система PAS, также как и ручка акселератора с датчиками Холла были разработаны ещё в прошлом веке и тогда же получили широкое распространение, так как являются  простыми и недорогими в производстве.  Ввиду  ограниченных возможностей системы PAS, она используется  в электровелосипедах Volta bikes  одновременно с ручкой газа и скорее выступает в качестве вспомогательной. Впрочем, в последнее время систему PAS усовершенствовали, разработав  электронный  переключатель  скоростей, подключаемый к контроллеру. Чаще всего он имеет три ступени, переключаемые сенсорным кнопками на небольшом дисплее, одновременно служащим указателем уровня заряда аккумуляторов, устанавливаемом на руле. Система PAS, снабжённая таким переключателем, уже не запускает мотор колесо на полную мощность при вращении педалей, а предоставляет выбор из трёх фиксированных  мощностей мотор колеса.
  Третья система – pedelec, или так называемый «тихий электровелосипед», основана на работе torque sensor, который также встраивается в педальный узел, вернее при установке такой  системы, обычная каретка меняется на каретку с интегрированным в неё torque sensor. Установить сенсор на обычную каретку  не представляется возможным, потому что её конструкция не рассчитана на подобные усовершенствования, — вот и приходится менять весь узел целиком, что дополнительно  удорожает переделку велосипеда. Кроме того, контроллер электровелосипеда,  тоже должен быть рассчитан на работу в составе подобной системы управления мотор колесом.
 
   Как устроена и что даёт подобная система управления электровелосипедом?
 Она даёт возможность регулировать мощность мотор колеса в зависимости от величины усилия на педалях. То есть: чем сильнее мы крутим педали, тем больше в этом нам помагает мотор колесо. С точки зрения европейцев, такая система управления электровелосипедом близка к идеальной. Она основана на измерении величины крутящего момента, развиваемого велосипедистом на педалях. А в педальный узел уже встраивается не простой датчик начала движения, а динамометр. Из-за сложности технологии, она получила распространение только в последние годы и только на дорогих моделях электровелосипедов. Однако на мировом рынке уже появились наборы с мотор колёсами и каретками с установленными в них torque sensor, для переоборудования велосипедов на электротягу. Мощность двигателя электровелосипеда при использовании такой системы регулируется плавно, обычно стартуя с величины в 30% мощности  и плавно наращивая её,  при соответствующем усилии на педалях до 100%.
Какую схему применить при переоборудовании велосипеда, зависит от предпочтений его владельца. Если хочется превратить велосипед в подобие электроскутера, тогда это должна быть система управления e-bike. Если хочется просто облегчить вращение педалей в нужные моменты,\как это делают в Европе, тогда ваш выбор система pedelec с torque sensor.

Электровелосипед «в разрезе»: как он работает и чем хорош

17.10.16

 

Электровелосипеды — это самый маломощный тип легкого электротранспорта. Обычно их оборудуют двигателями мощностью от 150 до 1000 Вт. Встречаются и менее мощные виды, в которых электродвигатель помогает велосипедисту в движении, но не является главной движущей силой. В таком случае они могут разогнаться не более чем до 20–30 км/ч. Более мощные электробайки могут разгоняться до скорости в 50 км/ч. Но, с другой стороны, многие страны на законодательном уровне пытаются ограничивать скорость велосипедов именно до 20–30 км/ч, и электровелосипеды, разгоняющиеся до более высоких скоростей, приравниваются к электрическим мопедам и требуют прав для управления.

 

В Украине мопедом считается двухколесное транспортное средство, на котором установлен двигатель мощностью до 4 кВт. Регистрация и получение номерных знаков не требуется, а вот права категории А1 получать нужно. Но в электровелосипеде существует PAS-система — система ассистирования педалями. Вв таком случае транспортное средство считается таким, которое приводится в движение мускульной силой человека. Поэтому права на управление не нужны.

 

 

Чем же таки хороши электровелосипеды?

 

Во-первых, это экологичный и экономный вид транспорта (да и зарядить его очень просто). Во-вторых, отлично подойдет не только для досуга, а и для поездок на работу, ведь водитель не вспотеет и сохранит опрятный рабочий внешний вид. В-третьих, они занимают столько же места, сколько и обычные велосипеды. Электроварианты весят меньше мотоциклов и скутеров, что позволит легко их транспортировать и хранить в квартире. В-четвертых, с помощью электробайка можно легко проезжать немаленькие расстояния, даже имея не лучшую физподготовку. Вообще, это очень универсальный вид транспорта, который подойдет даже детям и пожилым людям.

 

Среди недостатков главными являются высокая стоимость электробайка (от 7 тыс. грн за самые простые б/у-модели) и сложности обслуживания.

 

Как это работает?

 

Любой электровелосипед содержит три электрических компонента:

 

• электродвигатель;
• аккумулятор и зарядное устройство;
• контроллер управления двигателем.

 

Есть три основных разновидности электроприводов, применяемых в электровелосипедах.

 

1. Мотор-колесо — самый популярный вид велоэлектропривода. В этой конструкции двигатель вмонтирован в колесо вместо ступицы. Его можно устанавливать на переднее либо на заднее колесо, или же, в более редких случаях, — на оба колеса сразу. Мотор-колесо гармонично вписывается в дизайн любого велосипеда, его двигатель работает почти бесшумно. Правда, велосипед существенно утяжеляется, кроме того, желательно использовать прочный обод, так как обычный может деформироваться под тяжестью мотора.

Велосипеды на основе мотор-колеса выпускают многие производители, даже бюджетные, к примеру, Ardis (модели Ardis E-Ledy, Ardis 36V и 48V и др.),Volta (линейки Kvant, Start, Hammer), Azimut 26 E-bike.

 

2. Навесной двигатель. Это более редкий вариант, при котором электродвигатель встраивается непосредственно в педальный узел. Один из недостатков этого типа — необходимость все время крутить педали, когда работает мотор. Такая конструкция является достаточно сложной — как встраивание двигателя в каретку, так и в контексте смены конструкции рамы. Ее плюсом является возможность использовать велосипедные передачи для увеличения силы тяги, и, как следствие, двигатель может быть меньшей мощности.

 

 

На таком типе двигателей тоже работает немало электробайков, в основном компактных, в том числе нашумевший Xiaomi Qicycle и его «собратья», несколько линеек Volta (Mini, Street, Bitи другие), модели Like.Bike (Stork, Falcon и подобные).

 

3. Фрикционный привод — редкий и малоэффективный вид привода. Суть его заключается в том, что двигатель вращается и передает крутящий момент на покрышку колеса. Фрикционный привод наиболее прост в установке, но обладает самым низким КПД и приводит к быстрому износу покрышки.

 

 

Сделай сам

 

В целом, имея навыки по велоремонту, электробайк можно сделать своими руками из обычного велосипеда. Для этого нужно приобрести специальный набор, например, с питанием для мотор-колеса. Рабочие напряжение в таких комплектах может быть 24, 36 или 48 вольт. Мощность двигателей в них — 150–1000 Вт.

 

Самыми известными производителями наборов «Сделай сам» на базе мотор-колеса являются BionX, Golden Motor, MXUS, Crystalyte, Gruber Assist и др. Цена за такие наборы стартует примерно от 4000 грн.

Переделка обычного велосипеда в электровелосипед на основе цепного электропривода будет более трудоемка, хотя этот вариант привода является более эффективным. При меньшем весе и мощности, электровелосипеды с цепной передачей разгоняются до больших скоростей. Потому перед переделкой обязательно стоит убедиться, что ваш велосипед хорошо будет ехать и, главное, тормозить на 40 км/ч с повышенной массой.

 

«Кулибины», желающие сделать электровелосипед своими руками по этой схеме, могут немного сэкономить на комплектующих, если удастся найти подходящий электромотор. Обычно приспосабливают моторы из бытовой или автотехники, например, из стиральных машин, стеклоочистителей автомобиля и даже из электродрели. Также существуют наборы из серии «Сделай сам» (самые популярные — Cyclone) для переделки велосипеда в электровелосипед, стоимость примерно $400–500.

Преимущества самосборного велосипеда перевешивают недостатки. В целом, это дешевле (особенно если обычный велосипед у вас уже есть), переделать можно почти любую модель (хоть горный, хоть трехколесный). Также электровелосипед на основе набора обычно весит меньше готового электрического велосипеда (правда, набор придется подбирать подороже, да и сам велосипед тоже не должен быть допотопным или из тяжелого сплава).

 

Из минусов — нужно иметь определенные навыки в ремонте (в некоторых случаях лучше вообще сразу обратиться в веломастерскую), да и поставить готовый набор получится не на каждый велосипед. Кроме того, обслуживанием электробайков занимается далеко не каждая мастерская, особенно если вы живете в небольшом городе.

   
Читайте также

Что такое электрические велосипеды? Как они работают?

Что такое электрические велосипеды?

Когда кто-то слышит электрический велосипед , первое, что они представляют, может быть скутер или электрический мотоцикл, но на самом деле они выглядят совсем иначе. Просто представьте себе обычный велосипед, а затем добавьте к нему несколько электрических компонентов, таких как двигатель, аккумулятор и контроллер, — все это органично интегрировано в конструкцию. Эти предметы составляют основу всех электрических велосипедов на рынке!

Как работают электрические велосипеды

Электровелосипеды педалируют и управляются как обычный велосипед.По большому счету, в электровелосипеде тоже будут использоваться те же детали. Электрический компонент предназначен для увеличения возможностей человека, а не для его полной замены. Это делает препятствия, такие как холмы и встречный ветер, более управляемыми и позволяет вам путешествовать дальше, не уставая.

См. Нашу схему, чтобы более подробно рассмотреть, как работают электрические велосипеды, включая двигатель, аккумулятор, трансмиссию и процесс зарядки:

Поделитесь этим изображением на своем сайте

Пожалуйста, укажите ссылку на EVELO.com с этим графиком.

---

Выбор подходящего электровелосипеда

Комфорт и качество компонентов по-прежнему важны для электрического велосипеда, как и для обычного велосипеда. Но теперь вам нужно учесть еще несколько вещей.

Двигатель

Электродвигатели для велосипеда бывают самых разных номиналов мощности, от 200 Вт до 1000 Вт и более. Законный предел в США составляет 750 Вт, хотя разные штаты могут устанавливать свои собственные ограничения.

Думайте об этом ограничении как о лошадиных силах. Более высокий рейтинг означает, что велосипед сможет с большей легкостью поднимать больший вес, но за счет использования большей емкости аккумулятора при этом. Следовательно, двигатель мощностью 750 Вт разряжает аккумулятор намного быстрее, чем двигатель на 250 Вт, но он будет более мощным.

Однако необходимо учитывать еще один фактор. Дизайн и расположение двигателя играют важную роль в работе электрических велосипедов.

Самый распространенный тип электродвигателя для электровелосипедов называется ступичный.Обычно он встроен в заднее или переднее колесо. Когда он включен, он тянет или толкает колесо. Хотя эта система работает хорошо, у нее есть один ключевой недостаток. Поскольку он не связан с шестернями велосипеда, он теряет эффективность на холмах и пересеченной местности. Представьте, что вы ведете автомобиль на одной передаче в течение всего дня. Он принесет вам места, но не даст вам оптимального крутящего момента или скорости, которые вы получаете с полным диапазоном передач.

В EVELO мы предлагаем запатентованный двигатель среднего привода, который интегрирован с кривошипом и шестернями.Это добавляет несколько преимуществ:

• Повышенная производительность при меньшем расходе энергии батареи, поскольку двигатель среднего привода использует существующие передачи велосипеда;
• Намного лучшая способность преодолевать подъемы, так как вы можете переключать передачи в зависимости от наклона; и
• Управляемость улучшена, поскольку двигатель расположен ближе к земле, сохраняя центрированный и низкий вес.

Аккумулятор

Поскольку аккумулятор влияет на вес, стиль и запас хода велосипеда, его выбор имеет решающее значение.Аккумуляторы играют огромную роль в работе электрических велосипедов. Большинство батарей, которые вы найдете на рынке, относятся к одной из следующих двух категорий:

Свинцово-кислотный герметичный (SLA)

Эти батареи когда-то были стандартным типом батарей для большинства электросамокатов и электрических велосипедов. В наши дни в большинстве электрических скутеров по-прежнему используются батареи SLA, в то время как электрические велосипеды (которые часто требуют участия человека) выбрали новые технологии аккумуляторов, чтобы сделать велосипед как можно более легким.

Преимущества

Недостатки

• Тяжелые и громоздкие
• Предлагаем более короткий диапазон езды
• Меньший срок службы — примерно 100-300 зарядов полного цикла
• Требуется дополнительное обслуживание и зарядка сразу после использования

Литий (ион / полимер / марганец и т. Д.)

Это новейшая технология в аккумуляторах. Срок службы литиевой батареи примерно в 2-3 раза больше, чем у батареи SLA.Литиевые батареи намного легче и не требуют обслуживания.

Преимущества

• Легкий вес — литий-полимерные батареи большой емкости, 36 В, 10 Ач, могут весить всего 6 фунтов!
• Предлагает больший запас хода — аккумулятор может проехать до 40 миль в режиме помощи педалям (или 20 миль при только дроссельной заслонке).
• Более длительный срок службы: около 800 зарядок или 3 года практически ежедневного использования

Недостатки

• Дороже — от 1500 до 3000 долларов и выше

Контроллер

Доступный в различных стилях, контроллер позволяет управлять электроусилителем электрического велосипеда и играет важную роль в работе электрических велосипедов.Для удобства использования контроллер расположен на руле. Существует два основных стиля контроллеров — контроллеры с педальным управлением и контроллеры с дроссельной заслонкой.

Системы, активируемые педалью, предлагают электрическую помощь при нажатии на педали. Нет необходимости включать дроссельную заслонку — простое нажатие на педаль сделает свое дело. Электровелосипеды с системами, активируемыми педалями, имеют контроллер, установленный на руле, который позволяет вам регулировать уровень помощи, которую вы получаете при нажатии на педаль. Вы можете набрать желаемый объем помощи, от ее отсутствия до большой помощи.

Контроллеры на основе дроссельной заслонки работают с простым механизмом дроссельной заслонки. Дроссельная заслонка будет либо поворотной, либо нажимной. С дроссельной заслонкой вы просто оттягиваете ее назад или нажимаете на дроссельную заслонку, чтобы получить электрическую помощь. Некоторым электрическим велосипедам не требуется ничего, кроме включения дроссельной заслонки, что позволяет ездить без педалирования.

В целом электрические велосипеды просты в использовании, эксплуатации и обслуживании. В целом, они не требуют особого обслуживания сверх того, что требуется для стандартного велосипеда.

---

Как управлять велосипедом?

Электрические велосипеды очень просты в эксплуатации. Вам, как гонщику, доступны три режима работы:

Только педаль

В любой момент вы можете крутить педали электрического велосипеда так же, как и на обычном велосипеде. Мотор не создает дополнительного сопротивления, поэтому он будет ощущаться так же, как на обычном велосипеде. В зависимости от модели, которую вы покупаете, ваш велосипед будет иметь либо 3, либо 8 передач, либо специальную внутреннюю трансмиссию NuVinci® N360 ™, которая предоставляет вам неограниченное количество передач.

Pedal-Assist (иногда называемый Electric-Assist)

В этом режиме вы можете использовать сочетание энергии человека и электроэнергии. Как только вы включите этот режим с помощью кнопки включения / выключения на руле, двигатель будет плавно подавать электроэнергию, когда вы крутите педали. Вы по-прежнему можете переключать передачи по мере изменения ландшафта, чтобы использовать больший крутящий момент или более высокую скорость. Приятно использовать режим помощи при педалировании, так как он делает езду на велосипеде легкой, сглаживает холмы и дает вам возможность просто наслаждаться собой и пейзажем.

Режим помощи при педалировании обеспечивает три уровня помощи: низкий (30%), средний (60%) и высокий (100%). Процентное соотношение просто указывает, какую дополнительную мощность двигатель будет обеспечивать в дополнение к педалированию. Низкое значение добавляет 30% мощности к педалированию, в то время как высокое значение по существу удваивает его. Простое нажатие кнопки переключает вас на разные уровни.

Только электрические

Этот режим работы позволяет вам расслабиться и сделать перерыв, поскольку вы позволяете двигателю делать работу.Чтобы использовать режим «только электрический», просто поверните дроссельную заслонку, расположенную на левом руле, и вы почувствуете, как включается мотор и толкает вас вперед. Держите дроссель повернутым, чтобы продолжить движение, или отпустите, если вы готовы начать крутить педали или хотите остановиться. Обратите внимание, что в соответствии с федеральными правилами максимальная скорость в электрическом режиме ограничена 20 милями в час.

---

Нужны ли мне права для езды на таком?

Электрические велосипеды — все еще довольно новая концепция в США, поэтому существует большая путаница в отношении того, как закон рассматривает их.Федеральный закон рассматривает электрические велосипеды этого класса как обычные велосипеды при условии, что они отвечают двум условиям: (1) максимальная скорость в режиме «только электрический» составляет 20 миль в час; и (2) мощность двигателя не должна превышать 750 Вт.

Электровелосипеды

EVELO соответствуют обоим федеральным требованиям. Мы ограничиваем максимальную скорость в режиме «только электрический» на уровне 20 миль в час, хотя вы, конечно, можете ехать быстрее на своем велосипеде с помощью педали, если хотите. Наши двигатели рассчитаны на 250 Вт, что вполне соответствует федеральным ограничениям.

Следовательно, электрические велосипеды не нуждаются в специальной регистрации, лицензии или страховке для эксплуатации. Более того, они пользуются теми же привилегиями, что и обычные велосипеды, например, им разрешено передвигаться по доступным велосипедным дорожкам.

Однако в разных штатах есть свои особые требования в отношении использования электрических велосипедов. Хотя большинство из них следует федеральному руководству, некоторые действительно различаются. Если у вас есть вопросы о том, как электрические велосипеды работают в вашем штате, вы можете связаться с нами, и мы укажем вам направление, чтобы узнать дополнительную информацию для вашего штата.Для вашей личной безопасности мы рекомендуем использовать шлем, фонари и светоотражатели, даже если это прямо не требуется по закону.

Как работают электрические велосипеды?

Как работают электрические велосипеды? — Объясни это Рекламное объявление

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 13 января 2021 г.

Просто, удобно, дешево и экономичный — велосипеды являются одним из любимые в мире виды транспорта.Но они не для все. Им может быть трудно крутить педали вверх и вниз по холму или с тяжелым нагрузки, а пожилые люди или инвалиды могут счесть их невозможными управлять. В последние несколько лет появилось новое поколение электровелосипедов начал революцию в нашем представлении об экологически чистом транспорт. В этих новых велосипедах есть все удобства автомобилей с вся простая экономия обычных циклов. Давайте подробнее рассмотрим как они работают.

Фото: этот типичный электрический велосипед Sanyo Eneloop (производство снятого с производства) имел запас хода около 30–55 км (17–35 миль) и максимальную скорость около 24 км / ч (15 миль в час).Обратите внимание на 250-ваттный мотор-редуктор на переднем колесе и литий-ионный аккумулятор емкостью 5,7 Ач. аккумулятор (черный, с маркировкой «Sanyo», прямо перед задним колесом). Изображение с любезного разрешения и любезности Ричарда Мэйсонера, первоначально опубликованное на Flickr под лицензией Creative Commons (CC BY-SA 2.0).

Базовая концепция электровелосипеда

Если у вас есть велосипедные фары с динамо-приводом, значит, у вас уже есть электрический велосипед! Учтите: пока вы качаете ногами вверх-вниз на педалях вы заставляете вращаться колеса.Маленькая динамо-машина (генератор) установлен на заднее колесо производит крошечный ток электричество, которое сохраняет ваш задняя контрольная лампа горит в темноте. Теперь предположим, что вы можете запустить это процесс в обратном направлении. Что делать, если вы удалили лампу и заменили ее большой аккумулятор. Вылетит аккумулятор постоянный электрический ток, вращая динамо-машину задним ходом, чтобы она вращалась как электродвигатель. Когда динамо-двигатель вращался, он вращал шину и делал велосипед ехать без помощи педалей.Эй, presto: электрический велосипед! Это может показаться немного надуманным, но это более или менее точно как работают электрические велосипеды.

Основные части электровелосипеда

Электровелосипед состоит из четырех основных частей: аккумуляторов, двигатель, прочная рама и спицы, и тормоза.

Рекламные ссылки

Аккумуляторы

Фото: Электровелосипеды выдаются своими большими аккумуляторными батареями, обычно устанавливаемыми где-то на раме между колесами.На фото Sanyo Eneloop вверху аккумулятор установлен вертикально рядом с подседельной трубой.

Батареи самые важные части велосипеда, потому что (если вы не крутите педали) они содержат всю силу, которая будет вести вас вперед. Типичный электровелосипед батареи дают около 350–500 Вт мощности (это примерно 35–50 вольт и 10 ампер), что примерно на четверть меньше, чем нужно для электрический тостер. Теоретически вы можете использовать любую батарею на велосипед.Однако на практике вы хотите использовать что-то, что хранит много энергии, не будучи слишком тяжелым — иначе вы будете использовать половину своего мощность просто перемещает аккумулятор! Это исключает тяжелые свинцово-кислотные батареи, подобные тем, которые запускают автомобили, хотя некоторые электрические велосипеды используют их. Легкий литий-ионные аккумуляторы, аналогично тем, что используются в портативных компьютерах, мобильные (сотовые) телефоны и MP3 игроков, сейчас самый популярный выбор, хотя они больше дорогие чем старые аккумуляторные батареи, такие как никель-кадмиевые («никад»).Обычные аккумуляторы дают вашему велосипеду диапазон от 10 до 40 миль между зарядами (в зависимости от местности) и максимальной скоростью 10–20 миль в час (это примерно максимум, допустимый в большинстве стран. автомобили по закону). Вы можете расширить диапазон, крутя педали или в свободное время.

Электродвигатель

В теоретическом электрическом велосипеде, который мы рассмотрели выше, у нас был динамо / двигатель, приводящий в движение заднее колесо напрямую, просто нажав на шина. Большинство электрических велосипедов работают иначе.У них компактные электродвигатели встроен в ступицу заднего или переднего колеса (или установлен в центре велосипеда и соединен с звездочкой педали). Взгляни на ступица электрического велосипеда, и, вероятно, вы увидите, что она намного толще и крупнее чем на обычном байке. Вы можете узнать больше о том, как работают эти двигатели, в нашей основной статье о ступичных двигателях.

Фото: Слева: ступичный двигатель электрического велосипеда. Справа: если вы сняли кожух, вот такие вещи вы бы увидели.Это простой бесщеточный мотор от вентилятора охлаждения ПК, но он работает примерно так же, как ступичный двигатель велосипеда. Статическая часть состоит из четырех катушек электромагнита (слева) и вращающегося часть (правая) сделана из постоянного магнита (серое кольцо), который крепится к ней. Когда катушки находятся под напряжением в Последовательно они создают магнитное поле, которое заставляет вращаться постоянный магнит и вентилятор. На первый взгляд ступичный мотор выглядит очень как обычная велосипедная втулка, но присмотритесь внимательнее, и вы обнаружите, что она намного громоздче.

Изображение: ступичные двигатели — не единственный способ приводить в действие колеса электрического велосипеда. Если вы когда-нибудь наблюдали, как мышь носится внутри колеса для упражнений, вы, возможно, задавались вопросом, можно ли управлять колесом электрически таким же образом, с чем-то, что прижимается к внутренней стороне обода. Компания под названием GeoOrbital разрабатывает гениальный механический эквивалент, который можно использовать для питания обычных велосипедов — и вот упрощенная иллюстрация того, как это работает. Он имеет приводной ролик с электроприводом (красный), который прижимается к внутреннему ободу, питаемый от аккумуляторной батареи (оранжевый), которая плотно сидит внутри колеса.Два направляющих ролика (синие), смонтированные на натянутом каркасе (зеленый), заменяют спицы, как обычно. Согласно GeoOrbital, вы можете установить одно из его колес на обычный велосипед всего за 60 секунд.

Рама

Рама электровелосипеда тоже должна немного отличаться. В основная часть рамы (бита, выдерживающая ваш вес) обычно из легкого алюминиевого сплава: чем легче рама, тем меньше вес велосипеда в целом, и тем дальше он может путешествовать перед перезарядкой батарей.Спицы на колесе тоже должны быть прочнее тонких спиц на традиционном велосипеде. Это потому, что электродвигатель в ступице сильно раскручивает колесо. крутящего момента (известного как крутящий момент) и, если бы спицы были обычными легкие, они могли гнуться или согнуться.

Тормоза

Некоторые электрические велосипеды утверждают, что используют изящный трюк под названием рекуперативное торможение. Если Вы начинаете крутить педали на велосипеде или спускаться с горы, крутятся колеса поверните электродвигатель в ступице задним ходом и начните заряжать батареи.На практике рекуперативное торможение далеко не так полезно на электровелосипеде, как на электричке или автомобиле. Электрический велосипед имеет гораздо меньшую массу и скорость, чем поезд или автомобиль, поэтому он никогда не набирает (и не теряет) ничего подобного. столько же кинетической энергии, когда он запускается и останавливается. Вам придется спуститься с очень многих холмов, чтобы зарядиться батарейки полностью, что обычно непрактично. А что смысл крутить колеса просто чтобы зарядить аккумулятор? Ты с таким же успехом мог бы купить для начала обычный велосипед!

Два типа электродвигателей для электровелосипедов

Фото: Комплект усилителя мощности Zap Electric превращает обычный велосипед в электрический.Прямо над задним колесом, за ногой полицейского, есть прикрепленный на болтах электродвигатель постоянного тока (весом чуть более 3 кг или 7 фунтов), который прижимается к шине и управляет ею простым трением. Двигатель питается от компактной свинцово-кислотной батареи (весом около 5,5 кг или 12 фунтов) внутри защитного нейлонового мешка. Этот комплект добавляет байку немного веса, но при необходимости дает дополнительный запас хода и скорость. Фотография сделана Риком Тангом в Санта-Розе, Калифорния, любезно предоставлена ​​Министерством энергетики США / NREL.

Существует два основных типа электрического цикла, широко известных как полный и вспомогательный, и они различаются способом питания от электродвигателя:

• Full-power : Эти велосипеды разработаны для минимального нажатия педалей на относительно коротких дистанциях.У них большие батареи и мощные мотор-редукторы, и они, как правило, большие, прочные и тяжелые. Такие велосипеды созданы для людей, которые любят ездить на велосипеде, но ненавидят крутить педали! Поскольку вы постоянно используете питание, диапазон ограничен (обычно 16–30 км или 10–20 миль).
• Power-Assistant : также известные как велосипеды с педалями, это велосипедные эквиваленты гибридных автомобилей: они предназначены для работы на педали довольно много времени и с электрическим приводом, когда вы устали или когда вы чувствуете как небольшая электрическая помощь (например, когда вы идете в гору).В отличие от мотоциклов с полной мощностью, у них нет ступичных двигателей; вместо этого есть отдельный электродвигатель, установленный рядом с задним колесом и приводящий его в движение либо через зубчатую звездочку, либо просто путем прижатия к заднему колесу. Если мотор-редуктор трудно или невозможно крутить педали без какой-либо мощности (потому что вы фактически превращаете его в генератор), Электродвигатели с усилителем легко вращаются с небольшим сопротивлением или без него, когда вы крутите педали. Это дает велосипедам с усилителем гораздо больший запас хода, чем у мотоциклов со ступичным двигателем (80–145 км или 50–90 миль).

Насколько экологически безопасны электрические велосипеды?

Фото: Может ли солнечная энергия стать будущим электрических велосипедов? Большая солнечная панель, установленная на заднем колесе этого экспериментального велосипеда, приводит в действие электродвигатель, соединенный цепной передачей с задним колесом, помогая гонщику, когда он не хочет крутить педали. Использование экологически чистой солнечной энергии устранит проблему необходимости заряжать электрические велосипеды электричеством, вырабатываемым из ископаемого топлива, и поможет значительно расширить их диапазон.Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерством энергетики США / NREL.

Нет никаких сомнений в том, что электрические велосипеды намного лучше для окружающей среды, чем бензиновые автомобильные двигатели. Но это не значит они совершенно идеальны. Изготовление и утилизация батарей могут быть очень загрязняет окружающую среду. Не только это, но электрический велосипед все еще использует энергия, которая должна откуда-то исходить. Ты может подумать, что вы используете чистую зеленую энергию, но электричество, которое вы используете для пришли из грязной старой угольной электростанции установка или управляемая ядерной энергией.(Если вам повезет, конечно, это могло быть от солнечных батарей или ветряк!) Электровелосипеды далеко не так экологичны, как обычные велосипеды-толкатели, но Ничто не бывает совершенным, и, как часто говорят, «прекрасное — враг хорошего». Электрические велосипеды — это, безусловно, шаг в правильном направлении. Если бы все использовали их для передвижения вместо автомобилей, глобальное потепление могло бы стать меньшей проблемой, и мир стал бы намного чище и здоровее!

Диаграмма

: Электрические велосипеды быстро становятся популярными.На этой диаграмме показан рост продаж того, что производители называют «электрическими циклами с поддержкой электроэнергии (EPAC)» в европейских странах за последнее десятилетие. Ежегодно в Европе продается несколько миллионов электрических велосипедов, что составляет около 10 процентов от общего объема продаж велосипедов в Европе. Эта диаграмма не показывает, что велосипеды в одних странах гораздо популярнее, чем в других: на четыре страны приходится около 70 процентов всех продаж (Германия — 36 процентов; Нидерланды — 16 процентов; Бельгия — 10 процентов; и Франция 8 процентов).Источник данных: CONEBI (Конфедерация европейской велосипедной индустрии).

Кто изобрел электрические велосипеды?

Работа: Один из первых электровелосипедов. Две работы из Патент США 552271: Электрический велосипед Огдена Болтона, любезно предоставлено Бюро по патентам и товарным знакам США. Обратите внимание, что мы раскрасили исходное изображение и немного отредактировано для повышения четкости.

Самый старый патент на электрический велосипед, который мне удалось найти в Бюро патентов и товарных знаков США, — это one, автор Огден Болтон младший .Кантона Огайо, который был подан в сентябре 1895 года и предоставлен три месяца спустя. Из этих оригинальных диаграмм видно, что он удивительно похож на современные электрические велосипеды. В На общем изображении слева вы можете видеть ступичный двигатель на заднем колесе (синий), аккумулятор, подвешенный к раме (красный), и простое управление на руле, чтобы машина остановилась и уехала. В более подробном разрезе ступичного двигателя справа вы можете см. шестиполюсный магнит в центре (оранжевый), прикрученный к раме, и якорь (сделанный из витой проволоки, желтый), который вращается вокруг него при включении тока.Даже по современным меркам это довольно здоровенный мотор; Огдон упоминает «сильный ток при низком напряжении — например, чтобы нести сто ампер при десяти вольт». Так вот 1000 Вт, что примерно вдвое превышает мощность типичного современного двигателя ступицы велосипеда.

Рекламные ссылки

Узнать больше

На сайте

Книги

• Книга об электронных велосипедах Ханнеса Нойперта и др., TeNeues Verlag, 2013. Большое количество деталей, множество фотографий и иллюстраций делают эту книгу удобной для просмотра и обучения.
• «Постройте свой собственный электрический велосипед», Мэтью Слинн. TAB Green Guru Guides / McGraw-Hill, 2010. Знакомит с электрическими велосипедами и их преимуществами, обсуждает вопросы безопасности и юридические вопросы, а затем продолжает объяснять, как построить велосипед с комплектом ступичного двигателя. Также охватывает ремонт, техническое обслуживание и более сложные проекты.
• Электрические велосипеды Дэвида Хеншоу и Ричарда Писа. Превосходные книги, 2010. Представляет электрические велосипеды, описывает их историю и объясняет, как выбрать и использовать собственный велосипед.
• Электрические велосипеды: руководство по проектированию и использованию Уильяма К. Морчина и Генри Омана. Руководство по электрическому велосипеду, 2006 г. Базовая вводная брошюра.

Статьи

• Вперед в 2021 году: как купить электрический велосипед, Патрик Коллисон, The Guardian, 26 декабря 2020 г. В актуальном руководстве для покупателя предлагаются советы по покупке и некоторые популярные модели.
• Как электронный велосипед изменил мою жизнь, Дженнифер Финни Бойлан, The New York Times, 20 августа 2019 г.Как электровелосипед дал велосипедисту новую жизнь.
• Почему я горжусь поездкой на электровелосипеде Филиппа Перри, The Guardian, 27 августа 2017 г. Типичный представитель «целевой аудитории электровелосипедов» проверяет велосипеды с усилителем мощности.
• Колесо GeoOrbital позволяет сделать ваш велосипед электрическим за считанные минуты. Автор Филип Э. Росс. IEEE Spectrum, 26 апреля 2016 г. Колесо помощи педалям, финансируемое GeoOrbital, обещает «сделать ваш велосипед электрическим за 60 секунд».
• Гретхен Рейнольдс «Удивительные преимущества электрического велосипеда для здоровья».The New York Times, 6 июля 2016 г. Электровелосипеды могут побудить автомобилистов снова сесть на два колеса, что принесет реальную пользу их здоровью.
• Колесо дает велосипедистам дополнительный толчок: BBC News, 27 февраля 2015 г. Новое устройство под названием Copenhagen Wheel превращает велосипеды-толкатели в электрические «гибриды».
• Дэнни Хаким, продажи электровелосипедов в Европе стремительно растут. The New York Times, 8 августа 2014 года. Похоже, что в Европе популярны электрические велосипеды, но при ближайшем рассмотрении некоторые страны покупают их намного быстрее, чем другие.
• Электроусилитель для велосипедистов Дж. Дэвида Гудмана. The New York Times, 31 января 2010 г. В Китае насчитывается более 120 миллионов электрических велосипедов, и теперь китайские производители поддержали технологию, они способствуют росту на других мировых рынках.
• The Hybrid E-Bike, Дэвид Шнайдер, IEEE Spectrum, 31 августа 2009 г. Исследует способы сделать свой собственный велосипед с педалями.

Патенты

• Патент США 552 271: Электрический велосипед Огдена Болтона, 31 декабря 1895 г.Возможно, это первый в мире электрический велосипед, как описано выше.
• Патент США 3921741: Велосипед с электродвигателем. Ирвин Гарфинкль и др., Avco Group, 25 ноября 1975 года. Мотоцикл-ступица 1970-х годов.
• Патент США 6874592: Велосипед с электроприводом. Казунобу Йокотани и Хидеаки Аоки, Sanyo Electric Co., Ltd., 5 апреля 2005 г. Современный электрический велосипед с рекуперативным торможением.
• Патент США 20160068056: Автономные планетарные орбитальные колеса в сборе, Майкл Буртов и др., GeoOrbital, 10 марта 2016 г.Подробное техническое описание инновационной, простой в установке замены передних колес GeoOrbital.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Крис Вудфорд 2007, 2018.Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис. (2007/2018) Электровелосипеды. Получено с https://www.explainthatstuff.com/electricbikes.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Подробнее на нашем сайте…

Как работают электрические велосипеды?

Как работают электрические велосипеды? — Объясни это Рекламное объявление

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 13 января 2021 г.

Просто, удобно, дешево и экономичный — велосипеды являются одним из любимые в мире виды транспорта. Но они не для все. Им может быть трудно крутить педали вверх и вниз по холму или с тяжелым нагрузки, а пожилые люди или инвалиды могут счесть их невозможными управлять.В последние несколько лет появилось новое поколение электровелосипедов начал революцию в нашем представлении об экологически чистом транспорт. В этих новых велосипедах есть все удобства автомобилей с вся простая экономия обычных циклов. Давайте подробнее рассмотрим как они работают.

Фото: этот типичный электрический велосипед Sanyo Eneloop (производство снятого с производства) имел запас хода около 30–55 км (17–35 миль) и максимальную скорость около 24 км / ч (15 миль в час). Обратите внимание на 250-ваттный мотор-редуктор на переднем колесе и 5.7Ач литий-ионный аккумулятор (черный, с маркировкой «Sanyo», прямо перед задним колесом). Изображение с любезного разрешения и любезности Ричарда Мэйсонера, первоначально опубликованное на Flickr под лицензией Creative Commons (CC BY-SA 2.0).

Базовая концепция электровелосипеда

Если у вас есть велосипедные фары с динамо-приводом, значит, у вас уже есть электрический велосипед! Учтите: пока вы качаете ногами вверх-вниз на педалях вы заставляете вращаться колеса. Маленькая динамо-машина (генератор) установлен на заднее колесо производит крошечный ток электричество, которое сохраняет ваш задняя контрольная лампа горит в темноте.Теперь предположим, что вы можете запустить это процесс в обратном направлении. Что делать, если вы удалили лампу и заменили ее большой аккумулятор. Вылетит аккумулятор постоянный электрический ток, вращая динамо-машину задним ходом, чтобы она вращалась как электродвигатель. Когда динамо-двигатель вращался, он вращал шину и делал велосипед ехать без помощи педалей. Эй, presto: электрический велосипед! Это может показаться немного надуманным, но это более или менее точно как работают электрические велосипеды.

Основные части электровелосипеда

Электровелосипед состоит из четырех основных частей: аккумуляторов, двигатель, прочная рама и спицы, и тормоза.

Рекламные ссылки

Аккумуляторы

Фото: Электровелосипеды выдаются своими большими аккумуляторными батареями, обычно устанавливаемыми где-то на раме между колесами. На фото Sanyo Eneloop вверху аккумулятор установлен вертикально рядом с подседельной трубой.

Батареи самые важные части велосипеда, потому что (если вы не крутите педали) они содержат всю силу, которая будет вести вас вперед. Типичный электровелосипед батареи дают около 350–500 Вт мощности (это примерно 35–50 вольт и 10 ампер), что примерно на четверть меньше, чем нужно для электрический тостер.Теоретически вы можете использовать любую батарею на велосипед. Однако на практике вы хотите использовать что-то, что хранит много энергии, не будучи слишком тяжелым — иначе вы будете использовать половину своего мощность просто перемещает аккумулятор! Это исключает тяжелые свинцово-кислотные батареи, подобные тем, которые запускают автомобили, хотя некоторые электрические велосипеды используют их. Легкий литий-ионные аккумуляторы, аналогично тем, что используются в портативных компьютерах, мобильные (сотовые) телефоны и MP3 игроков, сейчас самый популярный выбор, хотя они больше дорогие чем старые аккумуляторные батареи, такие как никель-кадмиевые («никад»).Обычные аккумуляторы дают вашему велосипеду диапазон от 10 до 40 миль между зарядами (в зависимости от местности) и максимальной скоростью 10–20 миль в час (это примерно максимум, допустимый в большинстве стран. автомобили по закону). Вы можете расширить диапазон, крутя педали или в свободное время.

Электродвигатель

В теоретическом электрическом велосипеде, который мы рассмотрели выше, у нас был динамо / двигатель, приводящий в движение заднее колесо напрямую, просто нажав на шина. Большинство электрических велосипедов работают иначе.У них компактные электродвигатели встроен в ступицу заднего или переднего колеса (или установлен в центре велосипеда и соединен с звездочкой педали). Взгляни на ступица электрического велосипеда, и, вероятно, вы увидите, что она намного толще и крупнее чем на обычном байке. Вы можете узнать больше о том, как работают эти двигатели, в нашей основной статье о ступичных двигателях.

Фото: Слева: ступичный двигатель электрического велосипеда. Справа: если вы сняли кожух, вот такие вещи вы бы увидели.Это простой бесщеточный мотор от вентилятора охлаждения ПК, но он работает примерно так же, как ступичный двигатель велосипеда. Статическая часть состоит из четырех катушек электромагнита (слева) и вращающегося часть (правая) сделана из постоянного магнита (серое кольцо), который крепится к ней. Когда катушки находятся под напряжением в Последовательно они создают магнитное поле, которое заставляет вращаться постоянный магнит и вентилятор. На первый взгляд ступичный мотор выглядит очень как обычная велосипедная втулка, но присмотритесь внимательнее, и вы обнаружите, что она намного громоздче.

Изображение: ступичные двигатели — не единственный способ приводить в действие колеса электрического велосипеда. Если вы когда-нибудь наблюдали, как мышь носится внутри колеса для упражнений, вы, возможно, задавались вопросом, можно ли управлять колесом электрически таким же образом, с чем-то, что прижимается к внутренней стороне обода. Компания под названием GeoOrbital разрабатывает гениальный механический эквивалент, который можно использовать для питания обычных велосипедов — и вот упрощенная иллюстрация того, как это работает. Он имеет приводной ролик с электроприводом (красный), который прижимается к внутреннему ободу, питаемый от аккумуляторной батареи (оранжевый), которая плотно сидит внутри колеса.Два направляющих ролика (синие), смонтированные на натянутом каркасе (зеленый), заменяют спицы, как обычно. Согласно GeoOrbital, вы можете установить одно из его колес на обычный велосипед всего за 60 секунд.

Рама

Рама электровелосипеда тоже должна немного отличаться. В основная часть рамы (бита, выдерживающая ваш вес) обычно из легкого алюминиевого сплава: чем легче рама, тем меньше вес велосипеда в целом, и тем дальше он может путешествовать перед перезарядкой батарей.Спицы на колесе тоже должны быть прочнее тонких спиц на традиционном велосипеде. Это потому, что электродвигатель в ступице сильно раскручивает колесо. крутящего момента (известного как крутящий момент) и, если бы спицы были обычными легкие, они могли гнуться или согнуться.

Тормоза

Некоторые электрические велосипеды утверждают, что используют изящный трюк под названием рекуперативное торможение. Если Вы начинаете крутить педали на велосипеде или спускаться с горы, крутятся колеса поверните электродвигатель в ступице задним ходом и начните заряжать батареи.На практике рекуперативное торможение далеко не так полезно на электровелосипеде, как на электричке или автомобиле. Электрический велосипед имеет гораздо меньшую массу и скорость, чем поезд или автомобиль, поэтому он никогда не набирает (и не теряет) ничего подобного. столько же кинетической энергии, когда он запускается и останавливается. Вам придется спуститься с очень многих холмов, чтобы зарядиться батарейки полностью, что обычно непрактично. А что смысл крутить колеса просто чтобы зарядить аккумулятор? Ты с таким же успехом мог бы купить для начала обычный велосипед!

Два типа электродвигателей для электровелосипедов

Фото: Комплект усилителя мощности Zap Electric превращает обычный велосипед в электрический.Прямо над задним колесом, за ногой полицейского, есть прикрепленный на болтах электродвигатель постоянного тока (весом чуть более 3 кг или 7 фунтов), который прижимается к шине и управляет ею простым трением. Двигатель питается от компактной свинцово-кислотной батареи (весом около 5,5 кг или 12 фунтов) внутри защитного нейлонового мешка. Этот комплект добавляет байку немного веса, но при необходимости дает дополнительный запас хода и скорость. Фотография сделана Риком Тангом в Санта-Розе, Калифорния, любезно предоставлена ​​Министерством энергетики США / NREL.

Существует два основных типа электрического цикла, широко известных как полный и вспомогательный, и они различаются способом питания от электродвигателя:

• Full-power : Эти велосипеды разработаны для минимального нажатия педалей на относительно коротких дистанциях.У них большие батареи и мощные мотор-редукторы, и они, как правило, большие, прочные и тяжелые. Такие велосипеды созданы для людей, которые любят ездить на велосипеде, но ненавидят крутить педали! Поскольку вы постоянно используете питание, диапазон ограничен (обычно 16–30 км или 10–20 миль).
• Power-Assistant : также известные как велосипеды с педалями, это велосипедные эквиваленты гибридных автомобилей: они предназначены для работы на педали довольно много времени и с электрическим приводом, когда вы устали или когда вы чувствуете как небольшая электрическая помощь (например, когда вы идете в гору).В отличие от мотоциклов с полной мощностью, у них нет ступичных двигателей; вместо этого есть отдельный электродвигатель, установленный рядом с задним колесом и приводящий его в движение либо через зубчатую звездочку, либо просто путем прижатия к заднему колесу. Если мотор-редуктор трудно или невозможно крутить педали без какой-либо мощности (потому что вы фактически превращаете его в генератор), Электродвигатели с усилителем легко вращаются с небольшим сопротивлением или без него, когда вы крутите педали. Это дает велосипедам с усилителем гораздо больший запас хода, чем у мотоциклов со ступичным двигателем (80–145 км или 50–90 миль).

Насколько экологически безопасны электрические велосипеды?

Фото: Может ли солнечная энергия стать будущим электрических велосипедов? Большая солнечная панель, установленная на заднем колесе этого экспериментального велосипеда, приводит в действие электродвигатель, соединенный цепной передачей с задним колесом, помогая гонщику, когда он не хочет крутить педали. Использование экологически чистой солнечной энергии устранит проблему необходимости заряжать электрические велосипеды электричеством, вырабатываемым из ископаемого топлива, и поможет значительно расширить их диапазон.Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерством энергетики США / NREL.

Нет никаких сомнений в том, что электрические велосипеды намного лучше для окружающей среды, чем бензиновые автомобильные двигатели. Но это не значит они совершенно идеальны. Изготовление и утилизация батарей могут быть очень загрязняет окружающую среду. Не только это, но электрический велосипед все еще использует энергия, которая должна откуда-то исходить. Ты может подумать, что вы используете чистую зеленую энергию, но электричество, которое вы используете для пришли из грязной старой угольной электростанции установка или управляемая ядерной энергией.(Если вам повезет, конечно, это могло быть от солнечных батарей или ветряк!) Электровелосипеды далеко не так экологичны, как обычные велосипеды-толкатели, но Ничто не бывает совершенным, и, как часто говорят, «прекрасное — враг хорошего». Электрические велосипеды — это, безусловно, шаг в правильном направлении. Если бы все использовали их для передвижения вместо автомобилей, глобальное потепление могло бы стать меньшей проблемой, и мир стал бы намного чище и здоровее!

Диаграмма

: Электрические велосипеды быстро становятся популярными.На этой диаграмме показан рост продаж того, что производители называют «электрическими циклами с поддержкой электроэнергии (EPAC)» в европейских странах за последнее десятилетие. Ежегодно в Европе продается несколько миллионов электрических велосипедов, что составляет около 10 процентов от общего объема продаж велосипедов в Европе. Эта диаграмма не показывает, что велосипеды в одних странах гораздо популярнее, чем в других: на четыре страны приходится около 70 процентов всех продаж (Германия — 36 процентов; Нидерланды — 16 процентов; Бельгия — 10 процентов; и Франция 8 процентов).Источник данных: CONEBI (Конфедерация европейской велосипедной индустрии).

Кто изобрел электрические велосипеды?

Работа: Один из первых электровелосипедов. Две работы из Патент США 552271: Электрический велосипед Огдена Болтона, любезно предоставлено Бюро по патентам и товарным знакам США. Обратите внимание, что мы раскрасили исходное изображение и немного отредактировано для повышения четкости.

Самый старый патент на электрический велосипед, который мне удалось найти в Бюро патентов и товарных знаков США, — это one, автор Огден Болтон младший .Кантона Огайо, который был подан в сентябре 1895 года и предоставлен три месяца спустя. Из этих оригинальных диаграмм видно, что он удивительно похож на современные электрические велосипеды. В На общем изображении слева вы можете видеть ступичный двигатель на заднем колесе (синий), аккумулятор, подвешенный к раме (красный), и простое управление на руле, чтобы машина остановилась и уехала. В более подробном разрезе ступичного двигателя справа вы можете см. шестиполюсный магнит в центре (оранжевый), прикрученный к раме, и якорь (сделанный из витой проволоки, желтый), который вращается вокруг него при включении тока.Даже по современным меркам это довольно здоровенный мотор; Огдон упоминает «сильный ток при низком напряжении — например, чтобы нести сто ампер при десяти вольт». Так вот 1000 Вт, что примерно вдвое превышает мощность типичного современного двигателя ступицы велосипеда.

Рекламные ссылки

Узнать больше

На сайте

Книги

• Книга об электронных велосипедах Ханнеса Нойперта и др., TeNeues Verlag, 2013. Большое количество деталей, множество фотографий и иллюстраций делают эту книгу удобной для просмотра и обучения.
• «Постройте свой собственный электрический велосипед», Мэтью Слинн. TAB Green Guru Guides / McGraw-Hill, 2010. Знакомит с электрическими велосипедами и их преимуществами, обсуждает вопросы безопасности и юридические вопросы, а затем продолжает объяснять, как построить велосипед с комплектом ступичного двигателя. Также охватывает ремонт, техническое обслуживание и более сложные проекты.
• Электрические велосипеды Дэвида Хеншоу и Ричарда Писа. Превосходные книги, 2010. Представляет электрические велосипеды, описывает их историю и объясняет, как выбрать и использовать собственный велосипед.
• Электрические велосипеды: руководство по проектированию и использованию Уильяма К. Морчина и Генри Омана. Руководство по электрическому велосипеду, 2006 г. Базовая вводная брошюра.

Статьи

• Вперед в 2021 году: как купить электрический велосипед, Патрик Коллисон, The Guardian, 26 декабря 2020 г. В актуальном руководстве для покупателя предлагаются советы по покупке и некоторые популярные модели.
• Как электронный велосипед изменил мою жизнь, Дженнифер Финни Бойлан, The New York Times, 20 августа 2019 г.Как электровелосипед дал велосипедисту новую жизнь.
• Почему я горжусь поездкой на электровелосипеде Филиппа Перри, The Guardian, 27 августа 2017 г. Типичный представитель «целевой аудитории электровелосипедов» проверяет велосипеды с усилителем мощности.
• Колесо GeoOrbital позволяет сделать ваш велосипед электрическим за считанные минуты. Автор Филип Э. Росс. IEEE Spectrum, 26 апреля 2016 г. Колесо помощи педалям, финансируемое GeoOrbital, обещает «сделать ваш велосипед электрическим за 60 секунд».
• Гретхен Рейнольдс «Удивительные преимущества электрического велосипеда для здоровья».The New York Times, 6 июля 2016 г. Электровелосипеды могут побудить автомобилистов снова сесть на два колеса, что принесет реальную пользу их здоровью.
• Колесо дает велосипедистам дополнительный толчок: BBC News, 27 февраля 2015 г. Новое устройство под названием Copenhagen Wheel превращает велосипеды-толкатели в электрические «гибриды».
• Дэнни Хаким, продажи электровелосипедов в Европе стремительно растут. The New York Times, 8 августа 2014 года. Похоже, что в Европе популярны электрические велосипеды, но при ближайшем рассмотрении некоторые страны покупают их намного быстрее, чем другие.
• Электроусилитель для велосипедистов Дж. Дэвида Гудмана. The New York Times, 31 января 2010 г. В Китае насчитывается более 120 миллионов электрических велосипедов, и теперь китайские производители поддержали технологию, они способствуют росту на других мировых рынках.
• The Hybrid E-Bike, Дэвид Шнайдер, IEEE Spectrum, 31 августа 2009 г. Исследует способы сделать свой собственный велосипед с педалями.

Патенты

• Патент США 552 271: Электрический велосипед Огдена Болтона, 31 декабря 1895 г.Возможно, это первый в мире электрический велосипед, как описано выше.
• Патент США 3921741: Велосипед с электродвигателем. Ирвин Гарфинкль и др., Avco Group, 25 ноября 1975 года. Мотоцикл-ступица 1970-х годов.
• Патент США 6874592: Велосипед с электроприводом. Казунобу Йокотани и Хидеаки Аоки, Sanyo Electric Co., Ltd., 5 апреля 2005 г. Современный электрический велосипед с рекуперативным торможением.
• Патент США 20160068056: Автономные планетарные орбитальные колеса в сборе, Майкл Буртов и др., GeoOrbital, 10 марта 2016 г.Подробное техническое описание инновационной, простой в установке замены передних колес GeoOrbital.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Крис Вудфорд 2007, 2018.Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис. (2007/2018) Электровелосипеды. Получено с https://www.explainthatstuff.com/electricbikes.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Подробнее на нашем сайте…

Как работают электрические велосипеды?

Как работают электрические велосипеды? — Объясни это Рекламное объявление

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 13 января 2021 г.

Просто, удобно, дешево и экономичный — велосипеды являются одним из любимые в мире виды транспорта. Но они не для все. Им может быть трудно крутить педали вверх и вниз по холму или с тяжелым нагрузки, а пожилые люди или инвалиды могут счесть их невозможными управлять.В последние несколько лет появилось новое поколение электровелосипедов начал революцию в нашем представлении об экологически чистом транспорт. В этих новых велосипедах есть все удобства автомобилей с вся простая экономия обычных циклов. Давайте подробнее рассмотрим как они работают.

Фото: этот типичный электрический велосипед Sanyo Eneloop (производство снятого с производства) имел запас хода около 30–55 км (17–35 миль) и максимальную скорость около 24 км / ч (15 миль в час). Обратите внимание на 250-ваттный мотор-редуктор на переднем колесе и 5.7Ач литий-ионный аккумулятор (черный, с маркировкой «Sanyo», прямо перед задним колесом). Изображение с любезного разрешения и любезности Ричарда Мэйсонера, первоначально опубликованное на Flickr под лицензией Creative Commons (CC BY-SA 2.0).

Базовая концепция электровелосипеда

Если у вас есть велосипедные фары с динамо-приводом, значит, у вас уже есть электрический велосипед! Учтите: пока вы качаете ногами вверх-вниз на педалях вы заставляете вращаться колеса. Маленькая динамо-машина (генератор) установлен на заднее колесо производит крошечный ток электричество, которое сохраняет ваш задняя контрольная лампа горит в темноте.Теперь предположим, что вы можете запустить это процесс в обратном направлении. Что делать, если вы удалили лампу и заменили ее большой аккумулятор. Вылетит аккумулятор постоянный электрический ток, вращая динамо-машину задним ходом, чтобы она вращалась как электродвигатель. Когда динамо-двигатель вращался, он вращал шину и делал велосипед ехать без помощи педалей. Эй, presto: электрический велосипед! Это может показаться немного надуманным, но это более или менее точно как работают электрические велосипеды.

Основные части электровелосипеда

Электровелосипед состоит из четырех основных частей: аккумуляторов, двигатель, прочная рама и спицы, и тормоза.

Рекламные ссылки

Аккумуляторы

Фото: Электровелосипеды выдаются своими большими аккумуляторными батареями, обычно устанавливаемыми где-то на раме между колесами. На фото Sanyo Eneloop вверху аккумулятор установлен вертикально рядом с подседельной трубой.

Батареи самые важные части велосипеда, потому что (если вы не крутите педали) они содержат всю силу, которая будет вести вас вперед. Типичный электровелосипед батареи дают около 350–500 Вт мощности (это примерно 35–50 вольт и 10 ампер), что примерно на четверть меньше, чем нужно для электрический тостер.Теоретически вы можете использовать любую батарею на велосипед. Однако на практике вы хотите использовать что-то, что хранит много энергии, не будучи слишком тяжелым — иначе вы будете использовать половину своего мощность просто перемещает аккумулятор! Это исключает тяжелые свинцово-кислотные батареи, подобные тем, которые запускают автомобили, хотя некоторые электрические велосипеды используют их. Легкий литий-ионные аккумуляторы, аналогично тем, что используются в портативных компьютерах, мобильные (сотовые) телефоны и MP3 игроков, сейчас самый популярный выбор, хотя они больше дорогие чем старые аккумуляторные батареи, такие как никель-кадмиевые («никад»).Обычные аккумуляторы дают вашему велосипеду диапазон от 10 до 40 миль между зарядами (в зависимости от местности) и максимальной скоростью 10–20 миль в час (это примерно максимум, допустимый в большинстве стран. автомобили по закону). Вы можете расширить диапазон, крутя педали или в свободное время.

Электродвигатель

В теоретическом электрическом велосипеде, который мы рассмотрели выше, у нас был динамо / двигатель, приводящий в движение заднее колесо напрямую, просто нажав на шина. Большинство электрических велосипедов работают иначе.У них компактные электродвигатели встроен в ступицу заднего или переднего колеса (или установлен в центре велосипеда и соединен с звездочкой педали). Взгляни на ступица электрического велосипеда, и, вероятно, вы увидите, что она намного толще и крупнее чем на обычном байке. Вы можете узнать больше о том, как работают эти двигатели, в нашей основной статье о ступичных двигателях.

Фото: Слева: ступичный двигатель электрического велосипеда. Справа: если вы сняли кожух, вот такие вещи вы бы увидели.Это простой бесщеточный мотор от вентилятора охлаждения ПК, но он работает примерно так же, как ступичный двигатель велосипеда. Статическая часть состоит из четырех катушек электромагнита (слева) и вращающегося часть (правая) сделана из постоянного магнита (серое кольцо), который крепится к ней. Когда катушки находятся под напряжением в Последовательно они создают магнитное поле, которое заставляет вращаться постоянный магнит и вентилятор. На первый взгляд ступичный мотор выглядит очень как обычная велосипедная втулка, но присмотритесь внимательнее, и вы обнаружите, что она намного громоздче.

Изображение: ступичные двигатели — не единственный способ приводить в действие колеса электрического велосипеда. Если вы когда-нибудь наблюдали, как мышь носится внутри колеса для упражнений, вы, возможно, задавались вопросом, можно ли управлять колесом электрически таким же образом, с чем-то, что прижимается к внутренней стороне обода. Компания под названием GeoOrbital разрабатывает гениальный механический эквивалент, который можно использовать для питания обычных велосипедов — и вот упрощенная иллюстрация того, как это работает. Он имеет приводной ролик с электроприводом (красный), который прижимается к внутреннему ободу, питаемый от аккумуляторной батареи (оранжевый), которая плотно сидит внутри колеса.Два направляющих ролика (синие), смонтированные на натянутом каркасе (зеленый), заменяют спицы, как обычно. Согласно GeoOrbital, вы можете установить одно из его колес на обычный велосипед всего за 60 секунд.

Рама

Рама электровелосипеда тоже должна немного отличаться. В основная часть рамы (бита, выдерживающая ваш вес) обычно из легкого алюминиевого сплава: чем легче рама, тем меньше вес велосипеда в целом, и тем дальше он может путешествовать перед перезарядкой батарей.Спицы на колесе тоже должны быть прочнее тонких спиц на традиционном велосипеде. Это потому, что электродвигатель в ступице сильно раскручивает колесо. крутящего момента (известного как крутящий момент) и, если бы спицы были обычными легкие, они могли гнуться или согнуться.

Тормоза

Некоторые электрические велосипеды утверждают, что используют изящный трюк под названием рекуперативное торможение. Если Вы начинаете крутить педали на велосипеде или спускаться с горы, крутятся колеса поверните электродвигатель в ступице задним ходом и начните заряжать батареи.На практике рекуперативное торможение далеко не так полезно на электровелосипеде, как на электричке или автомобиле. Электрический велосипед имеет гораздо меньшую массу и скорость, чем поезд или автомобиль, поэтому он никогда не набирает (и не теряет) ничего подобного. столько же кинетической энергии, когда он запускается и останавливается. Вам придется спуститься с очень многих холмов, чтобы зарядиться батарейки полностью, что обычно непрактично. А что смысл крутить колеса просто чтобы зарядить аккумулятор? Ты с таким же успехом мог бы купить для начала обычный велосипед!

Два типа электродвигателей для электровелосипедов

Фото: Комплект усилителя мощности Zap Electric превращает обычный велосипед в электрический.Прямо над задним колесом, за ногой полицейского, есть прикрепленный на болтах электродвигатель постоянного тока (весом чуть более 3 кг или 7 фунтов), который прижимается к шине и управляет ею простым трением. Двигатель питается от компактной свинцово-кислотной батареи (весом около 5,5 кг или 12 фунтов) внутри защитного нейлонового мешка. Этот комплект добавляет байку немного веса, но при необходимости дает дополнительный запас хода и скорость. Фотография сделана Риком Тангом в Санта-Розе, Калифорния, любезно предоставлена ​​Министерством энергетики США / NREL.

Существует два основных типа электрического цикла, широко известных как полный и вспомогательный, и они различаются способом питания от электродвигателя:

• Full-power : Эти велосипеды разработаны для минимального нажатия педалей на относительно коротких дистанциях.У них большие батареи и мощные мотор-редукторы, и они, как правило, большие, прочные и тяжелые. Такие велосипеды созданы для людей, которые любят ездить на велосипеде, но ненавидят крутить педали! Поскольку вы постоянно используете питание, диапазон ограничен (обычно 16–30 км или 10–20 миль).
• Power-Assistant : также известные как велосипеды с педалями, это велосипедные эквиваленты гибридных автомобилей: они предназначены для работы на педали довольно много времени и с электрическим приводом, когда вы устали или когда вы чувствуете как небольшая электрическая помощь (например, когда вы идете в гору).В отличие от мотоциклов с полной мощностью, у них нет ступичных двигателей; вместо этого есть отдельный электродвигатель, установленный рядом с задним колесом и приводящий его в движение либо через зубчатую звездочку, либо просто путем прижатия к заднему колесу. Если мотор-редуктор трудно или невозможно крутить педали без какой-либо мощности (потому что вы фактически превращаете его в генератор), Электродвигатели с усилителем легко вращаются с небольшим сопротивлением или без него, когда вы крутите педали. Это дает велосипедам с усилителем гораздо больший запас хода, чем у мотоциклов со ступичным двигателем (80–145 км или 50–90 миль).

Насколько экологически безопасны электрические велосипеды?

Фото: Может ли солнечная энергия стать будущим электрических велосипедов? Большая солнечная панель, установленная на заднем колесе этого экспериментального велосипеда, приводит в действие электродвигатель, соединенный цепной передачей с задним колесом, помогая гонщику, когда он не хочет крутить педали. Использование экологически чистой солнечной энергии устранит проблему необходимости заряжать электрические велосипеды электричеством, вырабатываемым из ископаемого топлива, и поможет значительно расширить их диапазон.Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерством энергетики США / NREL.

Нет никаких сомнений в том, что электрические велосипеды намного лучше для окружающей среды, чем бензиновые автомобильные двигатели. Но это не значит они совершенно идеальны. Изготовление и утилизация батарей могут быть очень загрязняет окружающую среду. Не только это, но электрический велосипед все еще использует энергия, которая должна откуда-то исходить. Ты может подумать, что вы используете чистую зеленую энергию, но электричество, которое вы используете для пришли из грязной старой угольной электростанции установка или управляемая ядерной энергией.(Если вам повезет, конечно, это могло быть от солнечных батарей или ветряк!) Электровелосипеды далеко не так экологичны, как обычные велосипеды-толкатели, но Ничто не бывает совершенным, и, как часто говорят, «прекрасное — враг хорошего». Электрические велосипеды — это, безусловно, шаг в правильном направлении. Если бы все использовали их для передвижения вместо автомобилей, глобальное потепление могло бы стать меньшей проблемой, и мир стал бы намного чище и здоровее!

Диаграмма

: Электрические велосипеды быстро становятся популярными.На этой диаграмме показан рост продаж того, что производители называют «электрическими циклами с поддержкой электроэнергии (EPAC)» в европейских странах за последнее десятилетие. Ежегодно в Европе продается несколько миллионов электрических велосипедов, что составляет около 10 процентов от общего объема продаж велосипедов в Европе. Эта диаграмма не показывает, что велосипеды в одних странах гораздо популярнее, чем в других: на четыре страны приходится около 70 процентов всех продаж (Германия — 36 процентов; Нидерланды — 16 процентов; Бельгия — 10 процентов; и Франция 8 процентов).Источник данных: CONEBI (Конфедерация европейской велосипедной индустрии).

Кто изобрел электрические велосипеды?

Работа: Один из первых электровелосипедов. Две работы из Патент США 552271: Электрический велосипед Огдена Болтона, любезно предоставлено Бюро по патентам и товарным знакам США. Обратите внимание, что мы раскрасили исходное изображение и немного отредактировано для повышения четкости.

Самый старый патент на электрический велосипед, который мне удалось найти в Бюро патентов и товарных знаков США, — это one, автор Огден Болтон младший .Кантона Огайо, который был подан в сентябре 1895 года и предоставлен три месяца спустя. Из этих оригинальных диаграмм видно, что он удивительно похож на современные электрические велосипеды. В На общем изображении слева вы можете видеть ступичный двигатель на заднем колесе (синий), аккумулятор, подвешенный к раме (красный), и простое управление на руле, чтобы машина остановилась и уехала. В более подробном разрезе ступичного двигателя справа вы можете см. шестиполюсный магнит в центре (оранжевый), прикрученный к раме, и якорь (сделанный из витой проволоки, желтый), который вращается вокруг него при включении тока.Даже по современным меркам это довольно здоровенный мотор; Огдон упоминает «сильный ток при низком напряжении — например, чтобы нести сто ампер при десяти вольт». Так вот 1000 Вт, что примерно вдвое превышает мощность типичного современного двигателя ступицы велосипеда.

Рекламные ссылки

Узнать больше

На сайте

Книги

• Книга об электронных велосипедах Ханнеса Нойперта и др., TeNeues Verlag, 2013. Большое количество деталей, множество фотографий и иллюстраций делают эту книгу удобной для просмотра и обучения.
• «Постройте свой собственный электрический велосипед», Мэтью Слинн. TAB Green Guru Guides / McGraw-Hill, 2010. Знакомит с электрическими велосипедами и их преимуществами, обсуждает вопросы безопасности и юридические вопросы, а затем продолжает объяснять, как построить велосипед с комплектом ступичного двигателя. Также охватывает ремонт, техническое обслуживание и более сложные проекты.
• Электрические велосипеды Дэвида Хеншоу и Ричарда Писа. Превосходные книги, 2010. Представляет электрические велосипеды, описывает их историю и объясняет, как выбрать и использовать собственный велосипед.
• Электрические велосипеды: руководство по проектированию и использованию Уильяма К. Морчина и Генри Омана. Руководство по электрическому велосипеду, 2006 г. Базовая вводная брошюра.

Статьи

• Вперед в 2021 году: как купить электрический велосипед, Патрик Коллисон, The Guardian, 26 декабря 2020 г. В актуальном руководстве для покупателя предлагаются советы по покупке и некоторые популярные модели.
• Как электронный велосипед изменил мою жизнь, Дженнифер Финни Бойлан, The New York Times, 20 августа 2019 г.Как электровелосипед дал велосипедисту новую жизнь.
• Почему я горжусь поездкой на электровелосипеде Филиппа Перри, The Guardian, 27 августа 2017 г. Типичный представитель «целевой аудитории электровелосипедов» проверяет велосипеды с усилителем мощности.
• Колесо GeoOrbital позволяет сделать ваш велосипед электрическим за считанные минуты. Автор Филип Э. Росс. IEEE Spectrum, 26 апреля 2016 г. Колесо помощи педалям, финансируемое GeoOrbital, обещает «сделать ваш велосипед электрическим за 60 секунд».
• Гретхен Рейнольдс «Удивительные преимущества электрического велосипеда для здоровья».The New York Times, 6 июля 2016 г. Электровелосипеды могут побудить автомобилистов снова сесть на два колеса, что принесет реальную пользу их здоровью.
• Колесо дает велосипедистам дополнительный толчок: BBC News, 27 февраля 2015 г. Новое устройство под названием Copenhagen Wheel превращает велосипеды-толкатели в электрические «гибриды».
• Дэнни Хаким, продажи электровелосипедов в Европе стремительно растут. The New York Times, 8 августа 2014 года. Похоже, что в Европе популярны электрические велосипеды, но при ближайшем рассмотрении некоторые страны покупают их намного быстрее, чем другие.
• Электроусилитель для велосипедистов Дж. Дэвида Гудмана. The New York Times, 31 января 2010 г. В Китае насчитывается более 120 миллионов электрических велосипедов, и теперь китайские производители поддержали технологию, они способствуют росту на других мировых рынках.
• The Hybrid E-Bike, Дэвид Шнайдер, IEEE Spectrum, 31 августа 2009 г. Исследует способы сделать свой собственный велосипед с педалями.

Патенты

• Патент США 552 271: Электрический велосипед Огдена Болтона, 31 декабря 1895 г.Возможно, это первый в мире электрический велосипед, как описано выше.
• Патент США 3921741: Велосипед с электродвигателем. Ирвин Гарфинкль и др., Avco Group, 25 ноября 1975 года. Мотоцикл-ступица 1970-х годов.
• Патент США 6874592: Велосипед с электроприводом. Казунобу Йокотани и Хидеаки Аоки, Sanyo Electric Co., Ltd., 5 апреля 2005 г. Современный электрический велосипед с рекуперативным торможением.
• Патент США 20160068056: Автономные планетарные орбитальные колеса в сборе, Майкл Буртов и др., GeoOrbital, 10 марта 2016 г.Подробное техническое описание инновационной, простой в установке замены передних колес GeoOrbital.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Крис Вудфорд 2007, 2018.Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис. (2007/2018) Электровелосипеды. Получено с https://www.explainthatstuff.com/electricbikes.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Подробнее на нашем сайте…

FAQ: Что такое электронный велосипед? Как это работает? Как мне на нем ездить?

Электронный велосипед — это велосипед с электродвигателем, который поможет вам в этом. Вы едете на нем так же, как на обычном велосипеде, но с меньшими усилиями. Электровелосипеды бывают разных стилей, от пригородных до горных велосипедов с полной подвеской и всего, что между ними. Наше внимание уделяется городским и грузовым велосипедам, используемым для поездок на работу, транспорта или удовольствия. С этой целью мы предлагаем велосипеды, в которых особое внимание уделяется качеству, они красивы на вид и прослужат долгое время.

Электродвигатель электровелосипеда работает путем автоматического включения (бесшумного) двигателя при нажатии на педаль. Есть два разных типа двигателей: двигатели, которые находятся в кривошипе, и двигатели, которые находятся в вашей задней ступице. У обоих типов есть свои плюсы и минусы, но в последние годы системы среднего привода в целом оказались лучшим вариантом. Ниже вы можете прочитать их краткое сравнение, но для более подробного сравнения прочтите FAQ по этой теме здесь .

Как правило, кривошипные двигатели обеспечивают более реалистичное впечатление от велосипеда.Это связано с тем, что двигатель определяет, сколько мощности вы прикладываете к педалям (с помощью датчика крутящего момента), и реагирует пропорционально (то есть, чем сильнее вы нажимаете педали, тем больше двигатель помогает вам). Это заставляет вас чувствовать, что у вас очень сильные ноги! Кривошипные двигатели, как правило, более отзывчивы, чем двигатели ступиц колес, и позволяют велосипеду катиться более свободно без дополнительного сопротивления двигателя в ступице. У нас есть несколько моделей электровелосипедов с кривошипными двигателями производства Bosch и Shimano.

Двигатели со ступицей колес существуют дольше и имеют более простую конструкцию.Большинство моторов ступиц колес не чувствуют, какую мощность вы производите своими ногами, поэтому они обычно либо «включены», либо «выключены». Из-за размещения двигателя в заднем колесе они также затрудняют замену проколов и делают ручку велосипеда менее похожей на обычный велосипед из-за менее сбалансированного распределения веса. По этим и другим причинам у нас больше нет электрических систем на базе концентраторов, за исключением одного замечательного велосипеда Brompton Electric .

Все наши электровелосипеды позволяют регулировать требуемую мощность или вообще отключать питание и ездить на нем, как на неэлектрическом велосипеде.Ниже вы можете найти видео, в котором мы рассмотрим основы использования нашего самого популярного велосипеда — Moustache Xroad . Даже если у вас есть велосипед, отличный от этого, многие из этих очков универсальны для всех электровелосипедов, так что постарайтесь узнать больше!

Как работают электровелосипеды и нужно ли крутить на них педали?

Электровелосипеды становятся все более и более распространенными на наших дорогах и велосипедных дорожках в основном потому, что они являются идеальным вариантом, если вам нужна дополнительная помощь, чтобы получить удовольствие от езды на велосипеде.

Но каковы правила относительно того, что представляет собой электронный велосипед? А на электровелосипеде нужно крутить педали?

По закону, чтобы классифицировать велосипед как электрический, мотор должен помогать вам крутить педали. Так что он не может дать силы, если вы не приложите хотя бы часть собственных усилий. В систему будет встроен датчик крутящего момента, который измеряет вашу мощность и регулирует мощность двигателя, чтобы соответствовать.

Системы электрических велосипедов обычно имеют несколько различных уровней помощи, которые вы можете выбрать с помощью кнопки, обычно на руле или верхней трубе.Это позволяет вам выбрать, какой толчок вы хотите, чтобы двигатель давал. Чем больше помощь, тем меньше радиус действия, поэтому рекомендуется сэкономить максимум помощи на подъемах и уменьшить ее, когда она вам не нужна.

Ассортимент двигателей Bosch обеспечивает четыре различных уровня помощи. В зависимости от двигателя, установленного на вашем электронном велосипеде, максимальная мощность может составлять от 250% до 400% от вашей мощности, в то время как самый низкий режим Eco добавляет от 40% до 60% дополнительного толчка.

Bosch предлагает 11 двигателей с различными уровнями поддержки.

(Изображение предоставлено Джеймсом Брейси)

Вы также можете полностью выключить двигатель и ездить без посторонней помощи.Вес двигателя и аккумулятора может немного затруднить работу, несмотря на то, что большинство систем не оказывают сопротивления в выключенном состоянии. В некоторых системах есть кнопка Boost или Turbo, которая дает вам дополнительный толчок, пока они удерживаются.

Законы Великобритании и ЕС, а также нормативные акты Австралии ограничивают максимальную скорость двигателя электрического велосипеда до 25 км / ч / 15,5 миль в час. В США электронный велосипед может развивать скорость до 20 миль в час. Кроме того, двигатель должен отключиться. Вы можете ездить на более высокой скорости, но своим ходом.

>>> Электровелосипеды и законы Великобритании: что вам нужно знать

На новейших легких дорожных электровелосипедах, таких как Wilier Cento1 Hy, скорость более 25 км / ч вполне возможна для велосипедиста в хорошей форме по ровным дорогам или спускаться под гору, хотя на более тяжелых электровелосипедах с плоской балкой и широкими шинами это немного сложнее. Выезжайте на холм или постепенно поднимающуюся дорогу, и ваша скорость, скорее всего, упадет ниже этой, а двигатель снова включится, чтобы помочь вам.

Электрические мопеды

Если двигатель вашего электрического велосипеда управляется дроссельной заслонкой или поворотной рукояткой руля, а не его мощность регулируется в зависимости от мощности, которую вы обеспечиваете с помощью педалей, электронный велосипед не будет классифицирован как электрический велосипед.

С таким велосипедом обращаются так же, как с бензиновым мопедом, и для этого вам необходимо иметь лицензию на использование электронного велосипеда, облагать налогом и застрахованным. По закону вы также обязаны носить шлем. Более того, на нем нельзя проехать по велосипедной дорожке, а нужно ехать по главной проезжей части.

То же самое относится к электрическим велосипедам с двигателями мощностью более 250 Вт. Более мощные электровелосипеды, например, от швейцарского бренда Stromer, подлежат такому же законному обращению, даже если вам нужно крутить педали.

Однако правила немного меняются, и появилась новая категория грузовых электровелосипедов, которые могут использовать двигатель, обеспечивающий большую выходную мощность, чтобы лучше помогать водителям при перемещении тяжелых грузов.

Итак, чтобы ответить на большой вопрос: да, вам действительно нужно крутить педали электрического велосипеда, если вы хотите пользоваться преимуществами езды на велосипеде, но с немного меньшими физическими усилиями.

Электродвигатель велосипеда | Запчасти для электрических велосипедов

Электровелосипеды популярны как никогда и доступны практически в любой ценовой категории.Если вы подумываете о его покупке, скорее всего, у вас есть вопросы об электродвигателе, который перемещает вас по холмам и доставляет невозможные Strava KOM. Мы тоже это сделали, поэтому тщательно исследовали растущую индустрию электронных велосипедов, чтобы узнать все, что можно, о двигателях и способах их взаимодействия с электронным велосипедом и водителем.

При этом мы поговорили с такими экспертами, как Джастин Лемир-Элмор, основатель и владелец Grin Technologies, инженерной компании из Ванкувера, которая специализируется на комплектах для самостоятельного изготовления электровелосипедов.Понтус Мальмберг, основатель Blix Bikes и со-дизайнер двигателей со ступичной передачей SpinTech, и Джонатан Вайнерт, менеджер по продажам и маркетингу Bosch eBike Systems, также внесли свой вклад.

---

В этом руководстве

В следующем пояснении мы рассмотрим эти темы о двигателях электронного велосипеда:

Как работают двигатели электронного велосипеда

Как двигатели работают с остальной частью электронного велосипеда

Различные типы двигателей

Моторы со средним приводом и моторы-ступицы

Моторы с прямым приводом и моторы с редуктором

Что означают номинальные мощности

Что еще нужно искать

Мы надеемся, что вы уйдете с лучшим пониманием технологии, хотя бы для удовлетворения вашего любопытства о велосипедах, которые едут whirrrrr.

---

По сути, электродвигатели преобразуют электрическую энергию в механическую. В электронных велосипедах используются бесщеточные двигатели постоянного тока или двигатели BLDC, что означает, что они не используют щетки для изменения направления тока, протекающего к двигателю, как это делали старые электродвигатели. Эти щетки снижали эффективность двигателей и со временем изнашивались, поэтому бесщеточные двигатели были стандартом уже более десяти лет.

В бесщеточных электродвигателях используются постоянные магниты и электромагниты для преобразования электрической энергии в механическую.

Wikimedia Commons

Откройте двигатель BLDC, и вы увидите связку проводов, намотанных вокруг ряда круглых полюсов. Это статор; он становится электромагнитом, когда контроллер мотора пропускает ток от аккумулятора по проводам. Вы также увидите серию круглых постоянных магнитов, расположенных непосредственно внутри или снаружи статора. Ориентация магнитов относительно статора зависит от типа двигателя BLDC, но в любом случае это ротор.

Понимание взаимодействия между ротором и статором имеет решающее значение для понимания того, как работают двигатели электронного велосипеда.Когда ток проходит через электромагниты статора в круговой последовательности, эти электромагниты отталкиваются и притягивают постоянные магниты на роторе, заставляя его вращаться. Статор прикреплен к валу. В двигателе со средним приводом вал вращается для создания крутящего момента, и этот крутящий момент дает вам помощь при педалировании через небольшую переднюю звезду, соединенную с валом. В мотор-редукторах вал становится осью и поэтому не вращается. Вместо этого вращается сам ротор, заставляя вращаться весь двигатель (ступица), создавая крутящий момент для вращения переднего или заднего колеса.

Помимо мотора, все электровелосипеды оснащены контроллерами мотора и батареями. Контроллеры регулируют количество мощности, поступающей на двигатель, которая использует ваши входные данные для передачи желаемого количества тока от батареи в двигатель. «Электровелосипед превращается в электронный велосипед благодаря тому, как распределяется мощность», — говорит Лемир-Элмор. Электронные велосипеды с педалями могут использовать датчик скорости (также известный как частота вращения педалей), который регулирует электронную помощь, определяя частоту вращения педалей, или датчики крутящего момента, которые определяют, какой крутящий момент водитель прикладывает к педалям.Некоторые электронные велосипеды имеют дроссели, позволяющие использовать двигатель независимо от педалирования, хотя региональные законы определяют, где вы можете и не можете использовать электронные велосипеды с дроссельной заслонкой.

Несмотря на то, что они используют одну и ту же базовую технологию, моторы, которые вы увидите на современных электровелосипедах, представлены в трех основных вариантах. Двигатели среднего привода расположены в центре рамы велосипеда, где обычно находится нижний кронштейн. Электровелосипеды с приводом от ступицы имеют двигатели в передней или задней ступице, и есть два типа ступичных двигателей.Двигатели-ступицы с прямым приводом, за исключением подшипников, не имеют движущихся частей: двигатель просто вращается вокруг оси, которая закреплена на дропауте рамы. В мотор-редукторах используется серия планетарных шестерен для снижения частоты вращения двигателя и увеличения его выходного крутящего момента. Вы также найдете комплекты для вторичного электронного велосипеда, которые позволяют оборудовать стандартный велосипед средним приводом или мотор-ступицей, а среди комплектов вторичного рынка есть фрикционные приводы, которые используют вращающееся колесо, которое контактирует с задней шиной для создания тяги. .

Средние диски

Покомпонентное изображение двигателя среднего привода Bosch.

Предоставлено Bosch

Двигатели среднего привода расположены между кривошипами электровелосипеда. Электродвигатель создает крутящий момент, который вращает вал, соединенный с передней звездой. Таким образом, двигатель дополняет мощность педалирования в цепном приводе велосипеда, а не добавляет дополнительный источник энергии. В моторном блоке также есть редукторная система.Двигатели Bosch со средним приводом вращаются сотни раз в минуту — намного быстрее, чем вы могли бы крутить педали, — поэтому внутренняя передача двигателя снижает частоту вращения вала, тем самым оптимизируя производительность системы до удобной для водителя частоты вращения от 50 до 80 об / мин, Вайнерт от Bosch говорит. Все системы среднего привода, кроме самых низких, включают в себя датчики передач, которые отключают мощность двигателя, когда вы переключаете передачи, чтобы избежать разрыва цепи, когда велосипед не включен.

Ступичные двигатели с прямым приводом

Разобранный двигатель с прямым приводом.Ступица и ротор (левый элемент с магнитами) вращаются вокруг статора (центральный элемент с проводкой).

Джастин Лемир-Элмор

Мотор-ступицы с прямым приводом — это самые простые моторы для электровелосипедов. Вал двигателя становится задней осью. Поскольку вал зафиксирован на месте, двигатель (он же ступица) вращается вокруг вала, толкая вас вперед. Лемир-Элмор из Grin Technologies говорит, что двигатели с прямым приводом обычно больше в диаметре, чем мотор-редукторы, потому что большие ступицы означают увеличенный рычаг и более высокий выходной крутящий момент, который необходим для обеспечения адекватной мощности при более низких оборотах.Электровелосипеды с прямым приводом также могут вырабатывать электроэнергию во время торможения в процессе, называемом рекуперативным торможением. «Двигатели абсолютно двунаправленные, — говорит Лемир-Элмор. «Они могут двигаться вперед и назад с одинаковой эффективностью». Когда вы нажимаете на тормоза, выключатель сообщает контроллеру двигателя, что он должен стать генератором, а сопротивление генерирует электрическую энергию. Энергия, получаемая от рекуперативного торможения, минимальна — YouTuber Tom Stanton обнаружил, что средняя дальность полета увеличилась на 3.5 процентов с его системой рекуперации, хотя прирост энергии увеличивается на холмистых маршрутах, но основное преимущество заключается в экономии тормозной тормозной способности на длинных спусках, поскольку энергия торможения поглощается электроникой, а не за счет трения.

Мотор-редукторы со ступицей

Мотор-редуктор в разобранном виде. Планетарные передачи (вторая слева) замедляют скорость ступицы (справа).

Джастин Лемир-Элмор

Редукторные мотор-редукторы работают как мотор-редукторы с прямым приводом, за исключением того, что внутри ступицы находится электродвигатель, который вращается с гораздо большей скоростью.Вал этого двигателя соединяется с рядом планетарных шестерен, которые соединяются со ступицей, вращая ступицу на более низкой скорости. Этот метод генерирует больший крутящий момент, но меньшую максимальную скорость. Мотор-редукторы со ступицей, как правило, меньше в диаметре, чем моторы с прямым приводом, потому что им не нужен такой же большой двигатель для создания такого же крутящего момента на колесе, но планетарные шестерни также делают ступицы шире. Двигатели также включают в себя колесо свободного хода: это означает, что у них нет потенциала для рекуперативного торможения, но они будут двигаться свободно, вместо того, чтобы создавать незначительное сопротивление, когда они не находятся под напряжением, что делает электрические велосипеды с редукторными ступицами более похожими на традиционные велосипеды. .

Friction Motors

Электровелосипеды с фрикционным приводом кажутся архаичными по сравнению с моделями с современными ступичными двигателями и системами среднего привода, но недорогой дизайн имеет достоинства для велосипедистов, которые хотят переделать традиционный велосипед с минимальными усилиями. Мотор с болтовым креплением приводит в движение небольшое колесо, которое контактирует с шиной, обычно под нижними перьями или над перьями сиденья, хотя некоторые комплекты прикрепляются к опоре тормоза вилки. Колесо мотора раскручивает шину, толкая вас вперед. Трение означает повышенный износ шин, но положительным моментом является то, что комплекты легко заменяются между велосипедами .Вы не найдете фрикционных приводов на новых электровелосипедах, потому что они, как правило, громоздкие и менее эффективные, но комплекты «все в одном», такие как , этот от Alizeti , являются одними из самых простых способов электрифицировать стандартный велосипед.

DIY Systems

Если вы технически подкованы и не боитесь испачкать руки, вы можете дооснастить практически любой велосипед мотор-ступицей или системой среднего привода. Выбирайте двигатель, метод помощи при педалировании и размер батареи в соответствии с вашими потребностями с помощью комплектов для электровелосипедов на вторичном рынке.Мотор-редуктор Bafang G310 является фаворитом, например, среди производителей электронных велосипедов, а весь комплект для самостоятельной сборки стоит от 405 до 1056 долларов, в зависимости от вашего выбора компонентов (не включая аккумулятор). Для меньшей работы есть Copenhagen Wheel , мотор-ступица с прямым приводом и обод, который вставляется прямо в задние дропауты.

Выбор между электронным велосипедом с приводом от ступицы или средним приводом означает оценку ваших приоритетов в велосипеде. Имея это в виду, это плюсы и минусы каждого дизайна.

Плюсы и минусы среднего привода

Вообще говоря, средние приводы поднимаются по крутым холмам более эффективно, чем электронные велосипеды с приводом от ступицы, потому что они могут использовать существующую трансмиссию велосипеда, чтобы воспользоваться преимуществом более высокого понижения передачи для низкоскоростного подъема. вместо того, чтобы дополнять его в качестве дополнительного источника энергии без редуктора. (Недостаток эффективности возникает, когда мотор-ступица не вращается с оптимальной частотой вращения — мощный мотор-редуктор должен быть таким же эффективным, как и средний привод.) Их центральное положение на байке также создает более сбалансированную поездку.Это, в сочетании с преимуществом для лазания, делает их идеальным мотором для электронных горных велосипедов. Менять шины на электронных велосипедах со средним приводом проще, потому что между рамой и ступицей нет проводки, и это позволяет пользователям управлять любой колесной парой.

Система среднего привода Shimano STEPS обеспечивает центрированное распределение веса.

Предоставлено Shimano

Обратной стороной добавления двигателя среднего привода к велосипеду с цепным приводом является повышенный износ цепи.Уважаемые производители электронных велосипедов не будут экономить на качестве цепи, но добавленный крутящий момент означает, что вы, возможно, будете чаще заменять цепи. Средние приводы также более дороги, потому что они содержат больше механических компонентов и более высокое передаточное число, что увеличивает стоимость.

Плюсы и минусы ступичного привода

Поскольку ступичные двигатели работают вне цепной передачи велосипеда, они не изнашивают цепи и шестерни, как средние приводы. Они также дешевле, потому что производятся серийно в гораздо больших количествах и не требуют от производителей переделки рамы для соответствия конкретному двигателю.

Мотор-редуктор на Aventon’s Pace 500.

Тревор Рааб

Ступичные двигатели, особенно с прямым приводом, не так эффективны, как средние. «Если вы едете в гору на малой скорости, а двигатель вращается на малой скорости, вы превращаете большую часть этой мощности в тепло, а не в поступательное движение», — говорит Вайнерт. Более высокая мощность, необходимая для двигателей-ступиц с прямым приводом, означает увеличение мощности двигателей и батарей, что увеличивает вес.Распределение веса также не такое центрированное, хотя влияние на управляемость велосипеда зависит от веса мотора. Наконец, замена шин может быть утомительной, потому что вам нужно отсоединить провода, которые питают и управляют мотор-ступицей.

Если вы подумываете о электронном велосипеде с приводом от ступицы, выясните, с редуктором он или с прямым приводом. У каждого дизайна есть свои плюсы и минусы.

Вообще говоря, мотор-редукторы лучше подходят для низкоскоростных применений с высоким крутящим моментом, а двигатели с прямым приводом лучше для высокоскоростных применений.«[Мотор-редукторы] могут быть вдвое легче мотора с прямым приводом, который имеет такой же крутящий момент», — говорит Лемир-Элмор, из-за более высокой внутренней скорости вращения мотор-редуктора. Однако из-за того, что они рассчитаны на меньший крутящий момент, мотор-редукторы с трудом достигают такой же максимальной скорости, что и системы с прямым приводом, которые могут работать с более высокими скоростями и большей мощностью без перенапряжения. Двигатели-редукторы выбегают с меньшим сопротивлением, чем двигатели с прямым приводом, хотя добавленное сопротивление выбегу двигателя с прямым приводом минимально; это эквивалентно установке еще одного комплекта шин, — говорит Лемир-Элмор.

Такие двигатели с прямым приводом обычно бывают высокими и узкими. Усилие, обеспечиваемое статором большего размера, делает их подходящими для высокоскоростных приложений.

Джастин Лемир-Элмор

Двигатели

с прямым приводом, как правило, больше и тяжелее, потому что им требуется больше магнитного материала для создания крутящего момента на низких скоростях, но эта дополнительная мощность и механическая простота помогают им хорошо работать на более высоких скоростях. Они также имеют тенденцию быть тише, чем мотор-редукторы, хотя более новые мотор-редукторы с косозубой зубчатой ​​передачей (а не с прямой зубчатой ​​передачей) также почти не слышны.Прямые приводы также могут извлечь выгоду из небольшого увеличения запаса хода и уменьшения износа тормозов из-за рекуперативного торможения.

Попытка сравнить номинальную мощность электронного велосипеда — отличный способ потерять рассудок. Это связано с тем, что «номинальная мощность», используемая некоторыми производителями, не соответствует фактической выходной мощности двигателя или максимальной потенциальной выходной мощности. «Фактическая выходная мощность двигателя полностью зависит от того, насколько сильно он нагружен в данной ситуации, и максимальной электрической мощности, которую контроллер пропускает в двигатель», — говорит Лемир-Элмор.«Это не имеет ничего общего с рейтингом где бы то ни было».

Номинальная мощность может указывать на то, сколько мощности вы получаете в течение определенного периода времени, хотя универсального стандарта для пиковой или номинальной продолжительности мощности не существует. «Это может быть 10 или 30 секунд», — говорит Вайнерт. «Некоторые двигатели заявляют пиковую мощность в 750 Вт, но вы можете получить ее только в течение 1-2 секунд».

Вот как разобрать жаргон производителя. «Мощность» — это мера того, насколько быстро выполняется работа .Крутящий момент, величина, указанная некоторыми производителями, является мерой силы вращения. Чтобы определить мощность двигателя в ваттах, вы должны знать, насколько быстро он вращается: крутящий момент, умноженный на скорость вращения, равняется мощности. Таким образом, выходная мощность двигателя достигает пика при определенном количестве оборотов в минуту, и даже если бы вы знали число оборотов в минуту для пиковой мощности (удачи в получении этой цифры), вы бы не делали этого математического мидрайда.

Вы можете получить представление о том, какую максимальную мощность вы действительно почувствуете, если производитель укажет напряжение и (постоянную) силу тока аккумулятора электронного велосипеда с контроллера мотора.Это лучший показатель, чем мощность двигателя, потому что номиналы произвольны, но что касается электрической энергии, вы можете умножить вольты на амперы, чтобы получить ватты. Например, Juiced Bikes CrossCurrent X рассчитан на 750 Вт, или 1 лошадиную силу. Батарея рассчитана на 52 вольт, а контроллер мотора выдает ток 20 ампер. Следовательно, 52 В x 20 А = 1040 Вт, но вы не почувствуете 1040 Вт, потому что двигатели BLDC не на 100 процентов эффективны. «Вероятно, он на 75 процентов эффективен [при более высоком уровне мощности]», — говорит Лемир-Элмор о двигателе Bafang.Если двигатель эффективен на 75 процентов, то по математике вы почувствуете максимальную пиковую мощность в 780 Вт, что довольно близко к номинальной мощности двигателя 750 Вт. Для сравнения: складной электронный велосипед Blix Bikes Vika Travel имеет двигатель мощностью 250 (непрерывно) ватт, но батарея рассчитана на 36 вольт, а контроллер мотора выдает 18 ампер. Даже если двигатель потеряет 25 процентов входной мощности из-за неэффективности, теоретическая максимальная выходная мощность должна составить 486 Вт, что почти вдвое превышает номинальную мощность 250 Вт.Важно отметить, что Бликс отмечает, что мощность мотоцикла в 250 Вт является непрерывной, в то время как Juiced Bikes не сообщает, как долго его мощность в 750 Вт может поддерживаться.

Blix Vika Travel использует двигатели с передней ступицей, которые рассчитаны на постоянную мощность 250 Вт.

Предоставлено Blix

Крутящий момент менее субъективен. Если производитель указывает пиковый или устойчивый крутящий момент электронного велосипеда в ньютон-метрах, сделайте это. Еще лучше то, что процент поддержки (в списке Bosch ) говорит вам, насколько помогает двигатель при данном уровне электронной помощи.В противном случае, если вы очень хотите узнать, сколько мощности ваш велосипед может выдавать в течение длительного периода времени, мы рекомендуем обратиться к производителю и узнать значение номинальной мощности велосипеда перед покупкой.

Есть еще несколько вещей, которые нужно знать об электронных велосипедах, которые влияют на ваш долгосрочный опыт вождения. Вот что еще следует отметить.

Тип датчика

Электровелосипеды используют датчики для определения уровня помощи при педалировании в зависимости от действий водителя. Есть датчики скорости, а.к.а. датчики частоты вращения педалей, которые выдают электронную помощь в зависимости от частоты вращения педалей. Мальмберг из Blix Bikes говорит, что датчики доступны по цене, не требуют особого обслуживания и обеспечивают комфортное катание, которое ценят многие велосипедисты. «Если вы хотите ехать быстрее, крутите педали быстрее, а не сильнее», — говорит Мальмберг. Таким образом, ускорение так же просто, как увеличение частоты вращения педалей, независимо от того, сколько усилий вы прикладываете. Датчики скорости распространены на электронных велосипедах с приводом от ступицы.

Датчики крутящего момента, напротив, определяют правильную величину крутящего момента двигателя, измеряя, какой крутящий момент вы прикладываете к педалям.Чтобы ехать быстрее, нужно крутить педали сильнее. Это больше похоже на езду на традиционном велосипеде. Датчики крутящего момента популярны в велосипедах со средним приводом, особенно в электронных горных велосипедах, потому что они предлагают гонщикам больший контроль над применением электронной помощи: вам не нужны тонны мощности сразу при преодолении сложного участка трассы.

Дросселировать или нет

Некоторые электровелосипеды поставляются с дросселями, которые позволяют водителям получать доступ к электронной системе помощи велосипеда, не нажимая на педали. Дроссельные заслонки — это вопрос предпочтений гонщика, хотя они становятся особенно полезными на велосипедах с приводом от ступицы, если ваша трансмиссия выходит из строя на среднем ходу.Это также вопрос законности: в некоторых штатах электрические велосипеды определяются по классам . Электронный велосипед класса 1 имеет только помощь при педалировании и развивает максимальную скорость 20 миль в час, электронный велосипед класса 2 имеет педаль и дроссельную заслонку и достигает максимальной скорости 20 миль в час, а электронный велосипед класса 3 имеет помощь при педалировании, которая может достигать максимальной скорости 28 миль в час. Могут ли электронные велосипеды класса 3 иметь дросселирование, зависит от того, кого вы спрашиваете: Aventon’s Pace 500 имеет ассистент газа до 20 миль в час и педаль акселератора до 28 миль в час. Другими словами, ознакомьтесь с местными законами, прежде чем покупать электровелосипед с дроссельной заслонкой (или с электронной системой помощи, скорость которой превышает 20 миль в час).

Дроссельная заслонка на Aventon’s Pace 500 разгоняет байк до 20 миль в час, а с помощью педали — до 28 миль в час.

Тревор Рааб

Вопросы качества и гарантии

По мере того, как цена электронного велосипеда снижается, становится все более важным проверять информацию о гарантии перед покупкой. (На самом деле, это всегда хорошая идея.) Вот одна причина: электронные велосипеды более низкого уровня могут не иметь теплового отката — функции, которая измеряет внутреннюю температуру двигателя, чтобы предотвратить его перегрев.Думайте об этом как об ограничителе оборотов двигателя внутреннего сгорания автомобиля. «[Производители дешевых электронных велосипедов] делают ставку на то, что большинство людей не пытаются перелезть через горный перевал с включенным мотором», — говорит Лемир-Элмор. «Допустим, вы тащите трейлер в гору с двумя детьми, система может самоуничтожиться».

Когда двигатель становится слишком горячим, защитная эмаль вокруг проводов статора может расплавиться. Проще говоря, слишком долгое и продолжительное лазание на низкой скорости может поджечь двигатель без теплового отката, а его отсутствие на велосипеде — это не то, о чем производители с готовностью сообщат (хотя новые электровелосипеды без теплового отката обычно имеют двигатели, которые могут выдерживать большую мощность, чем производители указывают их на).Тем не менее, в Интернете есть много документации о перегреве моторов для электровелосипедов . Это лишь одна из многих вещей, которые могут выйти из строя с двигателем, аккумулятором или контроллером двигателя, поэтому очень важно знать, во что вы ввязываетесь, прежде чем покупать.

Мы надеемся, что теперь вы лучше подготовлены, чтобы купить подходящий электровелосипед. Если у вас есть дополнительные вопросы, которые мы не рассмотрели, оставьте их в комментариях, и мы сделаем все возможное, чтобы добавить в эту статью всю необходимую информацию о моторах электронных велосипедов.