ВелоПитер - home  
КЛУБ ПОХОДЫ ФОРУМЫ СНАРЯЖЕНИЕ ДРАЙВ ВЕЛОТЕХНИКА ВЕЛОТУРЫ
О клубе
Клубный реестр
Клубные мероприятия
Проведение велопробегов
Фестиваль "ВелоПитер"
Рекомендовано ВелоПитером
Опросы
Снаряжение

Вход

Велопитер в Твиттере






ActivEInfo - каталог магазинов и свежая информация о товарах  для активного отдыха
 ЭЛЕКТРОВЕЛОСИПЕДЫ
Юрий Разин

Раздел подготовлен при помощи компании Максимум

Максимум

Когда мы говорим: «электрический велосипед» - то на самом деле, могут подразумеваться разные двух и трех колесные транспортные средства.

I) Прежде всего, речь идет о велосипеде с двумя приводами: педальным и электрическим. Причем педальный, усугубляется переключателями передач (скоростей), кассетой, планетарной или вариаторной втулкой. Так как вес электровелосипеда примерно 20 – 40 кг, то, дабы заехать в горку, при отключенном электроприводе, требуется немного потрудиться. Мощность электродвигателя обычно составляет от 150 до 1000Вт. Скорость примерно 20 – 50км/час. Запас хода в среднем 30 – 60км, но появляются новейшие модели с емким аккумулятором и ходом от 90 до 145км. Причем, при мощности электродвигателя 150Вт, его можно назвать вспомогательным, лишь частично обеспечивающим его движение, что заметно на подъемах. Электродвигатель, номинальная мощность которого 250 Вт считается стандартным для городских электровелосипедов. Причем, нередко, имеется ограничение по тяге, что не позволяет разогнаться более 25 - 30 км/ч, если педалирование прекращается. Тренд развития современных электровелосипедов вполне понятен и традиционен – увеличение мощности, средней скорости, емкости аккумулятора, а значит, запаса хода и автономности. 

II) Второй случай, это когда основным является электрический двигатель, а педали вспомогательным у более тяжелых моделей вместо педалей могут быть установлены подножки. Тогда, по европейскому законодательству, ТС относится к категории мопедов (скутеров), для управления им требуется страховка и соответствующие водительские права. Кроме того, его водитель и пассажиры обязаны носить шлем. Мощность двигателя в среднем 600…2500Вт, вес 50…90кг, максимальная скорость до 80км/ч, запас хода, в среднем, 50…80км. На скутере устанавливается полный комплект светотехники и подрессоренные колеса меньшего размера с широкими шинами для комфорта. 

III) Третий случай – электромотоцикл. Имеет емкий аккумулятор, двигатель мощностью 3…10кВт, вес от 100 до 300кг, скорость до 160км/ч. Но в зависимости от веса, мощности, средней скорости и внешних условий, можно рассчитывать на поездку дальностью от 60 до 120 км, а потом, срочно заряжать аккумулятор. Большое достоинство электромотоциклов – бесшумность и отсутствие выхлопа. Жители спальных районов больших городов должны это оценить. 

Разница между электровелосипедом и скутером несколько размыта. Любителям прокатиться с ветерком, ничего кроме денег, не мешает поставить на свой любимый велосипед (горный, городской, туристический…) готовый комплект электрооборудования или подобрать компоненты (электродвигатель, мотор-колеса, по 1000Вт на каждую ось, аккумулятор, систему управления…) по вкусу и безо всяких особых ограничений. И рассекать, со свистом, распугивая маршрутки и иномарки. 

В дальнейшем будем говорить именно о электровелосипедах. 

Преимущества электровелосипедов: 

  •  велосипед занимает существенно меньше места на дороге и на парковке, меньше тратит энергии, и улучшает экологию по сравнению с обычными автомобилями; 
  • аккумуляторы могут быть заряжены от бытовой электросети; 
  • существенно помогает передвигаться людям с физическими недостатками и ослабленным здоровьем, особенно для пожилых, которым уже трудно становится крутить педали всю дорогу – серьезным подспорьем становиться электромотор;
  • при разряде аккумулятора позволяет передвигаться с помощью педалей; 
  •  возможно держать в квартире (при наличие лифта) - нет запаха бензина; 
  •  хотя в больших городах уже появляются велокурьерские службы, электровелосипед более приспособлен, чем обычный велосипед для быстрой доставки почты, пиццы, гаджетов и мелких партий груза по безразмерным спальным районам, (имея усиленные багажники, прицепы или трехколесные аппараты с небольшой грузовой площадкой); 
  • сейчас в России, электровелосипеды не требуют регистрации и наличия прав. 

Недостатки: 

  •  большой вес от 20 до 40кг;
  • сравнительно небольшой запас хода от 30 до 60км;
  • большая цена; 
  •  длительное время зарядки аккумулятора; 

И так, основные типы: 

  • Электровелосипеды, у которых электропривод вспомогательный, дополнительный к вращению педалей. Чаще всего эти велосипеды имеют открытую раму и предполагают вертикальную посадку на седле. Их вес колеблется от 20 до 30 кг. Мощность 150 – 200Вт. В основном, они рассчитаны на спокойные поездки по городу. Стандартные городские или туристические велосипеды, электрифицированные в заводских условиях. Они имеют двигатель мощностью 250Вт и выше и не всегда имеют ограничение по скорости. 
  • Электротандемы. Складные электровелосипеды с маленькими колесами, которые без проблем помещаются в багажник автомобиля, лифт, их можно перевозить в общественном транспорте (без проблем пускают в метро). 
  • Трехколесные электровелосипеды: для людей с ограниченными возможностями, а так же, почтовые или грузовые. 
  • Лигерады или лежачие электровелосипеды, более выгодные с точки зрения аэродинамики и, как следствие, имеющие преимущество в средней скорости и потребной мощности. Правда, как и все лигерады, они предпочитают идеальный асфальт и не любят корней, кочек, бордюров. Эти велосипеды иногда оснащают обтекаемым кузовом для размещения на нем солнечных батарей, отдача которых обычно недостаточна для длительного движения, но помогает подзаряжать аккумулятор. 
  • Комплекты «сделай сам»: (двигатель, аккумулятор, контроллер/датчики, система кабелей) для самостоятельной установки на велосипеде. Преимущество комплектов заключается в том, что их можно установить практически на любом велосипеде: горном, кроссовом, городском, шоссейном, туристическом, полугоночном, складном, тандеме, трехколесном, грузовом и т.д. Умельцы строят себе мощные электровелосипеды, развивающие скорость до 120км/час. 

Как устроен современный электровелосипед. Изначально, по определению, электровелосипед имеет два, более–менее равноценных источника движения: электродвигатель и силу ног. При этом, важное конструктивное решение - способ передачи крутящего момента от электродвигателя к ведущему колесу может быть разным: 

  1. двигатель в кареточном узле или рядом с ним, передающий крутящий момент через систему и цепь на заднее колесо*, 
  2. двигатель, закрепленный на раме и передающий крутящий момент через отдельную цепную передачу на заднее колесо*,
  3.  двигатель, передающий крутящий момент на покрышку заднего или переднего колеса велосипеда при помощи ведущего ролика (фрикционный привод), 
  4.  двигатель, установленный на месте ступицы заднего или переднего колеса. Выпускаются специальные стандартизированные мотор-колеса, которые устанавливаются на велосипед взамен обычного колеса. 
*- причем, вместо стальной цепи, может использоваться современный ременный привод. 3-й вариант, фрикционный привод: прост, удобен и дешев, но имеет существенные недостатки, которые являются следствием большого коэффициента проскальзывания между роликом и шиной: – низкий КПД; - тяговое усилие зависит от внешних условий (влажность, грязь…); - быстрый износ покрышки.  4-й вариант, мотор-колесо, самый удобный способ сделать из любого велосипеда электровелосипед. Переделка обычного велосипеда с помощью мотор-колеса требует минимальных усилий, но имеет некоторые недостатки: 
  •  заметное утяжеление колеса, а значит ухудшение баланса (развесовки) велосипеда, особенно если мотор-колесо устанавливается назад, а на багажник крепят аккумулятор;
  •  возрастают усилия на обод и спицевой набор, что заставляет делать их более прочными и тяжелыми; 
  •  при достижении определенной скорости двигатель начинает работать как генератор, вызывая подтормаживание велосипеда.
Усилие ног передается на заднее колесо несколькими способами: 
  1. обычный цепной привод с внешним переключением передач или планетарной втулкой. Существуют планетарные втулки с разным количеством передач, например c 3, 7, 8, 11 - от фирмы Shimano. 
  2. ременный привод с планетарной втулкой. 
  3. карданный привод и планетарная втулка, 
  4. последний писк это, - бесступенчатый планетарный вариатор (CVP) NuVinci. 

Электродвигатель

Используются двигатели разных типов: с постоянными магнитами, коллекторные или бесколлекторные. Стандартная мощность колеблется от 150 до 250 Вт. 150 Вт явно недостаточно для тяги на подъемах и велосипедисту необходимо  помогать вращением педалей. Мощность 250 Вт более приемлема, но все равно, скорость на крутых подъемах будет невысока. В реальности, иногда на электровелосипеды ставят двигатели до 1500 Вт, хотя это и не соответствует установленным в ЕС нормам. Стандартные электродвигатели имеют хороший КПД лишь при высокой частоте вращения. Двигатель должен развивать необходимую мощность в момент начала движения и на низкой скорости во время преодоления подъемов (так называемая тяга «на низах»). Недостаточная тяга двигателя на малой скорости является недостатком, так как велосипедисту обычно требуется помощь двигателя во время трогания с места, преодоления подъема, движение против сильного встречного ветра. Кроме того, стремясь сэкономить силы, велосипедист часто едет медленно, думая, что экономит при этом и заряд аккумулятора. На самом деле, именно при скорости близкой к оптимальной (крейсерской), двигатель достигает высокого КПД и экономного расхода заряда, что позволяет получить большую дальность пробега и лучший уровень безопасности (безопаснее всего двигаться со скоростью транспортного потока). В целом, частая перегрузка двигателя способствует быстрому истощению аккумулятора. 

Если аккумулятор разрядился, а продолжать движение необходимо, то возможны конструктивные варианты. В некоторых случаях (фрикционный привод, двигатель с отдельной цепной передачей, с муфтой свободного хода) двигатель механически отсоединяется и не влияет на движение велосипеда. Но нередко, электродвигатель бывает механически присоединен к колесу и работает как небольшой электромагнитный тормоз мощностью несколько ватт, заставляя прилагать дополнительные усилия. Некоторые двигатели могут генерировать энергию и слегка подзаряжать аккумулятор на спусках. 

Контроллер (электронная система управления двигателем).

Контроллер выполняет разные полезные функции: 

  • - Запускает и выключает электродвигатель. 
  • - Регулирует рабочий ток двигателя. 
  • - Показывает уровень заряда аккумулятора. 
  • - Показывает скорость движения велосипеда, пройдённую дистанцию, среднюю скорость… (заменяя велокомпьютер). 
  • - При наличии датчиков вращения педалей, регулирует мощность двигателя или отключает его для автономного движения. 
  • - Поддерживает постоянную скорость велосипеда (круиз-контроль). 
  • - Рекуперирует энергию в аккумулятор при торможении или на холостом ходу.
  •  - Ограничивает максимальную скорость велосипеда (25, 30, 35км/ч…), в соответствие с заданной уставкой. 
  • - Управляет светотехникой (подсветка приборов, включение/выключение габаритов и фар). 

Контроллер управляется рычагом, кнопками на панели или вращающейся ручкой на руле велосипеда (типа ручки газа на мотоциклах) и вращением педалей (при наличие специального датчика). То есть, при первоначальном вращении педалей включается двигатель, который разгоняет велосипед до определенной скорости (в том числе, до максимальной), пока педали вращаются. Затем, велосипед движется дальше при заданной скорости.

Аккумуляторы.

Аккумуляторные батареи обычно устанавливаются на велосипедной раме, иногда для этого используется специальный отсек, или на багажнике. Появились и интегрированные в раму аккумуляторы. Они чаще всего бывают съемными, для зарядки дома или в офисе. Их, закрепляют на электровелосипеде при помощи специального замка, кодового, электронного или механического с ключом, дабы не беспокоиться за дорогой аккумулятор, когда электровелосипед находиться на стоянке. Обычно время полной зарядки составляет от 2 до 6 часов, в зависимости от емкости и типа аккумулятора. Есть устройства, которые обладают функцией быстрой зарядки, однако, при этом, происходит ускоренная потеря емкости аккумуляторов и уменьшается срок службы. 

Свинцово-кислотные аккумуляторы, имеющие небольшую удельную емкость (30 - 60 Втч/кг) и имеющие сравнительно низкие весо-габаритные характеристики (100 –170 Втч/дм3) используются чаще всего для электроскутеров и электромотоциклов. Никель-металлогидридный аккумулятор (NiMH) имеет несколько лучшие характеристики (удельная емкость примерно 80 Втч/кг и объемная удельная энергия 150 –240 Втч/дм3). Кроме того, он обеспечивает до 1000 циклов заряда-разряда. Литий-ионные (Li-ion) или литий-полимерные (Li-Pо) сейчас имеют самые высокие характеристики (удельная емкость 150 – 180 Втч/кг и объемная удельная энергия 250 – 400 Втч/дм3). Стандартные 3,5-килограммовые аккумуляторы помогают велосипедисту проехать на электродвигателе дистанцию до 50 - 60 км. 

Рама.

Большинство электровелосипедов имеют раму с заниженной верхней трубой или открытую раму. Посадка обычно близкая к вертикальной, что несколько ухудшает аэродинамику, но улучшает комфорт. Подавляющая часть выпускаемых рам делается из алюминиевых сплавов. Сталь применяется не часто, обычно для трехколесных, грузовых моделей. Титан и карбон используются редко. 

Тормоза

На относительно легких моделях ставят ободные векторные тормоза. На грузовых, иногда можно встретить барабанные тормоза. Но основным трендом сейчас являются дисковые гидравлические тормоза. Подбирая модели и диаметр роторов (обычно от 140 до 203мм) можно надежно и быстро остановить несущийся с горки электротандем. 

Амортизация

Для городских электровелосипедов амортизация не является необходимым элементом конструкции. Передний и задний амортизаторы, при ограничении по скорости 25 – 30км/час, мало чего дают на гладком асфальте, зато увеличивают вес и цену велосипеда. Проще и дешевле поставить более широкие и комфортные покрышки. Зато для горных, туристических и тяжёлых, с большой средней скоростью, моделей, амортизация является обязательной. Она не только улучшает комфорт во время поездки, но главным образом, повышает безопасность. 

Переключатели передач (скоростей).

Возможность использовать систему переключения передач электровелосипеда повышает его КПД, увеличивает дистанцию до перезарядки аккумулятора, увеличивает среднюю скорость, особенно в холмистой и горной местности. Наличие стандартной внешней системы имеющей 27 - 30 передач, в принципе, необязательно, но полезно для поездок по трассам со сложным рельефом, большими перепадами высот, длинных дистанций и, положим, тяжелой поклажи. Зато, наличие планетарных втулок с 8 – 11 передачами (Shimano), 14 передач (Rohloff) или бесступенчатым планетарным вариатором (CVP) NuVinci, является оптимальным вариантом для городского электровелосипеда у которого концы небольшие, а мест для экстренной подзарядки много. 

Защита от угона. 

Велозамок для электровелосипеда ничем не отличается от внешнего замка для обычного велосипеда: наиболее надежной моделью является замок в виде буквы U из закаленной стали, например ABUS. Кроме того, у сити-байков имеются встроенные механические замки, блокирующие заднее колесо или, даже, два колеса. У некоторых электровелосипедов есть замок с ключом, типа замка зажигания мотоцикла, блокирующий электронику. Это стандартная комплектация для развитых стран с комфортным климатом. 

Для нашего отечества с нашим климатом, её можно дополнить несколькими полезными моментами. 

  • Недостаточно блокировать колеса и электронику велосипеда, весьма полезно его тщательно привязать. Причем, два замка лучше одного. Один замок должен быть мощным и заметным (U образный или специальная закаленная цепь с навесным или встроенным замком), другой более простым, положим с тросом, который защищает колеса от разбазаривания.

  • Никаких строительных цепей с рынка и простеньких бытовых навесных замочков! Цепь должна быть специальная из закаленной стали, положим, ABUS, навесной замок должен быть соответствующим с защитой дужки и хорошим, двухсторонним ключом, поворачивающимся, минимум, на 180 градусов. Важен диаметр прутка. из которого сделана цепь – чем толще тем лучше! – тогда арматурным ножницам будет трудно ухватиться и перекусить звено. 

  • Желательно, дабы место длительной стоянки было просматриваемым и охраняемым (офис с видео наблюдением, охраняемая стоянка, дружественное КПП…). Плохие места: стоянки перед супер и гипермаркетами, около метро, где сильно многолюдно и, наоборот, сильно малолюдные и не просматриваемые улицы, парки, дворы. 

Электровелосипед и экология. 

Считается, что электровелосипед весьма экологичный вид транспорта; он практически не загрязняет природную среду, вообще, и большие города, в частности. К сожалению, это не соответствует действительности. Современный электровелосипед, это высоко технологичное устройство. А хорошо известна прямая зависимость между высокими технологиями или, другими словами, уровнями (степенями) передела продукции и ухудшением экологии. Чем больше переделов, том больше загрязняется природная среда. Не стоит забывать и электроэнергию, необходимую для зарядки аккумуляторов. Сейчас, большинство электростанций в мире сжигает углеводородное сырье. Суть в том, что чаще всего, природа загрязняется в одних местах, там, где находятся производства и немного улучшается в других местах, например в городах, где ездят электровелосипеды. Но мир, увы, глобален, население растет и постепенно экология ухудшается везде. Не стоит забывать и мусорные свалки, куда неизбежно попадает часть оборудования. Они так же загрязняют среду и являются большой проблемой в развивающихся странах, куда входит и Россия. 

Последний момент – что с чем сравнивать? По сравнению с обычными автомобилями, электровелосипед «очень чистый вид транспорта», даже более чистый, чем троллейбус, метро, трамвай. Но, с другой стороны, элетровелосипед, конечно «грязный вид транспорта» по сравнению с обычным велосипедом.

(с) Юрий Разин

Раздел подготовлен при помощи компании Максимум

Максимум

Все статьи раздела "электровелосипед":  http://velopiter.spb.ru/tech/electro/ - Электровелосипеды, обзор вида.
Электровелосипеды, с мира по нитке http://velopiter.spb.ru/tech/electro/index2.htm  
Тест драйв электровелосипеда Eltreco Dutch L http://velopiter.spb.ru/tech/e-bike/


Экстремальный портал VVV.RU
ВелоПитер - виртуальный велотуристский клуб Илья Гуревич [ilia.velotur@gmail.com]
ВебМастер: Алексей Кочетов [www.phpbee.org]
Вопросы рекламы: Анна Кононова [akononova@yandex.ru]
(C) ВелоПитер, 1997-2015