Электровелосипеды своими руками

Самодельный электровелосипед из болгарки: фото сборки

Электровелосипед сделанный из болгарки на 750 Вт: фото пошаговой сборки с описанием, а также видео с испытанием электрического велосипеда от автора самоделки.

Автор этой идеи: Александр Крюков, он с компанией единомышленников собрал электровелосипед своими руками из шлифовальной машинки и подручных материалов.

Перейдём к обзору самоделки, автор поставил себе задачу смастерить транспортное средство на основе старенького велосипеда, при этом автор не сильно заморачивался с внешним видом своего творения, главное, чтобы велосипед превратился в полноценный электровелосипед.

Для сборки этого чуда инженерной мысли были взяты такие материалы:

  • Дедушкин велосипед.
  • Шлифовальная машинка (Болгарка) мощностью – 750 Вт.
  • Инвертор (преобразователь напряжения) 12V — 220V.
  • Литиевые аккумуляторы.
  • Кнопка с регулятором мощности.
  • Провода.
  • Кусок листового металла.
  • Ручка и тросик ручного тормоза велосипеда.

Для воплощения задуманного болгарку разбирать не нужно она останется в целости и сохранности, её можно в любой момент снять с велосипеди и использовать по предназначению.

Теперь перейдём к самой сути.

В этой конструкции вал шлифмашинки будет передавать вращательный момент прямо на покрышку колеса. Для этого была сделана вот такая втулка, которая показана на фото.

Сама втулка надевается на вал болгарки, для хорошей сцепки втулки с покрышкой колеса велосипеда, на втулку наварили пупырышки.

Затем шлифмашинку закрепили на раме велосипеда вот таким приспособлением, которое работает как сцепление, при нажатии на ручку на руле, тросик тянет рычаг который прижимает втулку вала болгарки к покрышке колеса.

Установка тросика.

Механизм в действии.

Это даёт возможность ехать на велосипеде только на педалях, если нужно использовать электротягу, достаточно воспользоваться ручкой на руле, и вал опять прижмётся к покрышке колеса.

Теперь электродвигатель нужно подключить к источнику питания 220V, автор сделал это следующим способом.

Взял инвертор, который был у него в наличии, прикрутил его к багажнику.

Инвертор – это преобразователь напряжения, в данном случае использован преобразователь постоянного тока 12V в переменный 220V, как раз для питания болгарки.

Для работы всей этой системы нужен аккумулятор на 12V, автор поступил следующим образом, взял пачку аккумуляторов от зарядных устройств мобильных телефонов и соединил их в батарею, выдающую 12 V и 20 А.

Подключил аккумулятор к входу (12V) инвертора, а выход от инвертора (220V) через кнопку включения к болгарке.

Кнопка регулятор мощности, её можно настроить для более плавного включения болгарки.

Испытания самоделки прошли успешно, электрический велосипед развивает максимальную скорость практически 50 км/ч.

Единственный недостаток, при трогании с места происходит небольшая пробуксовка втулки вала болгарки о покрышку колеса. Для более резвого старта с места на втулку можно одеть кусок резины от камеры велосипеда.

Запаса хода на одной зарядке хватает примерно на 30 км.

Автор со своей самоделкой.

Более подробно о сборке электровелосипеда Александр рассказал в своём видео, где также продемонстрировал испытания самоделки.

Электрика

Для питающих аккумуляторов автор выбрал недорогие свинцовые на 12 В соединенные последовательно, предложив, как вариант размещение их в старой сумке от ноутбука. Ее можно прикрепить за седлом, сбоку от нашего устройства.



Выводим провода от аккумуляторов, подключаем их последовательно с двигателем и ведем к тумблеру на руль. Никаких контроллеров регулировки оборотов нет, нажал на кнопку — на мотор с аккумуляторов подалось полное напряжение 24 В. Простейший тумблер можно закрепить где-нибудь в удобном месте на руле.

Для защиты движущего механизма нашего электровелосипед, можно закрепить металлические пластины по обоим бокам рамы.




Все спайки и контактные группы для безопасности стоит заизолировать термоусадкой, горячим клеем или изолентой.

Такая конструкция электровелосипед действительно проста, и практически не требует специализированного технического обслуживания. Все что вам понадобится, это вовремя заряжать батареи, и следить за скоростью на дорогах, ведь по заверениям автора она может достигать 35 км/ч!




Что нужно знать, приступая к сборке электровелосипеда

  • На первом этапе необходимо определиться с главными моментами:
  • Какая конструкция выбрана будет донором.
  • От диметра покрышек зависит покупка мотор-колеса, поэтому с ним в первую очередь нужно определиться: чем больше он, тем нужно меньше оборотов, чтобы ехать со скоростью аналогичной.
  • Переднее или заднее устанавливать мотор-колесо. Легче, конечно, монтировать переднее, но, для дорогих конструкций рекомендуется ставить заднее.
  • Желаемая мощность. Даже на среднем аккумуляторе, при двигателе менее 250 W, длина максимального пробега достигнута будет нормальная. Если же поставить мотор на 350 W, то изрядно придется «потратиться» на аккумулятор.
  • Выбор типа аккумулятора также важен: свинцовый или литиевый? Свинцовый очень тяжелый, а LiFePO4 или Li-Poly – очень дорогие.
  • Какое выбрать напряжение? Нужно отметить, что на рынке, присутствуют мотор-колеса под различную величину напряжения: 60, 48, 36 или 24 вольт.

Допустим, выбор остановлен на конструкции средней стоимости — 15 тысяч рублей, мотор-колесе (48V), желаемой мощности 380W, аккумуляторной батарее (48V 10а/ч), скорости максимальной до 38 км/час (без использования педалей), пробегом – до 25 км/час на одной зарядке.

Комплекты, позволяющие самостоятельно переоборудовать обычный велосипед в электрического «железного коня», в интернете найти просто по запросу – «ebike, Motor Conversion kit, LiFeP04». Из практики, сумма затрат (учитывая пересылку из Китая) обойдется в двадцать тысяч рублей. Также, опираясь на советы «бывалых», приобретать литиевую батарею (а выбрана она) и CONVERSION KIT рекомендуется раздельно. В России уже тоже можно комплект Li-Ion батареи и мотор-колеса купить. Причем, обойдется он несколько дешевле и не уступит по качеству (магазин для электровелосипедов).

Если приобретать KIT, то он состоит, как правило, из колеса в сборе, ручек тормоза и газа, контроллера, фары, снабженной замком, датчика под педали (не использовали в нашем случае), сумки для аккумуляторных батарей, кнопки включения сигнала звукового. Если же приобретать это «врассыпную», есть возможность «экспериментировать с контроллером»: остановить внимание советуют на мотор-колесе наименьшего напряжения. Напротив, для контроллера оно желательно самое большое, как и для батареи.

Если же решили купить KIT, то батарею подбирать придется под соответствующее напряжение. По убеждению специалистов, не стоит » гнаться» за высокой мощностью. Для поездок более чем хватит, если величина ее будет 380W. При увеличении мощности, увеличиться скорость незначительно, но, конечно, легче ехать в гору. О мотор-колесе, которое выпускает промышленность: более легкое – редукторное и тяжелое, но более мощное безредукторное. Русские и американцы обычно выбирают второй вариант, а европейцы – первый. Но, на какой бы из них не пал выбор, его нужно в обод собрать.

Самыми «ходовыми» колесами являются 26-дюймовые.

Проводя монтаж редукторного колеса нельзя ошибиться – провода выходить должны на правую (и только сюда) сторону, потому, что из-за муфты обгонной, установленной внутри, вращаться будет оно в одну только сторону. Для другого, т.е. безредукторного, это не актуально, но все же рекомендуется их левый выход. Важное замечание: чтобы колесо не сгорело, вынув его из упаковки, нужно скотчем сразу обмотать провода. Как правило, нужно подтачивать при установке мотор-колеса ось на нем, а также место посадки на вилке.

С небольшой коробкой алюминиевой, под называнием контроллер, проблем не бывает Ее нужно надежно закрепить на раме, найдя место, наиболее удобное. Использовать можно болты, пластиковые удавки и т.д.

Сборка. Ручку газа нужно устанавливать справа. Затем, закрепить фару с «замком зажигания», сигнал. Очень удобен ключ, который используется в качестве включателя питания, который при дальнейшем повороте, включает свет.

Выбор батареи LiFePO4, несмотря на ее более высокую стоимость, понятен: она долговечна, заряжается быстро,

Имея до 1,5 тыс. циклов разряд/заряд. Состоит она из нескольких «банок», которые между собой во время зарядки балансируются. Свинцовый аккумулятор с аналогичными параметрами больше намного весит, но, кроме этого, придется возиться с электролитом. И, при этом, заряжаться он будет дольше.

Как переделать велосипед в электровелосипед

Рано или поздно каждый байкер ненадолго становится «продажным», и, намотав несколько десятков километров за день, начинает малодушно мечтать о средствах «малой механизации» обычного велосипеда. Впрочем, после отдыха эти нескромные желания обычно проходят, и велосипед вновь становится объектом вожделения. Тем не менее, идея сделать электровелосипед своими руками очень популярна и с каждым годом получает более широкое распространение. Расскажем подробнее, как это сделать.

Из области мечты:
На фото экстремальный шестикиловаттный байк, развивающий с места скорость в 60 км\час за три секунды. Пиковая сила тока – 100 ампер на литий-железо-фосфатных аккумуляторах… По заявке производителей, он держит скорость около 60 км\ч на протяжении 40 км. Кудесники обитают здесь: http://www.voltbikes.ru/blog/projects/E-bike-3000W-6000W-lifepo4/

Наши задачи гораздо скромнее. Сразу ограничимся, что не имеется в виду производство электровелосипеда «с нуля», а будет рассказано о том, как выбрать и установить на ваш любимый байк специальный комплект для переделки. После этой переделки электробайк сможет вас выручать в сложной ситуации.

Для чего это вам нужно?

Прежде всего вы должны подумать, для чего будет использоваться велосипед, получивший оснащение в виде электродвигателя. Он станет тяжелее, на нем нельзя будет заниматься кросс-кантри и даунхиллом, потому что центр тяжести системы повышается, вес увеличивается, да к тому же падать на таком байке не стоит. Это может привести к поломке электродвигателя и потребовать его замены.

Как правило, велосипед с электроприводом требуется для следующего:

  • запаса хода «на всякий случай», при усталости, для резерва. Это очень хорошее решение для велосипедистов-любителей в возрасте, а также для людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями, ожирением. Это позволяет выезжать на спокойные прогулки без опасности выбиться из сил на обратном пути, в том случае, если не получается их правильно рассчитать;
  • постоянное использование для подъема в горку, в виде подключения на сложных участках маршрута. Для этого электровелосипед должен иметь возможность движения сразу на двух источниках энергии: мускульной силе и двигателе.

На пересеченной местности электробайк лучше не использовать. Его удел – это проселочные тропинки, асфальтовое покрытие. Также электровелосипед не любит прыжков.

Что входит в комплект

Для того чтобы превратить байк в электрический велосипед, вам нужны следующие основные компоненты (они входят в каждый набор):

  • мотор-колесо. Это сердце электробайка, электродвигатель. Просто вы меняете одно колесо на другое;
  • аккумуляторная батарея;
  • крепеж батареи, провода;
  • панель управления, или консоль.

Для того чтобы разочарования не были бесконечными, нужно знать, что достаточно быстрая и продолжительная езда возможна только при мощности около 1000 Вт, то есть 1 кВт. Если определяться с ценой, то за мотор-колесо с киловаттным движком в среднем придется отдать 20 тысяч рублей.

Велосипед с электроприводом можно сделать на более емком или менее емком аккумуляторе. Так, батарея емкостью 18 А\ч обойдется в 30 тысяч рублей.

Поэтому не рекомендуется покупать дешевые электронаборы, которые могут только недолго тянуть по ровной дороге. Они развивают мощность в 250 – 35- Вт и могут считаться «детскими».

Идеальный, но дорогой вариант – это двигатель в 2000 Вт.

Достаточно интересным и «бюджетным» вариантом может считаться грузовой трехколесный велосипед на автомобильных аккумуляторах. Как известно, один такой аккумулятор имеет емкость в 55 А\ч и может давать очень неплохие результаты. Сделать такой электровелосипед своими руками несложно, гораздо сложнее найти надежный грузовой байк с тележкой для размещения аккумуляторов. Кроме того, велосипед с опорой больше, чем на два колеса, может быть более комфортным для выезда на рыбалку, для велотуризма в пределах «досягаемости» розетки.

Однако в настоящее время уже созданы зарядные устройства, которые могут питать электродвигатель велосипеда от солнечных батарей, заряжая его во время спуска, а также заряжать на привалах с помощью миниатюрных паровых турбогенераторов, работающих от энергии костра.

Выбор комплектующих для электровелосипеда

Двигатель

Судя по отзывам на форумах, большинство домашних умельцев вполне устраивает двигатель от бытовой стиральной машинки порядка 350 – 400 Вт. Кстати, многие электровелосипеды промышленного изготовления, например, Wellness HUSKY (цена в пределах 51 000 рублей), оснащены именно такими движками. Главное, правильно подобрать тип электромотора. Коллекторный двигатель в равной степени хорошо работает от сети и переменного, и постоянного тока.

Погоня за увеличением мощности – дело бесперспективное. Единственное преимущество – повысится тяговое усилие при движении электровелосипеда в гору, а вот скорость вряд ли существенно прибавится.

К слову сказать, в интернете есть самоделки на основе шуруповерта. Данный опыт перенимать не стоит – дело бесперспективное. Кто знает, что это за бытовой электроинструмент, уже понял. Да и цена на батареи к нему «кусается», а срок службы при таком использовании – сезона 2, не больше.

Аккумулятор

Прежде чем выбирать АКБ, следует определиться, для чего именно нужен электровелосипед. Для дальних поездок и емкость батареи должна быть соответствующая. Как поступить? Скомпоновать несколько аккумуляторов в батарею или выбрать один, но с большим зарядом? В первом случае усложняется монтаж, так как все элементы придется не только крепить, но и соединять в единую схему эл/питания. Во-втором – значительное увеличение габаритов АКБ. Следовательно, найти для нее место будет совсем не просто. Но с точки зрения удобства комплектации электровелосипеда данный вариант предпочтительнее.

По мнению тех, кто уже собирал электровелосипед своими руками, оптимальные параметры батареи – 48 В (20 А/ч, как минимум). Под нее и подбирается двигатель (380 Вт). Вполне достаточно, чтобы обеспечить скорость на слабопересеченной местности до 40 км/час. На пару часов заряда хватит. По типу батареи лучшей считается Ni-MH АКБ. Применительно к электровелосипеду ее основные достоинства – большая емкость, повышенный эксплуатационный срок. Да и цена вполне приемлемая.

Рекомендация Если в основном электровелосипед можно собрать из подручных материалов, то батарею следует купить. Изделие на 5 000 мА/ч позволит проехать до 10 км без дозаряда со скоростью 20 км/час. При движении по городу (например, на работу и обратно) вполне достаточно.

Тип передачи

Если двигатель от бытовой техники, то шкив на валу уже есть. Следовательно – передача ременная. Это самое простое решение, так как останется лишь установить аналог на колесе (естественно, заднем). Можно шкив заменить на зубчатый венец. Отлично подходит звездочка серии 52Т. Получится примерно так.

Зарядное устройство

О нем также следует побеспокоиться заранее. Если батарея подобрана, то приобрести соответствующую модель, подходящую по параметрам, несложно.

Особенности сборки электровелосипеда

За основу может быть взята любая модель велосипеда, поэтому расписывать порядок работы в виде пошаговой инструкции бессмысленно. А вот на отдельные нюансы изготовления электровелосипеда своими руками обратить внимание стоит. Все, что будет недосказано, наглядно продемонстрируют иллюстрации.

  • Если рама металлическая, то большинство креплений можно сделать сваркой. С алюминиевым или карбоновым вариантом корпуса сложнее, Придется высверливать отверстия и для фиксации составных частей схемы использовать гайки и болты.
  • Для экстренной остановки двигатель электровелосипеда придется отключать. Размыкатель эл/цепи удобнее расположить в тормозной рукоятке.
  • Оптимальное место для «замка зажигания» – фара. При необходимости в ней же можно поместить и сигнальную кнопку, хотя для электровелосипеда это лишнее. Учитывая небольшую скорость, предупредить пешехода получится и голосом. Да и усложнять схему вряд ли целесообразно, так как звуковой сигнал – один из потребителей электроэнергии. А емкость АКБ не беспредельна.

Чем можно дооснастить электровелосипед

Те, кто разбирается в электро- и радиотехнике, стараются сделать модель более совершенную. Но собрать ее только лишь из подручных материалов не получится – кое-что придется приобретать, а значит, тратить деньги.

  • Ваттметр. Он точно покажет, на какое расстояние еще можно рассчитывать, учитывая расход энергии. Это позволит при необходимости поменять планы, скорректировать маршрут передвижения. Целесообразно прибор разместить на руле, чтобы он постоянно был в зоне прямой видимости.
  • Контроллер. Есть несколько вариантов таких устройств. Простейшее, служащее всего лишь клеммной коробкой, крепится где угодно. Но многие из них собираются, например, на микросхемах. Независимости от выбранного решения, нужно учитывать, что все радиодетали нуждаются в эффективном охлаждении. И это понятно – эл/ток, проходя по цепи, частично преобразуется в тепловую энергию (из-за внутреннего сопротивления ее элементов). Значит, контроллер желательно расположить на раме так, чтобы он лучше обдувался встречным потоком. Часть краски на этом участке нужно снять, и дополнительно подложить пластину из алюминия, низ которой (в месте касания) покрывается термопастой.

В условиях современного развития мегаполисов, когда личный автотранспорт для передвижения по улицам становится обременителен, все большую популярность приобретают различные виды двух-трехколесных средств транспорта. На Западе создаются специальные велосипедные зоны движения, организуются велопарковки, открыты многочисленные пункты проката велосипедов, мопедов и электровелобайков. В России многие поклонники двухколесного транспорта задумываются над тем, чтобы пересесть на электровелосипед, при этом озадачивают себя рядом вопросов:

  • как собрать электровелосипед своими руками,
  • где взять комплектующие и необходимые детали для доработки промышленно изготовленного «велика»;
  • во что обойдется модернизация.

Volteco Freego

Конечно можно приобрести и готовую модель электровелосипеда. В последнее время в продаже появились различные электровелосипеды стоимостью от 56,0 тысяч (модель «Volteco Freego» – Южная Корея) до 175,0 тысяч (модель «Dahon Ciao Ei7» – США) рублей. Для подбора лучшей модели необходимо изучить большой рынок с многочисленными моделями велосипедов, либо стоит доверится мнению экспертов и выбрать один из рейтинга топ 5 лучших электровелосипедов.

Dahon Ciao Ei7

Однако существует много домашних мастеров, обладающих достаточной квалификацией, для которых модернизация обычного дорожного велосипеда до уровня электровелосипеда доставит массу удовольствия.

Краткий экскурс в историю

Идея использовать в качестве привода велосипеда электрический двигатель витала в умах изобретателей давно. Основным препятствием к реализации этой идеи было отсутствие аккумуляторных батарей, которые при достаточной электрической емкости, напряжении и отдаваемом в нагрузку токе, имели незначительные габаритные размеры и массу.

Толчком к интенсификации работ по созданию велосипедов с электроприводом стало широкое распространение литий-ионных и литий-полимерных щелочных аккумуляторов, которые при незначительных размерно-массовых показателях имеют высокие электротехнические характеристики и срок службы, позволяющий длительное время повторять циклы заряда-разряда без потери параметров качества. Сегодня различные образцы этих аккумуляторных батарей нашли самое широкое распространение в аккумуляторном электроинструменте.

Китайские производители первыми освоили не только массовый выпуск электровелосипедов, но и начали производство широкого ассортимента комплектующих, запасных частей и приспособлений, позволяющих превратить обычный велик в электровелосипед.

Особенности

Сегодня в условиях городского транспортного коллапса велосипед с электроприводом интересен значительными преимуществами среди других видов двухколесного транспорта, причем экологическая безопасность занимает далеко не последнее место. Функционально электровелосипед аналогичен обычному мопеду, у которого бензиновый двигатель внутреннего сгорания заменен на электрический силовой агрегат. Мощность электродвигателя промышленно выпускаемых моделей колеблется в пределах 0,25…1,2 киловатта, при этом электровелосипед способен развивать скорость до 50,0 километров в час. Основными преимуществами электровелосипеда является:

  • два способа передвижения – с использованием обычного педального привода и электродвигателя;
  • возможность передвижения на большие расстояния при использовании электротяги;
  • по сравнению с мопедом и мотороллером меньшая трудоемкость технического обслуживания и лучшая ремонтопригодность;
  • экологичность транспортного средства, благодаря которой на Западе владельцы электровелосипедов получают различные льготы.

Однако электровелосипеду присущи и определенные минусы, основными из которых являются:

  • высокий суммарный вес силового агрегата, включающего электродвигатель, аккумуляторную батарею, дополнительную трансмиссию и систему управления (электрический контроллер);
  • большая продолжительность зарядки современных аккумуляторных батарей, при их недостаточной автономности;
  • высокая цена заводских комплектующих;
  • низкая скорость передвижения на загородных магистралях.

Выбор комплектующих для переоборудования

Приняв решение о переоборудовании своего велика в электровелосипед, владелец должен ответственно отнестись к подбору комплектующих, обратив особое внимание на соответствие (адекватность) всех элементов электропривода. Сэкономив на покупке аккумулятора можно получить электровелосипед, на котором без подзарядки можно доехать до ближайшего супермаркета, а обратно возвращаться, крутя педали. И наоборот слишком маломощный электродвигатель не только не позволит развить желаемую скорость, но из-за низкой динамичности во многом потеряет в безопасности.

Для переоборудования дорожного (городского) велосипеда в электровелобайк не обойтись без:

  • электродвигателя, являющегося сердцем силового агрегата транспортного средства, стоимость которого колеблется от 5,5 до 8,5 тысяч рублей;
  • аккумулятора, электрическая емкость которого должна быть не менее 5,0 ампер-часов;
  • электрического контролера, обеспечивающего взаимодействие аккумулятора с двигателем и позволяющего регулировать частоту вращения ротора, который обойдется около 5,0 тысяч рублей.

Можно пойти по пути наименьшего сопротивление и купить мотор-колесо («MAGIС PIE-3 26», 17,5 тысяч рублей) или полнокомплектный электропривод («BAFANG BBS-01», 45,5 тысяч рублей), которые позволят минимизировать сложность и трудоемкость переоборудования велосипеда.

Если приобретать по отдельности движок, аккумулятор и блок управления, то дополнительно потребуется:

  • шкивы (2 или 4 единицы) от электрогенератора легкового автомобиля;
  • приводные генераторные ремни;
  • дополнительная звездочка – лучше приобрести комплект с креплением «Bafang 52 T»;
  • фривил (трещотка, муфта обратного хода), который необходим для передачи крутящего момента от двигателя к движителю.

Монтаж механики и двигателя

Монтаж электропривода на будущий электровелосипед зависит от схемы расположения силового агрегата и наиболее просто собрать электровелосипед с традиционной схемой – привод осуществляется на заднее колесо. На его втулке необходимо закрепить звездочку «Bafang 52 T», что потребует от велосипедиста определенных слесарных навыков и наличия «болгарки» с алмазным кругом и электродрели. Крепление диска звездочки к втулке осуществляется при помощи четыре-шести болтовых соединений, которые должны обязательно фиксироваться контргайками.

Цепной привод на заднее колесо осуществляется от фривила, который устанавливается отдельно на промежуточной опоре. Вращение от электродвигателя на фривил происходит через ременную передачу, собранную из генераторных шкивов и ремней легкового автомобиля.
Такая усложненная схема передачи вращающего момента от двигателя на колесо позволяет избежать резких рывков при трогании с места, а также исключает обратную передачу вращения в направлении колесо – вал электродвигателя.

Имеющийся на велосипеде стандартный переключатель скоростей используется в качестве натяжителя приводной цепной передачи.

Во время сборки отдельных деталей и сборочных единиц обычно требуются подгоночные операции, которые выполняются с использованием обычного набора напильников различного сечения.