Об электровелосипеде

Принцип обратимости процессов — основа верного пути и здесь можно достигнуть совершенства КПД.

Заметьте, ведь все естественные процессы — обратимы.

Так, например:

электромотор может быть генератором, а генератор — электромотором.
электролизер, вырабатывающий водород и кислород из воды под действием электрического тока и топливный элемент — вырабатывающий электричество и воду п ри прохождении через него водорода и воздуха.
пьезоэффект — микрофон и динамик, тепловые насосы, эффект термопары и др.

Велосипед и мотор: плюсы и минусы

Мы всегда с особым интересом прислушиваемся к информации, которая представляет нам новейшие достижения техники. Особенно, если эти достижения способны значительно упростить нашу жизнь и внести в нее интересные и полезные элементы, а главное — сделать нашу экологию чище. К таким достижениям, без сомнения, можно отнести мотор-колесо и электровелосипед.

Это изобретения, за которыми будущее, более того они уже – весьма востребованное настоящее. Можно долго спорить и говорить, что велосипеды – это вчерашний день, особенно, если учесть существование мопедов, мотоциклов и автомобилей. Но, популярность велосипедов с каждым годом только растет. Например, в развитых странах мира начался настоящий бум на электровелосипеды и гибридные, а то и полностью электрические автомобили.

Когда вы едете на велосипеде, то прекрасно понимаете, что он управляется посредством ваших физических возможностей. Но силы человека не безграничны. Постепенно возникающая усталость способна снизить скорость и вызвать необходимость отдыха. Установив мотор-колесо – электропривод для велосипеда вы можете продолжать движение отдыхая.

Достоинства и недостатки использования электровелосипеда:

Отсутствие вредных выбросов в атмосферу
Удобство, практичность и польза для здоровья
Отсутствие затрат на ГСМ
Компактность
Экономичность (менее 0,03 грн/км)
Не создает шума
Зарядка от любой розетки 220В
Высокая динамика разгона
Беспрепятственный объезд пробок, маневренность
Нет необходимости в обкатке и плановых капремонтах двигателя
Нет необходимости в прогреве мотора
Минимальное обслуживание
Надежность за счет простоты конструкции

—

Тяжелее обычного велосипеда
В холодное время года емкость кислотных аккумуляторов ниже, чем летом
Периодически необходимо менять аккумуляторы
Высокая стоимость быстрозаряжаемых батарей

Поговорим о достоинствах электровелосипеда:

Отсутствие вредных выбросов в атмосферу

Никаких камер сгорания, чиханий мотора, выхлопных газов и потеков масла с картера. Никакого запаха бензина. Все что нужно мотору — электрический ток, запасенный в аккумуляторной батарее. Помимо обычной розетки 220В, зарядка также может быть экологически чистой, если использовать только лишь солнечную либо ветровую энергетику.

Удобство, практичность и польза для здоровья

Передвижение на электровелосипеде является очень комфортным. Поворот ручки скорости — и как будто неведомая сила толкает велосипед вперед, плавно и без рывков. Прилагая всего лишь небольшие физические усилия и комбинируя их с электромотором, можно ехать на горку, не теряя скорости и ускоряясь на ровных участках дороги, не выкладываясь при этом на все сто. Вместе с тем Вы сами выбираете себе темп и нагрузку на ноги и дыхательную систему. Не хотите крутить педали? — Можно и так — мотор-колесо подходящей мощности вытянет на любой холм. По сути, такой велосипед является полноприводным, обладающий повышенной проходимостью.

Отсутствие затрат на ГСМ

Как и обычному велосипеду, затраты на бензин и моторное масло электробайку не грозят.

Компактность

Электровелосипед можно хранить в жилом помещении, так как это ТС не выделяет паров бензина, масла и иных загрязняющих веществ, которые могут быть вредны для здоровья. Аккумуляторы полностью герметичны. Кассета/сумка с аккумуляторами может быть съемной для более удобной зарядки.

Экономичность (менее 0,03 грн/км)

Электровелосипед для полной зарядки потребляет:

36V*1.6А*8ч = 0,46 КВт*ч энергии.
Стоимость полной зарядки: 0,46*0,76=0,35 грн.
Полный заряд батарей обеспечивает средний запас хода в 35 км.
Итого получаем 0,35грн /35 км = 0,01 грн/км.
Или 1 грн на 100км.

Сравнительная таблица стоимости поездки в городском цикле на различных ТС:

Вид транспортного средства	Стоимость, грн/км
велосипед	0
электровелосипед/электросамокат	0,01-0,03
скутер	0,15-0,2
автомобиль	>0,5

Не создает шума

Бесщеточный безредукторный электромотор, имеющий кпд>80%, не создает шума из-за отсутствия в нем трущихся деталей.

Зарядка от любой розетки 220В

Не надо возить с собой канистры с топливом и заливать охлаждающие жидкости, все, что требуется — добраться до обычной сети 220В. Даже если не рассчитали заряд — не беда, можно доехать традиционным способом — на педалях.

Высокая динамика разгона

Электромотор способен выдать полную мощность без КП на любых оборотах в отличие от ДВС. Так, при одинаковой мощности ДВС уступает в крутящем моменте и динамике разгона мотор-колесу. К примеру, создан электромотоцикл на батарейках, разгоняющийся за 3 с до 100 км/ч.

Беспрепятственный объезд пробок, маневренность

Велосипед — это универсальное ТС, по сути вездеход, там где нельзя проехать — там можно прокатить его рядом. То же касается и электробайка. Пробки, ж/д пути, узкие проезды для него не помеха.

Нет необходимости в обкатке и плановых капремонтах двигателя

Электромотор с первой секунды готов к работе с максимальной нагрузкой. Ресурс мотора определяется только ресурсом подшипников, которые возможно придется заменить через 50000-100000 км пробега.

Нет необходимости в прогреве мотора

Нет необходимости первоначально ехать медленно, чтобы прогреть мотор. Ручку скорости до упора и — в путь.

Минимальное обслуживание

Здесь все просто и продуманно. Зарядное устройство с автоматическим отключением, необходимо лишь включить или выключить его из розетки. Тяговые SLA аккумуляторы желательно каждых 20 дней простоя ТС подзаряжать для поддержки их в состоянии постоянной готовности к поездке. Все остальные требования — как и для обычного велосипеда.

Надежность засчет простоты конструкции

На основании испытаний этой техники в течении нескольких лет, можно сказать о высокой надежности узлов электробайка. Колесо-Мотор установлено на прочной 14 мм оси, контроллер защищен от перегрузок и коротких замыканий, герметичные тяговые аккумуляторы, работающие в любом положении, ручка скорости с продуманным управлением. В остальном надежность зависит от велосипеда, на который установлен электропривод. Так как мотор находится прямо в колесе — есть возможность сделать переднеприводный вариант электровелосипеда, который прост в эксплуатации и имеет отличные ходовые качества. Мотор-втулка при этом меньше подвержена статическим и ударным нагрузкам.

Теперь о недостатках:

Тяжелее обычного велосипеда

Установка электропривода неизбежно прибавит веса Вашему велосипеду, поэтому его не рекомендуется устанавливать на велосипеды, у которых на счету каждый грамм. Это относится преимущественно к спортивным сверхлегким велосипедам с узкими шинами, где основополагающей идеей передвижения является только физическая сила велоспортсмена.

В холодное время года емкость кислотных аккумуляторов ниже, чем летом

Это касается кислотных аккумуляторов, их емкость, а соответственно и пробег уменьшаются с понижением температуры и наоборот, повышается при высоких температурах воздуха. В LiFePo4 аккумуляторах этого недостатка не наблюдается.

Периодически необходимо менять аккумуляторы

Периодически необходимо заменять питающую батарею новой. Для A123 LiFePo4 — 2000 полных циклов заряда-разряда или 60000 км пройденного пути или 10 лет службы. Для лучших моделей гелевой тяговой — 300-500 полных циклов заряда-разряда или 8000-12000 км пройденного пути.

Высокая стоимость быстрозаряжаемых батарей

АКБ — относительно дешевы, но медленно заряжаемые, LiFePO4 — легкие, быстрозаряжаемые и значительно дороже.

Итоги:

Как видно из перечисленного, основным недостатком является емкость и вес аккумуляторной кислотной батареи. Но к LiFePO4 это уже относится в наименьшей степени. LiFePo4 все еще дороги и здесь необходимо выбирать разумный компромисс между ценой, весом и дальностью пробега, но к слову сказать: лучше раз заплатить дороже, чем 5 раз дешево — в конечном итоге окажется выгоднее.

Ветрогенератор из мотор-колеса

Превосходные характеристики моторколеса позволяют применить его и области ветроэнергии. Используя моторколесо в качестве генератора можно создать весьма эффективный ветряк, не уступающий высокобюджетным фирменным изделиям. При малых оборотах вращения получаем полноценный тихоходный 3-х фазный генератор переменного тока. Так уже при 100 об/мин он может заряжать аккумуляторную батарею без каких-либо передаточных механизмов. На видео — простая конструкция самодельного ветряка, автоматически ловящего ветер и не обладающего гироскопическим эффектом за счет особой конструкции хвоста. Высота мачты 6 м, диаметр ротора около 1,7 м, ветер запуска 2-3 м/с, лопасти — пластиковые. Ток заряда при ветре в 4 м/с около 1 А. При 7 м/с — уже 6А. Удивляет еще и то, что ветряк с 3-мя лопастями и с генератором от моторколеса оказался совершенно безшумным даже при хороших ветрах. На фоне его работы слышен рокот мопеда где-то за пол километра, но не шум самого ветроколеса!

Теоретически при каждом усилении ветра в 2 раза — мощность, снимаемая с ветряка увеличивается в 8 раз. Если же удвоить длину лопасти, то мощность учетверится. Так, если ветряк с лопастью в 1 м при скорости 6 м/с способен выдать около 140 Вт, то при длине лопасти 2 м и ветре 12 м/с механическая мощность будет уже в 32 раза больше — около 4,8 кВт! Практически же, все зависит от качества изготовления и конфигурации лопасти; и значения выходной мощности очень зависят от этих параметров. Однако можно сказать, что приблизится к этим значениям вполне реально при правильной проектировке и конструкции ветроколеса. Подытожив сказанное становится ясным то, что для эффективного снятия мощности без использования мультипликатора (повішающего редуктора) рекомендуется использовать как можно более тихоходный мотор-генератор.

Ниже приведен калькулятор для расчета выходной мощности 3-х лопастного ветряка в зависимости от силы ветра и диаметра ветроколеса:

Диаметр ветроколеса	м
Скорость ветрового потока	м/с
Передаточное число редуктора
Тормозящий момент генератора	Нм
Коэффициент использования энергии ветра (КИЭВ)	0.35
КПД генератора	0.9

Читайте так же:
Об электровелосипеде
Виды мотор-колес для электровелосипеда
Установка набора на электровелосипед
Виды мотор-колес для электровелосипеда
Преимущества и недостатки разных типов мотор-колёс для электровелосипедов