Выбираем велогибрид — 12 уровней мощности от 360 до 8000 Вт

Если вы совсем недавно узнали, что же такое электровелосипед, но уже всерьёз задумались о приобретении этого экологичного транспортного средства, надеемся, данная статья поможет сделать правильный выбор. Новые электровелосипеды дороги по сравнению с наборами, из которых можно собрать свой собственный велосипед. Однако не всем под силу разбираться с техническими аспектами техники, проще заплатить деньги и получить готовый электровелосипед, на который можно сразу же сесть и поехать.

Однако если вы разбираетесь в том, как устроен электрический велосипед и можете собрать электровелосипед в базовой комплектации самостоятельно, описанные далее наборы помогут вам существенно сэкономить. Кроме того, они позволят вам самостоятельно выбрать велосипедную раму, которая идеально подойдет под ваши габариты.

Что нужно знать прежде всего: забудьте о мощности, указанной в рекламных проспектах наборов. Одна лошадиная сила — это 746 ватт, а мощность комплекта в ваттах рассчитывает простым умножением напряжения на амперы. Так, мощность 36-вольтного набора с контроллером, использующим силу тока до 20 ампер, составит 36 В * 20 A = 720 Вт.

С необходимой (или желаемой) мощностью дело сложнее: много энергии расходуется на выделение тепла, а то, что остаётся, и обуславливает настоящий предел мощности. Если у двигателя начать повышать напряжение, можно получить немного дополнительной мощности — двигатель начнет вращаться быстрее, чем при низком напряжении. Если начать повышать максимальную силу тока (амперы), ускорение будет выше, однако увеличение силы тока вызовет значительное выделение тепла, которое может погубить двигатель (а в некоторых случаях и контроллер).

Вот совет, как повысить мощность, применимый ко всем этим наборам: при езде по ровной дороге можно увеличить силу тока и получить хорошее ускорение. Максимальная нагрузка повышается только на несколько секунд, пока велосипед ускоряется, а когда устанавливается максимальная скорость, нагрузка уменьшается до значения, необходимого для поддержания скорости на текущем уровне, что дает двигателю и контроллеру возможность остыть перед следующим ускорением. А вот наихудший вариант развития событий: предположим, вы одолжили электровелосипед приятелю, который не знает принципов его работы, и он пытается преодолеть длинный и крутой подъем на полном ускорении. Без этапа охлаждения двигатель и контроллер перегреются, и вашему другу придется топать до дома «на своих двоих». Вот почему нужно ограничивать максимальную нагрузку, которую обеспечивает набор (компьютер для электровелосипедов Cycle Analyst позволит с лёгкостью настроить силу тока, выдаваемую контроллером). Cycle Analyst — один из лучших компьютеров для электровелосипедов на рынке.

Стильный Faraday Porteur с передним редукторным мотор-колесом средней мощности (360 Вт)

Мощность 360 Вт (36В * 10A). Передний редукторный мотор-колесо Tongxin

Двигатель Tongxin настолько крошечный, что многие и не заметят, что на вашем велосипеде установлен электромотор. Существуют и другие 250-ваттные двигатели такого размера, но у Tongxin есть одна уникальная особенность: хотя и считается, что это редукторное мотор-колесо (двигатель вращается быстрее колеса, что добавляет крутящего момента и эффективности), в нём вместо зубчатых передач используются гладкие ролики.

Это одновременно и преимущество, и недостаток. Плюс стальных роликов в том, что благодаря их гладкости двигатель работает почти бесшумно. К сверхтихой работе добавляется ещё и синусный контроллер, но даже с обычным контроллером с прямоугольным импульсом боковые пластины малого диаметра не слишком резонируют. Ещё одним преимуществом является то, что ролики очень малы, поэтому передаточное отношение у них 12:1 вместо обычного 5:1 у зубчатых передач.

Минус гладких роликов заключается в следующем: почти каждый, кто начинает использовать электромотор, обычно хочет «ещё чуточку» мощности. Если вы попробуете увеличить мощность, ролики начнут немного проскальзывать. Лучше устанавливать такой двигатель на переднем колесе, поскольку при 36 В X 10 A = 360 Вт лишняя суета с установкой двигателя на заднее колесо не нужна, и практически любая стальная вилка с лёгкостью выдержит 360 Вт с одним стопорным рычагом.

Мощность 540 Вт (36В * 15A). Передний или задний редукторный мотор-колесо Bafang SWXH

Однажды я решил собрать «шустрый» дорожный велосипед с рамой из углеродного волокна, на котором я мог бы ездить по велосипедным дорожкам возле дома. Чтобы ничем не выделяться из толпы велобратьев, двигатель я хотел установить маленький и тихий. После некоторых изысканий остановился на редукторном мотор-колесе Bafang SWXH, расположенном на заднем колесе электровелосипеда.

На внутренних планетарных шестернях электродвигателя имеются зубцы, а масса меди в нём больше, чем у двигателя Tongxin, поэтому он вырабатывает большую мощность. Обычно его нагрузка составляет 15 A, поэтому он не слишком перегревается. Я не стал бы эксплуатировать его при 36 В (36 В X 15 A = 540 Вт), но имейте в виду, что некоторые умельцы, собравшие собственные велосипеды, использовали более высокое напряжение (48 В-72 В) без значительного повышения температуры.

Этот двигатель весьма тих, но его передачи негромко жужжат при ускорении. Однако с двигателями, у которых есть внутренние передачи, всегда будет слышен некоторый механический шум. Можно установить двигатель Bafang SWXH на переднее колесо, но он достаточно большой. Пользуйтесь стопорным рычагом, и для 540 ватт одного высококачественного стопорного рычага будет достаточно. Двигатель Bafang SWXH — лишь один из вариантов надёжных двигателей, но существуют десятки 250-ваттных мотор-колёс, работающих не хуже.

Двигатель SWXH, установленный между звездочками, практически невидим

Мощность 720 Вт (36В * 20A). Передний редукторный мотор-колесо Bafang-BPM

Электрический двигатель Bafang BPM — один из самых популярных редукторных мотор-колёс в мире. Он во многом схож с 500-ваттным двигателем, который все китайские производители устанавливают на свои электрические велосипеды. Если вы установите двигатель спереди, а аккумуляторы размесите на заднем багажнике, велогибрид окажется вполне сбалансированным.

Установка этого двигателя в переднее колесо весьма проста. А если вращать педали, получится полноприводный велосипед. Поклонники такой конфигурации сообщают, что двигатель в переднем колесе придает велосипеду устойчивость на скользкой дороге, но при этом при подъеме в гору по мокрой дороге электровелосипед скользит больше, чем с двигателем в заднем колесе.

Можно использовать большее напряжение (до 72 вольт благодаря меньшему количеству полюсов у двигателя BPM), но 36-вольтная система позволяет использовать бюджетную батарею с доступным двигателем среднего размера. 20-амперные контроллеры распространены и недороги.

Двигатель BPM среднего размера кажется довольно большим, поскольку у этого велосипеда диаметр колеса всего лишь 24".

Редукторный мотор-колесо Bafang BPM среднего размера в заднем колесе. Батарея также размещена сзади, поэтому центр тяжести у этого велосипеда смещен, что делает его плохо управляемым. Однако форма рамы позволяет установить треугольный отсек для батарей, что коренным образом перераспределит вес и улучшит управляемость велосипеда.

Мощность 960 Вт (48В * 20А). Задний редукторный мотор-колесо Bafang-BPM

Задний редукторный мотор-колесо Bafang-BPM мощностью 960 Вт очень популярен. Редукторные мотор-колёса легко едут накатом, при ограничении нагрузки до 20 A двигатель BPM проработает долго, а при напряжении 48 В он будет вырабатывать на 30% больше мощности, чем при 36 В. Конечно, батарея на 48 В намного дороже, но если вам предстоит ездить, в основном, по неровным дорогам с подъёмами и спусками, двигатель BPM в заднем колесе при напряжении 48 В будет демонстрировать лучшие рабочие характеристики, нежели двигатель BPM в переднем колесе при напряжении 36 В.

Мощность 1200 Вт (48В * 25А). Magic Pie 3

Эта конфигурации, пожалуй, одна из самых популярных: большое безредукторное мотор-колесо мощностью 1200 Вт (Magic Pie 3). Возможно, безредукторный мотор остаётся самым недорогим вариантом при такой мощности из-за простоты конструкции. Однако помните большом диаметр таких мотор-колёс, с большой вероятностью привлечёт к вашему электровелосипеду много интереса со стороны велосипедистов.

Важным преимуществом такого мотор-колеса является низкая цена и тихая работа. Такие двигатели часто поставляются с 20-амперными контроллерами, но при смене контроллера на 25-амперный и 30-амперный наблюдается значительное увеличение ускорения. Что касается массы меди, как правило, в таких двигателях устанавливается статор с катушкой шириной 28 мм. Если вы ездите по ровным дорогам, останавливаясь редко, можете наслаждаться необычайным ускорением при нагрузке в 40 A хоть каждый день (пока выдерживает ваша батарея). Но если вы достаточно долго преодолеваете крутые подъёмы, даже при 30 амперах двигатель может сгореть. Любая сила тока выше предельной приведет к выделению большого количества тепла, что неэффективно и рискованно для велогибрида.

На фотографии электровелосипед с 66-вольтным задним мотор-колесом. Батарея расположена в средней части велосипеда в треугольной сумке Falcon EV

Мощность 1200 Вт (48В * 25А). 10T MAC

Вот ещё один пример редукторного мотор-колеса со статором двигателя MAC на 25% шире, чем у двигателя BPM, поэтому дополнительная ширина магнита обеспечивает примерно на 25% больше мощности. Дополнительные 25% массы меди обеспечивают большую нагрузку, поэтому я рекомендую установить ограничение в 25 A, если вам приходится ездить только по неровным дорогам с небольшими подъёмами (если вы ездите по ровным дорогам, максимальную нагрузку можно увеличить, поскольку пока вы крутите педали, у двигателя есть время остыть). Тем не менее, при долгом крутом подъёме обязательно нужно следить за нагревом двигателя.

Если батареи разместить на раме, электрический велосипед будет лучше развесован и управляем при движении. Двигатель 10T MAC при напряжении в 48 В обеспечит максимальную скорость в 45 км/ч на ровной поверхности, велосипед при этом весьма хорошо преодолевает некрутые подъёмы.

При повышении нагрузки с 25 A до 30 A вы можете добиться мгновенного разгона — однако следите за нагревом двигателя! У редукторных мотор-колёс не всё гладко с отведением тепла, поэтому, если вы задумываетесь о двигателе для гонок с параметрами 40 A или 72 В, приобретайте мотор-колесо с непосредственной передачей вращения (Magic Pie 3).

Задний редукторный мотор MAC с самодельным отсеком для батарей

Мощность 1200 Вт (48В * 25А). Bafang BBS02

Имейте в виду, что описанный выше набор MAC (обеспечивающий те же 1200 ватт) стоит меньше, но на крутых подъёмах BBS02 демонстрирует куда лучшие результаты. Двигатель BBS02 задействует передачи самого электрического велосипеда (обычно 7 звёздочек на заднем колесе), поэтому может развивать высокую максимальную скорость на ровной поверхности, а затем можно взлететь на холм, включив пониженную передачу, чтобы двигатель при сохранении оптимальной частоты вращения не слишком нагрелся.

Вдобавок ко всему, вес двигателя BBS02 перенесён в центр рамы, что уравновешивает электровелосипед настолько хорошо, насколько это только возможно. Многих пользователей этот набор вполне устраивает и его высокая цена вполне оправдана, он прост в установке и не требует специальных навыков. А вот при частым крутых объёмах этот двигатель действительно не имеет равных. Можно понизить передачу, и двигатель и дальше будет работать с более высокой частотой вращения, в отличие от односкоростных мотор-колёс.

Понижение передачи при подъёме в гору с устанавливаемым в раме двигателем не только эффективно — оно предотвращает перегрев двигателя по сравнению с различными односкоростными мотор-колёсами, которые могут заклинить. Также эти двигатели оснащены схемой защиты от избыточного нагрева тогда, когда вы случайно попытаетесь въехать в гору на слишком высокой передаче.

Центральный двигатель Bafang BBS2 на 48 В

Мощность 1900 Вт (48 В * 20 A)

Недавно появилось несколько полноприводных велосипедов. Это Mental Manno в Хорватии, городской Teklektiks Mundo в США и другие полноприводные электровелосипеды. Если просмотрите этот список на российском форуме, посвящённом электровелосипедам, вы обнаружите с дюжину полноприводных велогибридов (это потому что в России больше полугода снег и слякоть).

В таких велосипедах одна рукоять газа и одна батарея, но два контроллера и два одинаковых редукторных мотор-колеса (вращающихся независимо друг от друга). Так зачем нужны два маленьких двигателя, когда можно установить один очень большой?

Тому есть две причины. Во-первых, на скользкой или очень крутой дороге у двухприводного велосипеда лучше сцепление шин с дорогой. В некоторых ситуациях неважно, сколько у вас мощности, один двигатель вместо ускорения будет просто буксовать. Во-вторых, если вы живёте в сильно холмистой местности, поломка двигателя или контроллера, когда вы далеко от дома, может обернуться кошмаром. В двухприводном велосипеде второй двигатель и контроллер позволят вам дотянуть до дома. Мощность в 1900 Вт, указанная выше, относится к двигателю Bafang-BPM при 48 В * 20 A = 960 Вт (умножаем на 2 для двух двигателей, получаем 1900 Вт), но на представленном на фото электровелосипеде установлена пара более крупных двигателей MAC, и получаем мощность 57 В X 53 A = 3000 Вт (умножить на два двигателя), что для двухприводного велосипеда составляет 6000 Вт. И да, у него есть датчики температуры на обоих двигателях, чтобы ничего не сгорело. Здесь используется удобный трёхпозиционный переключатель мощности, чтобы ограничивать силу тока при подъёме в гору и максимальную нагрузку при езде по ровной поверхности, а также чтобы сбивать с толку тех, кто думает, что их автомобили быстры.

Полноприводной велосипед. Обратите внимание на стопорные рычаги!

Устанавливаемый в раме набор LightningRods

Мощность 1500-2800 Вт

Речь идёт о новом наборе производства GNG — устанавливаемом в раме двигателе для внедорожников среднего размера Lightning Rods. Конфигурация продумана хорошо, и двигатель буквально показывает чудеса при езде по бездорожью.

Можно установить этот двигатель на велосипеде с передней амортизационной вилкой, предназначенном для езды по городу, но лучше всего он проявляет свои рабочие качества, будучи установленным на двухподвесной раме внедорожника. Этот двигатель хорошо работает при силе тока в 30 A, а поскольку является двигателем с внутренним ротором, хорошо выделяет тепло. При мощности 48 В * 30 A = 1440 Вт, его рабочие характеристики поразительны! Кроме того, благодаря меньшему количеству полюсов, этот двигатель может обеспечивать высокую частоту вращения без чрезмерного выделения теплоты, вызванной потерями на вихревые токи. Это означает, что он был испытан и успешно подтвердил свою работоспособность и надёжность при напряжении в 72 В (и даже 100 В). 72 В * 40 A — это сногсшибательные 2800 Вт!

Конечно, если вы едете при 100 В (а 100 В * 30 А = 3000 Вт), двигатель вращается слишком быстро, чтобы помогать ему педалями. Если добавить датчик температуры, силу тока можно увеличить от 30 до 40 A. Эти наборы можно заказать уже сейчас, но поскольку они необычайно популярны и их количество ограничено (хотя производители и стремятся догнать спрос), лишь немногие счастливчики могут заполучить их. Вас могут включить в лист ожидания, но это того стоит, если хотите получить мощный и лёгкий внедорожный электровелосипед — быстрый, надёжный, который прослужит долго.

Мощность 2520 Вт (72В * 35A).

Crystalyte H35XX, модели H3525 или H3540 Если вы попробовали заднее мотор-колесо с силой тока в 35 A, и вам понравилось — определённо, нужна масса меди больше, нежели обычные статоры шириной 28 мм в мотор-колёсах непосредственной передачи вращения размера 9C. Двигатели серии Crystalyte H35 оснащены статором шириной в 35 мм (на 25% больше меди), но всё ещё позволяют использовать 7-скоростную звёздочку, при этом входят в пазы под ось шириной 135 мм всех распространённых велосипедных рам.

После использования в течение некоторого времени мотор-колеса вы решите, что вам не хватает скорости и ускорения, и все станут советовать вам повысить напряжение настолько, насколько вы сможете себе позволить (и сколько вместится в раму), а затем вы будете поднимать нагрузку до максимальных значений, пока нагрев двигателя не превысит 93 °C. При минимальных характеристиках 72 В и 35 A, Crystalyte H35 — самый доступный и лёгкий мотор, обеспечивающий такой результат.

Но если вы прочли указанные выше дневники мастеров, некоторые из них увеличили напряжение до 100 В, а силу тока временно повышали до 50 A (а также просверливали вентиляционные отверстия в боковых пластинах и устанавливали датчики температуры), получая головокружительную мощность 100 В * 50 A = 5 000 Вт. Если вы хотите большую часть времени ездить со скоростью выше 48 км/ч, я рекомендую безредукторные моторы.

Велосипед Big Hit FSR, конструктор — Родга, с двигателем Crystalyte H35 и большой батареей, которая просто НЕОБХОДИМА, чтобы обеспечить высокое напряжение и силу тока

Мощность 2880 Вт (72 В * 40 A )

Crystalyte H40XX, модели H4040, H4065 и H4080. Конструкция этого двигателя почти идентична конструкции описанного выше двигателя HT35XX, но его статор шире — 40 мм, а дополнительная масса меди обеспечивает большую, чем у HT35XX, силу тока (при тех же условиях) или меньший нагрев при той же силе тока.

Двигатель 4080 войдёт в стандартные 135-миллиметровые пазы под ось, но большая ширина означает, что использовать его можно только с 5-скоростной кассетой. Сердечник этого двигателя изготовлен из штампованной стальной пластины, поэтому не может поглощать так много выделяемого в течение короткого времени тепла, как описанный далее двигатель Crown (поскольку сердечник у того алюминиевый).

Двигатель Crystalyte 4080 с сердечником из тонкой штампованной стальной пластины (слева) и двигатель Crown с толстыми алюминиевыми спицами (справа)

Мощность 3600 Вт (Задний без редукторный мотор Crown)

В данной категории мощности можно использовать двигатели производителей Crown и Crystalyte. Его статор 40 мм шириной, что больше, чем у описанных выше двигателей серии H35, и меньше, чем 50-миллиметровый статор двигателя Cromotor.

В двигателе Crystalyte 4080 статор тоже 40 мм ширины, но между ними двумя есть разница. В двигателях Crystalyte 4080 используется не такой дорогой сердечник из штампованной стали, и он достаточно узкий, чтобы вместить 5-скоростную кассету, и спицы в нём обычные.

Двигатель Crown дороже двигателя 4080. В нём алюминиевый сердечник с толстыми спицами, что помогает поглощать кратковременно выделяемое тепло. Так что 4080 вполне пригоден для ровной езды по городу, а Crown предпочтительнее устанавливать на велосипеде, на котором собираетесь ездить с частыми остановками и по горкам (что требует частых повышений нагрузки). Кроме того, у двигателя Crown более глубокие пазы статора, поэтому масса меди в обмотке больше.

Единственный недостаток двигателя Crown заключается в том, что в обычную раму его можно вставить только с односкоростной звёздочкой. Но оба двигателя подойдут к любой стандартной стальной раме. Если вы хотите установить один из этих двигателей на алюминиевой раме, вам понадобятся вилки со стальными перьями, так как при такой мощности они, весьма вероятно, сломают обычные стопорные рычаги (даже если их будет два).

Имейте в виду, что в двигателе Crown нестандартное расположение спиц, поэтому его лучше устанавливать на колёса меньшего диаметра.

У двигателя Crown четыре скорости вращения вала. Это может дать пищу для раздумий, поскольку описанный далее имеющийся в продаже Cromotor выпускается только с одной скоростью вращения вала.

Двигатель Crown, производитель Crystalyte

Мощность 4300-8000 Вт (Задний безредукторный мотор Cromotor)

Не могу представить, как можно купить дорогой и тяжёлый мотор-колесо и эксплуатировать его только при 48 вольтах и низкой нагрузке. Поэтому данный двигатель потребует уйму ватт-часов (Вт-ч). Это единственный важный момент в данной категории мощности: найти, где на раме велосипеда можно разместить аккумуляторную батарею на 72 В-100 В и 60 A-80 A.

Любители посоревноваться выбирают Cromotor со статором шириной в 50 мм. Самыми популярными для него рамами являются наборы Phasor, Greyborg Warp и Qulbix Raptor. Перечисленные выше рамы выбраны за их способность вместить большие батареи в отсеке самой рамы. На всех этих двухподвесных рамах можно ездить как по городским улицам, так и по бездорожью. Кажется, будто создатели велосипеда Greyborg ездят только по улицам, где мышечная масса двигателя Cromotor значения не имеет.

Однако создатели велосипедов Phasor и Raptor больше старались создать велосипед-внедорожник, своего рода облегчённый мотоцикл для езды по грязи, на котором можно доехать до дома, вращая педали, благодаря тихому двигателю (а не на бензиновом двигателе, как у мотоциклов). Возможно, это потому, что в рамы Phasor и Raptor можно установить более длинные задние амортизаторы, чем в Greyborg.

У Phasor самая узкая рама — 100 мм шириной (легче вращать педали), но если вам нужно вставить самую большую батарею, то Raptor шириной в 160 мм — то, что нужно. Рама Greyborgs шириной 110 мм — нечто среднее, она достаточно узка, чтобы было легко вращать педали, но вмещает большую батарею, обеспечивающую больше вольт и ампер.

Благодаря легкости этих рам вы будете поражены, насколько просто вы сможете обогнать на старте некоторые ОЧЕНЬ дорогие и экзотические спортивные машины с такой же мощностью двигателя. У двигателя Cromotor массивный статор шириной 50 мм, но сердечник статора очень толстый и сделан из алюминия, что позволяет поглощать дополнительное тепло, выделяемое в течение короткого времени.

Широкие шины внедорожного велосипеда Raptor с двигателем Cromotor. Если подключить к батарее этого велосипеда преобразователь, ваш телевизор сможет работать от неё несколько дней!