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

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: 

Недостатки: 

И так, основные типы: 

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: 

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: 

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. 

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