Комплект для сборки электровелосипеда, как подобрать самостоятельно

Шаг 1: комплект с мотор-колесом или внешний электродвигатель?

Для начала Вам необходимо определиться — для чего же все таки вам нужен электровелосипед? Если основное его предназначение; езда по горам, плохим лесным дорогам, сильной грязи, то Вам скорее подойдет внешний мотор с возможностью переключать передаточное соотношение при помощи цепи и обычной кассеты. Предложений по внешним электродвигателям не так много, цены на них гораздо выше, чем на мотор-колеса (далее МК), так что в пределах этой статьи внешние моторы мы рассматривать не будем. Во всех остальных случаях оптимальным решением станет МК;

Шаг 2: мотор-колесо — переднее или заднее?

Споры о том, какой привод; передний или задний возникли еще с появлением первых МК и не утихают до сих пор. При установке МК на переднее колесо мы имеем следующие недостатки:

— переднее МК «тянет» электровелосипед, прикладывая усилие к передней вилке, при этом, если вилка амортизационная, то в ее подвижных узлах возникают поперечные силы, на которые вилка не рассчитана, как следствие она хуже отрабатывает неровности в режиме тяги МК и быстрее изнашивается. Если вилка жесткая, то при увеличившейся неподрессоренной массе из-за веса МК езда по сколько-нибудь неровной дороге превращается в пытку для ваших рук;

— при интенсивном разгоне передняя часть электровелосипеда разгружается и переднее МК начинает буксовать, такая же ситуация возникает и при подъеме в крутую горку на грунтовой дороге или присыпанном песком асфальте;

Есть у переднего привода и плюсы:

— устанавливая мотор вперед вы получаете полный привод;

— сохраняете заднюю много скоростную трансмиссию или втулку; (на задние мотор-колеса обычно поддерживают установку трещоток с не более 8 передачами);

— обычно проще в установке на вилки со стальными штанами.

Шаг 3: Мощность мотор-колес

Мощность МК определяется требуемой долговременной скоростью передвижения. Известно, что сопротивление воздуха, а значит и мощность, требуемая на преодоление этого сопротивления, возрастает с увеличением скорости не линейно. Например, для движения по горизонтальному участку со скоростью 30км/ч достаточно 300Вт мощности, а для 60км/ч и 2000Вт может оказаться мало.

Для долговременных скоростей до 35км/ч достаточно МК мощностью 350-500Вт, от 35 до 50км/ч – 800-1000Вт, от 50 до 60 – 1,5-2кВт. Естественно это усредненные данные, сильно зависящие от KV мотор-колеса, настроек контроллера, от температуры окружающей среды и условий охлаждения электродвигателя.

Шаг 4: мотор-колесо – редукторное или прямой привод?

По большому счету без разницы. Это напрямую зависит от требуемой Вам мощности. Пример: требуется прогулочный электровелосипед со скоростью передвижения до 35км/ч, следовательно, Вам нужен редукторное мотор-колесо номинальной мощностью 350Вт. Такой электромотор при малом весе и небольшой мощности будет обладать достаточным крутящим моментом, чтобы заехать в 99% дорожных подъемов. Мотор-колеса прямого привода для электровелосипедов такой номинальной мощности практически не встречаются, т.к. обладают малым крутящим моментом, в основном они используются в электротранспорте с малым диаметром колес – электросамокатах. Для передвижения со скоростью более 40км/ч предпочтительней мотор-колеса прямого привода.

Шаг 5: Выбор контроллера для мотор-колеса

Выбирайте контроллер с номинальной мощностью равной номинальной мощности вашего двигателя. Обычно номинальная мощность указана на самом контроллере, если она не указана, то ее можно посчитать, умножив номинальное напряжение батареи на силу тока, указанную на контроллере. Для электроколес прямого привода предпочтительней синусный контроллер, для редукторного – меандр т.к. на редукторных электроколесах синусный контроллер часто приводит к снижению его эффективности. Существует широкий выбор контроллеров управления с различными дополнительными функциями с ценами, рассчитанными на разный бюджет.

Шаг 6: Выбор аккумуляторной батареи для мотор-колеса

Выбирайте батарею, которая сможет длительно отдавать ток, потребляемый Вашим контроллером. Напряжение полностью заряженной батареи не должно превышать максимально допустимое напряжение контроллера.

Емкость батареи должна обеспечивать требуемый пробег на требуемой средней скорости. Правильно измерять емкость батареи в ватт-часах (Вт*ч). Глядя на график, приведенный в шаге №3легко определить, что например, для скорости в 30км/ч расход электрической энергии составит около 12Вт*ч/км. Если Вам необходимо проехать с такой скоростью 30км на одном заряде, то минимальная емкость батареи составит 12Вт*ч/км*30км=360Вт*ч. Теперь легко определить емкость батареи в ампер-часах (А*ч), эта емкость зависит от напряжения батареи и считается как емкость в ватт-часах, деленная на номинальное напряжение батареи. Например, если номинальное напряжение батареи 36В, то ее емкость составит 360Вт*ч/36=10Ач, а при 48В – 360Вт*ч/48=7,5Ач.

Современные литий-ионные батареи бывают различных типов, это тема для отдельной статьи.

Любая батарея обязательно должна быть оборудована системой управления батареей (BMS – Battery Management System, далее БМС), рассчитанной на номинальный ток, потребляемой контроллером.

БМС постоянно контролирует уровень напряжение каждой ячейки батареи и измеряет ток, протекающей через БМС от батареи к контроллеру. БМС отключает ток при слишком низком/высоком напряжении на ячейках, при превышении тока разряда или коротком замыкании на выходе. Использование батареи без БМС может привести как минимум к выходу батареи из строя, а в некоторых случаях к возгоранию батареи с различными последствиями. БМС бывают симметричными – с одним вводом/выводом для заряда и для разряда батареи и ассиметричными – с раздельными вводом для зарядки и выводом на контроллер. Предпочтительнее использовать симметричные БМС, т.к. в последствии к батарее с таким типом БМС возможно будет подключить параллельно аналогичную батарею для увеличения емкости/пробега.