Типы привода и минимальная мощность для электровелосипеда со скоростью 50–60км/ч
Электропривод велосипедов обеспечивается при помощи мотор-колес – бесколлекторных двигателей, устанавливаемых во втулку колеса. В зависимости от места установки таких двигателей, привод электровелосипеда бывает передним, задним и полным (2WD). По конструкции мотор-колеса бывают прямого привода и редукторные с обгонной муфтой. Какой вариант выбрать – зависит от поставленных задач, стиля вождения, необходимых значений максимальной скорости и других факторов.
Выбираем привод на электровелосипед: передний, задний или полный
Сделать правильный выбор вам поможет сравнительная таблица:
Тип привода
Преимущества
Недостатки
Передний
Максимальный контроль райдера над транспортным средством.
Уверенное преодоление подъемов.
Легкое прохождение поворотов.
Больший крутящий момент.
Хорошая развесовка велосипеда.
При вращении педалей в помощь мотор-колесу – получение гибридного полного привода.
Высокие требования к прочности и надежности передней вилки.
Задний
Возможность установки мощного электромотора без дополнительных фиксаторов.
Меньшая подверженность загрязнениям – благодаря частичной защищенности заднего электродвигателя звездами и тормозом.
Подверженность заносам, особенно при поворотах на скользкой или мокрой дороге. Это связано с перевесом задней части велосипеда. Частично решить данную проблему позволяет установка аккумуляторной батареи спереди, на раме.
Полный
Отличная проходимость, динамика и управляемость.
Уверенное преодоление крутых подъемов, сложных участков дорог, бездорожья.
Возможность круглогодичного использования, в т. ч. для езды по снегу, песку, гравию, влажному и рыхлому грунту.
Увеличение веса конструкции из-за использования 2-х электромоторов и более тяжелой АКБ.
Определяем нужную мощность электровелосипеда
Необходимая мощность двигателя электровелосипеда зависит от требуемых значений разгона, рельефа местности, стиля вождения. Для размеренной езды в скоростном режиме до 25 км/ч достаточно мотора на 250 Вт. Кстати, в Европе, Австралии и Японии все серийные электровелосипеды выпускаются с редукторными мотор-колесами мощностью до 250 Вт. E-bike с таким мотором остается легким и мобильным, отлично подходит для езды по городу и за его пределами.
С увеличением мощности электромотора возрастают и его размеры, вес, потребление энергии. Соответственно, возрастает необходимая емкость и масса аккумуляторной батареи для его обслуживания. Поэтому зависимость скорости от мощности – не линейная. Так, для движения со скоростью 50–60 км/ч мощность мотора должна составлять не менее 1000 Вт. Фактическая скорость во многом зависит от типа используемых покрышек, веса велосипеда и райдера.
Допустимая мощность электровелосипеда зависит от надежности его металлической базы и условий предстоящего использования. По правде электровелосипед, развивающий скорость 50–60 км/ч, является электромопедом. В результате, для управления таким транспортом нужны водительские права.
Его конструкция должна быть соответствующей – с усиленной рамой, хорошими амортизаторами, надежной тормозной системой. Чтобы e-bike безопасно останавливался, желательно использовать тормозные роторы диаметром 180 или 203 мм. Дропауты нужно усилить, чтобы велосипед не буксовал при старте. Оптимальный диаметр колес – 27,5–29”, покрышки – с дорожным протектором.
Выбор между редукторными и прямоприводными моторами
Двигатели для серийно выпускаемых электровелосипедов делятся на 3 категории:
Редукторные и прямоприводные мотор-колеса значительно различаются по вращающему моменту и предельной скорости. Их преимущества и недостатки приведены в сравнительной таблице:
Тип электромотора
Преимущества
Недостатки
Редукторный с обгонной муфтой
Большой вращающий момент.
Обеспечение легкого старта с места и на 30% большей дальности хода (при использовании одинаковых аккумуляторных батарей).
Возможность езды на педалях без дополнительного сопротивления мотора.
Комфорт передвижения практически в любых условиях.
Нет необходимости в обслуживании.
Ограниченные значения мощности (250–500 Вт).
Прямого привода
Высокая мощность – от 1000 Вт.
Полное отсутствие техобслуживания в течение всего срока службы.
Актуальность для быстрых скоростных электровелосипедов, предназначенных для движения по асфальту на высокой скорости.
Меньший вращающий момент.
Усложненный ход при отключенном моторе – из-за сильных магнитов в конструкции.
Меньшая амортизация – из-за увеличенного диаметра мотора и меньшей длины спиц.
Необходимость осторожной езды по пересеченной местности – во избежание повреждения обода, покрышки и спиц.
Необходимость использования более энергоемкой АКБ.
Резюме
Для быстрого разгона, уверенного подъема на эстакады и езды по сложному рельефу желательно использовать полный привод. Для спокойной езды по ровной трассе хорошо подходит передний привод, а для агрессивного стиля вождения и легкого бездорожья – задний. Мощность выбирается в зависимости от необходимой скорости. Если необходимое значение мощности не превышает 500 Вт, желательно применять редукторные мотор-колеса с обгонной муфтой. Для езды по асфальту на высоких скоростях используются мотор-колеса прямого привода.
Выбор мощности двигателя мотор колеса электровелосипеда
Какая мощность веломотора достаточна для электровелосипеда?
Вот некоторые данные полученые при стендовых замерах на тренажерах:
• тренированный спортсмен может кратковременно развивать мощность до 500-600 Вт;
• при подъеме в крутую гору нетренированный велосипедист может кратковременно развивать мощность 220-290 Вт;
• при скорости движения в 18-20 км/час по ровной асфальтированной дороге и встречном ветре 3-5 м/c велосипедист должен развивать мощность 110-140 Вт;
• для спокойного движения со скоростью 12-18 км/час по ровной асфальтированной дороге необходима мощность от 40 до 60 Вт.
Нетрудно сделать вывод, что в подавляющем большинстве случаев, движение на электровелосипеде в режиме скутера (только на электродвигателе без педалирования) можно обеспечить веломотором мощностью 250 Вт. Нужно только помнить, что современные электродвигатели с редуктором и с прямым приводом имеют существенные отличия по вращающему моменту и максимальной скорости. Это особенно касается электродвигателей типа мотор-колесо у которых электродвигатель установлен во втулку заднего или переднего колеса.
Современные двигатели для серимйно выпускаемых электровелосипедов разделяются на три класса:
1. Двигатели с планетарным редуктором и обгонной муфтой устанавливающиеся во втулку переднего или заднего колеса велосипеда;
2. Двигатели с редуктором устанавливающиеся вблизи каретки велосипеда и использующие имеющийся привод цепью (центральный или кареточный двигатель);
3. Двигатели прямого привода (без редуктора) устанавливающиеся во втулку переднего или заднего колеса электровелосипеда;
— Двигатели с планетарным редуктором для электровелосипеда:
Такие двигатели обеспечивают большой вращающий момент и большую скорость электро велосипеду – до 45 км/час. Мотор колесо этого типа с номинальной мощностью в 250 Вт и питанием от аккумулятора с напряжением 36 или 48 Вольт, обеспечит Вам комфортное передвижение практически во всех случаях.Чем выше напряжение аккумулятора, тем больше максимальная скорость. Веломотор с внутренним планетарным редуктором почти незаметен во втулке заднего колеса. Его размер сопоставим с размером фривила (кассеты со звездами). Такие двигатели имеют внутреннюю обгонную муфту, которая обеспечивает легкий ход электровелосипеда в режиме с отключенным двигателем. Масса такого двигателя электровелосипеда около 3-4 кг. Практически все серийные модели современных электровелосипедов, изготавливаемых для Европы, Японии и Австралии, оборудованы мотор-колесом на базе двигателя с планетарным редуктором мощностью 180-250 Вт и питанием от аккумуляторв с напряжением 36-48 Вольт. Такие двигатели не требуют никакого обслуживания в течение всего срока эксплуатации, почти герметичны и достаточно долговечны. И что немаловажно, самые экономичные с точки зрения расхода энергии аккумуляторной батареи. Они на 30% экономичнее двигателей прямого привода на скоростях до 25 км/час.
Кареточные подвесные редукторные электродвигатели
Веломоторы подвесного типа устанавливаются вблизи каретки электровелосипеда и имеют ряд серьезных недостатков, связанных с очень большим и быстрым износом цепи и звезд велосипеда, которые приходится менять несколько раз за сезон. Кроме того, рама велосипеда должна иметь повышенную прочность если используются двигатели с номинальной мощностью более 200 Вт. Переключение скоростей с использованием этого двигателя также не слишком удобно и опертивно т.к. при каждом переключении необходимо сбрасывать «ГАЗ».
Двигатель прямого привода в ободе 16-28 дюймов
Двигатели прямого привода для мотор-колеса электровелосипеда имеют малый вращающий момент в сравнении с редукторными двигателями, поэтому двигатели прямого привода должны иметь мощность больше 500-600 Вт. Они достаточно тяжелые.
Масса шестисот ваттного двигателя прямого привода около 5,5 кг. Кроме большой массы, мотор колеса с двигателями прямого привода имеют более низкую амортизацию из-за большого диаметра двигателя и малой длины спиц. Для таких двигателей требуется дорогостоящий энергоемкий и тяжелый аккумулятор т.к он более чем на 30% прожорливее двигателя с планетарным редуктором.
Увеличивается масса всего электровелосипеда. Кроме того, двигатель прямого привода будет подтормаживать движение электровелосипеда на педалях в случае истощения акуммулятора в процессе поездки. Это связано с отсутствием обгонной муфты и сильными магнитами в конструкции двигателя. Электровелосипед практически уже перестает быть велосипедом как таковым, а превращается в полноценный скутер.
Электровелосипед с двигателем прямого привода
Электровелосипед с редукторным двигателем
Плюсы и минусы центральных моторов для электровелосипедов
Электромоторы для велосипеда бывают двух основных типов: центральные «mid drive motor» (вращают трансмиссию велосипеда) и мотор-колеса (вращают непосредственно колесо). На чем же остановиться? В своем обзоре самого мощного серийного мотора для электровелосипеда Bafang G510 я коснулся этой темы, теперь же более развернуто рассмотрим плюсы и минусы центральных моторов. Сравнивать будем с другим проверенным решением: мотор-колесами. В качестве иллюстраций будет использован мой самосборный электровелосипед с центральным (кареточным) мотором Bafang BBS02B 750 Вт
Почему Bafang? Есть брендовые электровелосипеды с центральными моторами и с каждым сезоном их становится все больше. Но цены, цены не порадуют. Велосипед с мотором Bosch или поддержанная иномарка. А еще программное ограничение скорости, чтобы вписаться в требования ПДД.
У китайских производителей Bafang/8FUN/Cyclon/Tongsheng цена доступнее и ограничений нет.
Содержание
Плюсы
Начнем с приятного для владельцев центральных моторов.
1. Тяга
В центральном моторе уже находится свой редуктор, а так же центральный мотор вращает ведущую звездочку трансмиссии велосипеда. А это значит, высокий вращающий момент на колесе.
Например, для моей модели мотора передаточное отношение всех ступеней редуктора 1:21,9 + цепь с кассетой 11-46 зубьев. У мотор-колес тоже есть редукторные версии, но до таких передаточных отношений им далеко.
Какое преимущество это дает?
Подъем в гору, вязкая грязь и песок больше не проблема, с кареточным мотором вы их больше не замечаете. Включаем пониженную передачу и спокойно проезжаем. Для поездок по пересеченной местности то, что нужно.
2. Возможность полноценной работы трансмиссии
Во-первых, Вы можете так же крутить педали как на обычном велосипеде (я так и катаюсь в режиме ассистента), тем самым экономнее расходуя батарею. Мощность обычного велосипедиста оценивают в примерно 200 Вт, это будет подспорьем к мощности мотора.
Во вторых, можно в широких пределах управлять скоростью и крутящим моментом велосипеда. А в случае с мотор- колесом педали и цепь можно вообще убрать.
Если сядет аккумулятор, всегда можно доехать на педалях, сопротивление качению у центрального мотора минимальное, в отличие от мотор-колес прямого привода.
3. Сохранение правильной балансировки
Центральный мотор находится максимально внизу и это положительно сказывается на управляемости электровелосипедом.
Скажите такое положение влияет на клиренс велосипеда? Это не так, ведь любой кто ездил на велосипеде знает, клиренс велосипеда — это нижняя точка педалей! А если перепрыгивая бревно, вы заденете его кареточным мотором… то не повезло бревну. Там толстые стенки корпуса, переживать не нужно.
Еще немало важно, что работа подвески велосипеда не ухудшается за счёт того, что колёса велосипеда с центральным мотором остаются по прежнему лёгкими. С мотор-колесом есть эффект гири в заднем маятнике, в случае велосипеда двухподвеса. Тяжелое колесо ухудшает управляемость и накат.
4. Замена камеры
Я понимаю, сейчас рулят бескамерные покрышки с герметиком. Но все же, если у вас случится прокол на мотор-колесе, поменять покрышку или камеру будет сущим испытанием. От колеса идут провода, оно тяжелое и стоит на гайках.
С центральным мотором вы меняете камеру как на обычном велосипеде.
5. Нагрузка на узлы
Центральный или его вариант кареточный мотор ставится в в центральную часть рамы велосипеда, там максимально прочные трубы и связанная конструкция. Нагрузку воспринимает сама рама. Мотор-колесо заспицовывается в обод и нагрузку (динамическую) воспринимают спицы, а весит мощный мотор прямого привода килограмм 6-8.
Тут заодно и удобство монтажа сказывается.
Мотор-колесо на 1500 Вт весит 8 кг.
6. Встроенный в мотор контроллер
В моторах Bafang контроллер встроен в мотор, в мотор-колесах это отдельное устройство с проводами.
Да такой вариант не ремонтопригоден (залит компаундом), но есть три хороших плюса:
Кстати, контроллер можно настроить под себя с помощью Usb кабеля для программирования кареточных моторов Bafang. Да и экраны контроллера у Bafang смотрятся лучше.
7. Заметность
Центральный мотор имеет меньшую заметность по сравнению с мотор-колесом. Кому-то этот плюс покажется важным.
Главное — соблюдать правила дорожного движения!
Минусы
Как и любое инженерное решение, центральный мотор имеет и ряд минусов. Сейчас их перечислим.
1. Повышенный износ трансмиссии
Велосипедные комплектующие рассчитаны на обычного человека, и если мы дополняем велосипед мощным мотором то все комплектующие будут быстрее изнашиваться. Это касается в первую очередь цепи и кассеты.
У меня получается где-то в пять раз быстрее идет износ, по сравнению с обычным мускульным велосипедом, хотя переключаю передачи с выключенным мотором. Рекомендуется использовать специальный датчик, который выключает мотор при переключении передач.
И еще, мотор дает огромное усилие на цепь и при нештатных ситуациях словить такое очень просто, даже «ой» не успеете сказать.
2. Цена
Если брать комплект одной мощности, мотор-колеса имеют преимущество в цене (до 30%). И для мотор-колес более гибкий подбор комплектующих (контроллеры, дисплеи, курки акселератора) для сборки электровелосипеда. Но в любом случае удовольствие не дешевое.
3. Шумность
Из-за наличия редуктора, шумность центрального мотора выше мотор-колес. Но, на деле, покрышки с развитыми грунтозацепами шумят примерно так же, при эксплуатации на это не обращаешь внимание.
4. Нюансы установки
Современный тренд в центральных моторах — это специализированная рама под конкретный мотор, что, конечно, сужает возможности для маневра пользователя.
Но ранние версии тех же Bafang имели свои нюансы для установки на велосипед:
Мотор колесо, хоть и требует усилителей дропаутов на раме, но устанавливается на раму проще.
5. Меньшая максимальная скорость
Да, мотор-колеса прямого привода при прочих равных динамичнее набирают скорость и имеют большую максимальную скорость на асфальте.
На моем моторе BBS02B максимальная скорость чуть больше 50 км/ч, что для мощных мотор-колес только разминка. Но городской асфальт и не стихия кареточных моторов, им бы в горы, да на бездорожье.
6. Необходимость обслуживания
Встроенные в мотор зубчатые редукторы требуют обслуживания (замены смазочного материала, шестерен, подшипников) по мере работы. С мотор-колесами прямого привода в этом плане проще. И им проще поменять или отремонтировать контроллер.
Заключение
Я бы отталкивался от типовой эксплуатации велосипеда; если это бездорожье, гористая местность и лесные грунтовки — то центральный мотор тут имеет больше преимуществ, если велосипед — пожиратель километров на ровном асфальте, то лучше взять мотор колесо прямого привода.
В статье я выразил только свое мнение, на опыте эксплуатации двух видов моторов для электровелосипеда. У кого есть возражения или дополнения — добро пожаловать в комментарии.
Как выбрать мотор колесо для велосипеда – виды и рекомендации
Городские, дорожные, горные электровелосипеды быстро доставят к месту назначения, не заставят стоять в пробках, не потребуют затрат на заправку двигателя маслом и топливом. Люди, решившие приобрести новомодное транспортное средство или самостоятельно переоборудовать свой байк в электрический, задаются вопросом: какое мотор колесо выбрать для велосипеда, чтобы не ошибиться. Одни без труда поднимут в гору, не замечая встречного ветра. Другие ориентированы на максимальный пробег и скорость. Каждый вид имеет как достоинства, так и недостатки. Постараемся информативно помочь с правильным выбором.
Виды электроколес для велосипеда
Производители предлагают новичкам и опытным пользователям байки, на которых вместо обычных колес установлены электродвигатели. Они напоминают большую велосипедную вилку, заспицованную в обод колеса. Тип электродвигателя подбирают по требованиям к тяге и скорости, условиям эксплуатации. Моторы, которые устанавливаются в колесо, подразделяются на три вида:
Выбранные модели колес должны соответствовать техническим параметрам (напряжение, мощность, вес, защита от влаги и пр.). Например, электроколесо, встроенное в каретку, допускает одновременное вращение педалей.
Популярностью пользуются мотор колеса с редуктором. Устройство повышает крутящий момент, что обеспечивает свободный накат при отключенном электродвигателе. Редукторные мотор колеса характеризуются небольшим весом и размером.
Простая прямо-приводная конструкция состоит без вспомогательных передаточных деталей; вырабатывает энергию, поступающую к аккумулятору электровелосипеда; при торможении работает в режиме генератора.
Редукторное
Главные фирмы, выпускающие велосипедные моторы, находятся в Китае. В рейтинге лучших производителей присутствуют бренды Bafang, MXUS, Golden Motor, Pasion eBike. Особенности редукторных электроколес:
Редукторные электроколеса бывают двух видов. Скоростные достигают максимальных показателей при медленном разгоне. Тяговые колеса − наоборот.
Например, самые легкие велосипеды Bafang (вес мотора 2 кг) работают в режиме 350-500Вт. Байк за 10 секунд разгоняется до 35км/ч. Колесо для велосипеда фирмы MAC, разработанное по заказу американцев, весит 4,4 кг. При мощности 1000Вт байк развивает скорость до 55 км/ч.
Преимущества и недостатки
К положительным характеристикам редукторных мотор колес относят:
Прямоприводное
Мотор этого типа легко установить на колесо, превратив рядовой байк в электрический. Дорогие модели выпускают со встроенными двигателями с полной комплектацией. Моторколесо прямого хода не имеет редукторной передачи, характеризуется повышенным сроком эксплуатации в сравнении с другими видами. Простое устройство, состоящее из ротора и статора, устанавливают на переднее, заднее или на оба колеса одновременно. Мощность используют для достижения высоких скоростей. Показатель связан с видом МК и аккумулятора, имеет разбег от 150 до 2000Вт. Например, динамику электродвигателя на 1500Вт сравнивают со скутером. Мотор колесо быстро разгоняется до скорости 50км/ч, что на 50% выше мотора на 1000Вт. На всех моделях установлены датчики холла.
Преимущества и недостатки
Плюсы мотор колеса:
Мощности мотор колес
Выбирая электровелосипед, потребители прежде всего изучают характеристики модели, которые зависят от целей катания. При этом редукторные мотор колеса по мощности вдвое превышают прямоприводные. Двигатель нужной мощности подбирают по величине скорости и характеристикам тяги. Показатель имеет большой разбег (150-3000Вт) и выше. Например, компания Free Eco Energy выпустила мотор колесо Quanshun 3000Вт. Максимальная мощность двигателя в 3 раза превышает номинальную (9000). Величину определяет не мотор, а контроллер.
Стендовые замеры на тренажерах определили показатели, подходящие для целей катания.
| Особенности передвижения | Мощность (Вт) |
|---|---|
| Преодоление крутых подъемов | 220-290 |
| Катание на скорости 20 км/час по хорошей асфальтированной дороге | 110-140 |
| Спокойное движение по ровной трассе со скоростью 12-18 км/час | 40-60 |
| Движение только на электродвигателе (без помощи педалей) | 250 |
| Езда по холмистому месту | 500 |
| Велопрогулки (скорость 25–30 км/ч) | 250-350 |
| Скоростная езда по шоссе | 600 |
| Катание на скорости 40-50 км/ч | 800-1000 |
| Горная местность с резкими подъемами | 1000-1500 |
Параметры электроколес
Каждый производитель старается сделать электробайк надежным, качественным, доступным по цене. Скорость, бренд, мощность, вес мотора, диаметр оси колеса − главные показатели любой модели. Чем дороже велосипед, тем легче его вес. Например, для городских МК нормальным весом считается 23 кг. Для велосипедистов, катающихся по городу со скоростью 30 км/час, подходят компактные редукторные моторы с мощностью 350Вт. Технические параметры выбранной модели должны соответствовать:
Мотор колеса, зарядные устройства, особенности комплектующих деталей формируют вес электровелосипеда. Чем больше масса, тем выше мощность. Например, прямоприводные МК тяжелее редукторных при равной мощности. Вес электроколеса на 5000 Вт составляет более 13 кг, из-за чего увеличивается расход батареи. Альтернатива сверхмощным видам − электродвигатель на 1000–1500 Вт. Он весит 4-5 кг, предназначен для катания по горным или холмистым дорогам. Редукторный мотор Bafang 250 Вт весит всего 2 кг. Прямоприводные электродвигатели 1500Вт при весе 8-9 кг помогают достичь скорости 50км/час. Как же правильно подобрать модель по весу?
Диаметр оси
Габаритные размеры колеса − важный параметр при выборе электродвигателя. МК отличаются диаметром оси (12, 14, 16 мм), устанавливаются на байк с помощью шлиц или стандартной трещотки. Маленькое колесо снижает скоростное движение, но увеличивает тягу. На гору одинаково успешно доезжают и на 28 ободном велосипеде, и на редукторном двигателе на 350Вт с диаметром колес 15 дюймов. При размещении на байке добиваются оптимальной развесовки на осях.
Ширина под разные типы дропаутов
Необычным термином называют посадочные места под колеса (ушки). Дропауты разделяют на два типа:
Расстояние между ушками определяют по нижним концам и только в горизонтальном положении. Существуют стандарты ширины для разных видов дропаутов. Например, для односкоростных моделей − 110 мм. Велосипеды для экстремальной езды − 150 мм. Шоссейные байки − 126 и 130 мм. Для большинства моделей для установки мотор колеса передняя вилка составляет 100 мм, задняя − 135-145 мм.
Три важных момента:
Компоненты для электрификации байка
Обычный велосипед становится электрическим при установке дополнительных устройств. Профессионалы рекомендуют использовать недорогие компоненты Volta bikes, которые получили высшую оценку в сравнении с серийными моделями. Для электрификации понадобятся следующие компоненты:
На МК устанавливают двойные обода с толстыми спицами, которые компенсируют нагрузку при повышенном крутящем моменте.
Рекомендации по выбору мотор колес
Анализ возможных вариантов использования МК, опробование существующих моделей позволяют дать 9 советов:
Заключение
Производители предлагают большой выбор велосипедов, аксессуаров одежды, дизайна электроколес. Для контроля за скоростью в целях безопасности движения в Европе и Японии изготавливают МК мощностью не выше 250Вт. В США ограничение устанавливают только по скорости (30 км/час). Надеемся, что наша информация поможет вам подобрать электровелосипед с требуемыми характеристиками.
Велолюбитель и по совместительству автор статей. Занималась велоспортом.
