Электрификация велосипеда. Как определиться с выбором необходимых комплектующих?

Вы задумали переоборудовать обычный велосипед в электрический, но не знаете с чего начать? Тогда это руководство для вас

Для начала вам нужен велосипед. Возможно он у вас уже есть. Но если нет, то выбирать велосипед, на наш взгляд, нужно по принципу — какой более удобен и больше всего нравится лично вам. И уже этот велосипед оценивать на возможность переделки в электрический

Велосипед обязательно должен быть в полностью исправном, технически хорошем состоянии. Особенно это касается тормозов

Обычно электрифицировать возможно любой велосипед, но на некоторые нестандартные велосипеды оборудование бывает установить проблематично и более затратно. Стандартными можно считать распространенные скоростные и односкоростные велосипеды в низком и среднем ценовых сегментах. В последнее время также популярны стали Фэтбайки (велосипеды на широких колесах), они также пригодны для электрификации

Теперь нужно определиться, для чего вам нужен электровелосипед, где вы планируете его использовать? Какая нужна максимальная скорость, пробег и мощность? И уже исходя из этих вводных данных выбирать подходящие комплектующие

Начнем с выбора мотора. Наиболее распространенным видом моторов в электротранспорте являются мотор-колеса. Мотор-колесо — это колесо с заспицованным внутри мотором, которое устанавливается вместо обычного колеса велосипеда

О типах моторов, их выборе и преимуществах мы писали подробно в отдельной статье, поэтому вам стоит прочитать и ее тоже

Вкратце скажу здесь, что мотор-колеса бывают редукторные и с прямым приводом. Если вам не нужна скорость выше 50 км/ч, то ваш выбор — редукторное мотор-колесо. Если нужна скорость более 50 км/ч — вам нужно мотор-колесо с прямым приводом. Если хотите узнать подробнее о типах электромоторов, то прочтите статью, о который мы упомянули выше

В этой статье речь будет идти о редукторных моторах, так как примерно в 70-80% случаев для переоборудования применяется именно этот тип электродвигателей

Если вам нужен электровелосипед как помощник, чтобы он вам помогал при кручении педалей или при подъеме в гору — то стоит рассматривать мотор мощностью 250-350w. Если же вы планируете в основном ездить, как на мопеде, то есть только на ручке газа — нужно выбирать мотор мощностью 500w и более

Обычно 500w считается универсальным вариантом и подходит для большинства задач. Такой мотор обеспечит хорошую динамику разгона и увереннее будет держать скорость на подъемах. При весе более 100кг или езде по лесу/пересеченной местности также рекомендуется выбирать мотор мощностью 500w и более. Если же вы хотите заезжать в подъемы без снижения скорости, стремительно набирать скорость со старта, в целом иметь запас по мощности и в бюджете вы не ограничены — то стоит рассматривать моторы мощностью 750-1000w. Речь идет именно о редукторных моторах

В нашей статье про моторы мы рекомендуем выбирать задний мотор, если конструкция велосипеда это позволяет

Существует заблуждение, что передний мотор проще установить или снять. Но на самом деле особой разницы в простоте установки нет, для переднего мотора вам обязательно понадобятся усилители дропаутов, которые несколько затруднят снятие мотора

О том, что такое усилители дропаутов, вы можете прочитать в другой нашей статье

Хочу выделить исключения, в которых лучше присмотреться к установке переднего мотора:

1. У вас вес более 100 кг или на багажнике планируется возить тяжелые грузы

В этом случае вы можете столкнуться с проблемой постоянной поломки спиц на заднем колесе, ведь вся основная нагрузка приходится именно на него. Чтобы избежать этой проблемы, рекомендуется устанавливать мотор вперед. Переднее колесо слабо нагружено, поэтому поломка спиц у передних моторов встречается крайне редко

2. Вы планируете эксплуатировать электровелосипед зимой

В этом случае однозначно стоит рассматривать передний мотор. Пробуксовка и занос заднего колеса чревата потерей управления и падением. Бонусом вы получаете как бы полный привод, когда у вас задействованы оба колеса. Спереди работает мотор, а заднее вы вращаете при помощи педалей

3. У вас велосипед с дорогой трансмиссией, в которую не хочется вмешиваться и вы планируете использовать маломощный мотор. Либо конструкция велосипеда исключает установку заднего мотора. Например, если на велосипеде установлена планетарная втулка или ножной тормоз

Что значит «мотор под трещотку и мотор под кассету»?

Трещотка и кассета — это набор задних звездочек. Они отличаются, в первую очередь, по типу крепления. Поэтому на мотор под трещотку нельзя установить кассету и наоборот

Как узнать, трещотка или кассета установлена на велосипеде?

Вы можете определить это воспользовавшись картинками ниже. Кассету от трещотки можно отличить, во первых, визуально. Во вторых, по количеству звезд

Если звезд не более 7 шт — скорее всего у вас трещотка. Если 8 шт и более — скорее всего это кассета

 

Продолжим. На скорость влияет в первую очередь напряжение батареи, а не мощность мотора, как многие думают. Здесь все просто:

Если вам нужна скорость до 30 км/ч, то вам подойдет батарея с напряжением 36v. Если вам нужна скорость около 40км/ч — вам нужна батарея с напряжением 48v

Это два стандартных типа напряжения в легком электротранспорте. По нашему мнению, безопасной на электровелосипеде можно считать скорость в диапазоне от 30 до 40км/ч (во многих странах действует ограничение максимальной скорости для электротранспорта в 25 км/ч). Более высокая скорость уже опасна. Не забывайте, что велосипед — не автомобиль и не мотоцикл, он не рассчитан на высокие скорости. Управляемость электровелосипеда на больших скоростях крайне низкая, а тормозной путь очень большой

На пробег влияет емкость батареи, которая указывается в Ампер-часах (Ah/Ач). Например, для пробега на одном заряде только на ручке газа без помощи педалей 20-30км достаточно батареи емкостью 10Ah. Для пробега 30-50км — 13-15Ah, для пробега 40-60км — 16-19Ah

Чем больше емкость — тем выше пробег. С помощью педалей можно проезжать значительно больше, все зависит от того, насколько сильно вы будете помогать педалями

Пробег на одном заряде может сильно разниться от множества факторов: скорость движения, общий вес, мощность мотора, подъемы, ветер и прочее. Об этом нужно помнить. Рекомендуем выбирать емкость батареи хотя бы с небольшим запасом.

Раз уж речь зашла о батарее, то стоит упомянуть и другие критерии их выбора. Хочу отметить, что батарея самый важный и дорогой компонент электровелосипеда, поэтому к ее выбору нужно отнестись внимательнее всего!

На данный момент в легком электротранспорте примерно в 90% случаев применяются Литий-ионные (Li ion) аккумуляторы, обычно это форм-факторы 18650 и 21700. Они имеют небольшой вес, высокую энергоемкость, не требуют специфических требований эксплуатации или зарядки и относительно безопасны при правильной эксплуатации. Поэтому на теме выбора химии мы в этой статье останавливаться не будем

При выборе батареи в первую очередь нужно обращать внимание на ее качество. А именно на качество используемых аккумуляторов (элементов) и качество сборки. Причиной возгорания Li ion батарей часто является именно их неправильная, непрофессиональная сборка. Поэтому батареи нужно приобретать только в проверенных местах у ответственных производителей и продавцов

 

Обычно батареи продаются в съемных пластиковых корпусах, это наиболее удобный и практичный вариант. Такую батарею обычно можно легко закрепить на велосипеде, вы всегда можете снять ее с велосипеда за секунду (например для зарядки), она стильно выглядит и имеет защиту от влаги и внешних повреждений. В таких корпусах используется очень прочный пластик, поэтому не стоит переживать, что корпус сломается

Корпуса бывают разных видов и форм, с разными креплениями. Одни крепятся в раму, другие имеют крепление на подседельный штырь или багажник. Мы рекомендуем выбирать батарею в корпусе с креплением в раму, если конструкция велосипеда это позволяет. Это самый распространенный и наиболее зарекомендовавший себя вариант

Если же корпус вам не подходит по каким либо причинам, то батарею можно приобрести без корпуса. В этом случае она скорее всего будет защищена текстолитом и термоусадкой, вам остается разместить ее в сумке или придумать другой способ ее крепления на велосипеде

К плюсам можно отнести то, что батарею без корпуса можно изготовить любой формы. Это значит, что вы можете заказать батарею нужных вам размеров и формы. Это актуально, если у велосипеда нестандартная рама. Из минусов — такую батарею нужно как-то грамотно и безопасно разместить на велосипеде, чтобы она не была подвержена вибрациям и ударам. Сумки обычно не имеют влагозащиту и со временем подвержены износу, кроме того большинство сумок не может обеспечить надежную фиксацию и достаточную жесткость, из сумки может быть проблематично достать батарею при необходимости. Мы считаем этот вариант непрактичным

Кроме напряжения и емкости, у батарей есть куда более важный параметр, о котором тем не менее никто не говорит и не указывает этот параметр в описании к батареям — это токоотдача батареи. Иными словами, способность батареи отдавать мощность. Косвенно этот параметр связан с емкостью батареи. Чем выше емкость —тем обычно больше батарея может отдавать мощности

На практике это означает, что вы не можете использовать батарею емкостью 10Ач с мотором мощностью 1000w, потому что такая батарея попросту не сможет отдать нужную мощность, которая необходима мотору для нормальной работы. У батареи просядет напряжение, она начнет нагреваться, так как будет работать на пике своих возможностей и в итоге просто сработает защита от перегрузки

Ниже мы даем примерную рекомендацию, батарею с какой емкостью нужно выбрать под мотор с определенной мощностью:

— Для моторов 250-350w подойдет батарея емкостью от 8-10Ah
— Для моторов 500w подойдет батарея емкостью от 13-14Ah
— Для моторов 750w подойдет батарея емкостью от 14-16Ah
— Для моторов 1000w подойдет батарея емкостью от 19-20Ah
— Для моторов 1500w подойдет батарея емкостью от 24-27Ah

Для зарядки батареи вам обязательно понадобится зарядное устройство

Стандартное зарядное устройство в пластиковом корпусе с вентилятором

Как его выбрать? У зарядных устройств есть всего лишь 2 параметра — это напряжение и ток заряда. С напряжением все просто, оно должно быть таким же, как и у батареи. Имейте только в виду, что у батарей указывается среднее напряжение, а на зарядных устройствах — напряжение при полном заряде. Для 36v батарей это 42v, для 48v — это 54.6v

Ток заряда определяет, как быстро зарядное устройство будет заряжать батарею. Скорость зарядки зависит еще и от емкости самой батареи, формула здесь очень простая:

Чтобы узнать, за какое время определенное зарядное устройство зарядит определенную батарею, нужно емкость батареи разделить на ток зарядного устройства. Например 12Ач/2А = время заряда составит примерно 6 часов

Кроме этого, как и со всем остальным, нужно смотреть на качество зарядного устройства, если вы не хотите, чтобы оно сгорело после нескольких использований. И чтобы разъем подходил к зарядному разъему батареи, в том числе и по полярности (плюсовой и минусовой контакты должны совпадать)

Контроллер. Что это такое и как выбрать?

Контроллер — это электронный блок управления, мозг электровелосипеда. Именно от контроллера зависит выходная мощность, а не от мотора, как многие полагают

Контроллер серии КТ для моторов мощностью 500w

 

Если не углубляться в подробности и говорить простыми словами, функция контроллера заключается в следующем: он получает сигналы от элементов управления (например, ручки газа) и передает их мотору, заставляя его работать, путем передачи энергии от батареи к мотору. То есть контроллер связывает все компоненты между собой, поэтому на большинстве контроллеров вы можете видеть множество проводов и разъемов

Какие основные параметры бывают у контроллеров?

Самый главный параметр — это максимальный ток (Maximum current). Этот параметр указывает, какой максимальный батарейный ток контроллер может передавать от батареи к мотору. Иными словами, максимальный ток контроллера — это максимальная выходная мощность контроллера и, как следствие, всей системы в целом

Реальная мощность вашего электровелосипеда зависит от контроллера и батареи. Не от мотора. На моторах просто указана их номинальная мощность — то есть та мощность, которую мотор может выдерживать долговременно без вреда для себя. Если вы возьмете мощный контроллер и «слабый» мотор — то вы просто рискуете сжечь последний. И наоборот, если вы возьмете слабый контроллер и «мощный» двигатель, то вы просто не сможете раскрыть потенциала последнего

Чтобы не углубляться в подробности о том, как нужно выбирать контроллер по току к определенному мотору, мы просто дадим рекомендации ниже, так как в это нет каких-то особенностей, все просто:

— Для моторов 250-350w подойдет контроллер на 13-15А
— Для моторов 500w подойдет контроллер на 20-22А
— Для моторов 750w подойдет контроллер на 25А
— Для моторов 1000w подойдет контроллер на 30-35А
— Для моторов 1500w подойдет контроллер на 40А

Чем выше ток — тем выше мощность. Но одновременно с этим и выше нагрузка на мотор и батарею

На что еще обратить внимание при выборе контроллера?

1. Конечно, лучше приобретать фирменный контроллер, если вы не хотите, чтобы он сгорел после нескольких поездок. На данный момент самыми популярными являются контроллеры серии KT (фирма Kunteng)
2. Определенные контроллеры поддерживают только определенные дисплеи. Имейте это в виду. Например, контроллеры серии КТ поддерживают только дисплеи серии КТ. И никакие другие работать с ними не будут
3. Если контроллер приобретается отдельно от остальных компонентов, вы должны убедиться, что все необходимые разъемы будут совместимы с разъемами остальных компонентов

У контроллера может быть много проводов и разъемов. Но не стоит этого пугаться. Если вы покупаете фирменный контроллер в проверенном месте, к нему должна прилагаться картинка с назначением всех разъемов. Не обязательно все из них нужно задействовать

Пример назначения разъемов контроллера серии КТ 

 

Здесь же затронем тему корпусов для контроллеров

Как видно на изображении выше, из контроллера выходит много цветных проводов, к которым будут подключены другие провода. Все это как-то нужно красиво и практично закрепить на велосипеде. Для этого существуют специальные пластиковые корпуса, на которых обычно предусмотрено крепление на раму. В них можно поместить контроллер и все излишки проводов, которых иногда остается очень много. Кроме того, корпус защищает от влаги, но здесь нужно упомянуть один важный момент:

Вообще-то контроллеры не рекомендуется размещать в закрытых корпусах и сумках, потому что им нужен обдув для охлаждения. Все контроллеры без обдува подвержены сильному нагреву и выходят из строя по этой причине

Поэтому корпуса требуется обязательно сверлить для вентиляции, подробнее мы писали об этом здесь. Контроллеры сами по себе достаточно влагозащищены, поэтому не стоит переживать если какие-то капли дождя все-таки попадут внутрь, они не принесут никакого вреда

Ручка газа. Что это и как выбрать?

При помощи ручки газа вы управляете скоростью, точно так же, как и на мотоцикле, например. Или на автомобиле, когда вы нажимаете педаль газа. Принцип точно такой же — чем больше вы нажимаете на ручку газа, тем быстрее вы едете

Типы ручек газа бывают следующие:
— Куркового типа
— Половинчатого типа
— Мотоциклетного типа

Тип ручки газа выбирается индивидуально. Кому-то удобен и привычен один тип, кому-то другой

Самыми распространенными являются ручки газа куркового типа. Именно их чаще всего устанавливают производители на электротранспорт по умолчанию. У таких ручек имеется специальный рычажок, на который нужно нажимать большим пальцем. По нашему мнению, это самый удобный и безопасный тип ручек газа. Из минусов — при долгой езде может затекать палец, особенно с непривычки

Ручки газа половинчатого типа представляют собой как бы половину вращающейся грипсы. Кто-то предпочитает такой тип ручек. Можно назвать этот вариант компромиссным

Ручки газа мотоциклетного типа, как следует из названия, выглядят и работают точно так же, как ручка газа (акселератор) у мотоциклов. Должен добавить, что такие ручки не рекомендуются для использования новичками, они могут быть не безопасны. Дело в том, что такая ручка занимает площадь всей грипсы. С непривычки, при попытке просто взять велосипед за руль вы можете случайно повернуть ручку (а поворачивается она очень легко) и велосипед тут же вырвется у вас из рук. Таким образом можно легко повредить велосипед или самого себя

Датчик PAS. Что это такое и как выбрать?

Датчик PAS — это датчик помощи при педалировании. Он устанавливается на каретку велосипеда. Датчики PAS отличаются формой, способом крепления и количеством магнитов. Первое и второе обусловлено стандартами велосипедных кареток. Для каждой каретки разработан свой датчик

Принцип работы следующий — когда вы крутите педали, датчик считывает импульсы от магнитов, определяя с какой интенсивностью вы крутите педали и подает сигнал контроллеру (контроллер далее мотору). Мотор в свою очередь начинает работать с определенной скоростью таким образом, чтобы обеспечить вам некоторую помощь. Проще говоря — педали крутить вам становится проще

Количество магнитов в теории влияет на чувствительность датчика (чем больше — тем лучше), но на практике можно настроить под себя любой датчик. Степень помощи настраивается и регулируется через дисплей индивидуально

Основным критерием выбора датчика PAS является его совместимость с кареткой вашего велосипеда. На остальное можно не обращать внимания

Примеры датчиков PAS и их совместимость с велосипедными каретками

 

Так как параметры датчика регулируются через дисплей, при использовании датчика вам он будет необходим. Иначе датчик будет работать постоянно на максимальную мощность — то есть мотор будет разгоняться быстро, а вы будете крутить педали в пустую не успевая за ним

Нужен ли вам датчик PAS? Если вы любите крутить педали, то однозначно рекомендуем его к приобретению. Датчик PAS хорошо экономит батарею и «заставляет» вас крутить педали

Хочу отметить, что многие европейкие электровелосипеды оборудованы исключительно датчиком PAS или его более продвинутым аналогом — Торк-сенсером. Ручка газа у таких электровелосипедов отсутствует

Дисплей. Что это такое и зачем нужен?

Дисплей — это бортовой компьютер с возможностью настройки контроллера и регулировкой других компонентов

Дисплеи бывают с LED и LCD экраном. LED — это по сути, просто панель управления с ограниченными возможностями и информативностью. На таком дисплее вы можете регулировать уровень помощи датчика PAS, видеть заряд батареи, иметь возможность включать/отключать питание электровелосипеда. На некоторых моделях — примерную скорость движения, а также иногда некоторые другие простые функции

Если вы хотите использовать датчик PAS, но не хотите переплачивать за дисплей — LED вам вполне подойдет

LCD дисплеи же имеют высокую информативность и широкий выбор настроек. Они позволяют регулировать уровень помощи датчика PAS или ручки газа. В настройках можно изменить множество параметров, более точно настроить тот же датчик PAS

LCD дисплеи показывают скорость движения, пробег и время (текущие и общие), уровень заряда батареи — графический и в виде напряжения. Могут информировать о возникших неисправностях

LCD дисплеи более распространены, они бывают разных размеров и формы. Выбираются такие дисплеи по принципу «какой больше нравится» и для которого найдется достаточно места на руле. Если говорить о LCD дисплеях серии КТ — независимо от размера и формы они имеют одинаковый функционал, за некоторым небольшим отличием

Если позволяет бюджет, то мы настоятельно рекомендуем к приобретению LCD дисплей в составе комплекта. Обратите внимание, что определенные контроллеры поддерживают определенные дисплеи, например контроллеры серии КТ работают только с дисплеями серии КТ и не поддерживают другие дисплеи

Тормозные ручки или датчики. Что это такое и зачем нужны?

Тормозные ручки с отключением питания нужны для безопасности. В них встроен провод, который подключается к контроллеру. При нажатии на тормоз питание электровелосипеда прерывается и мотор перестает работать

Не стоит недооценивать важности данного компонента. Случаи бывают разные. С непривычки вы случайно можете нажать на ручку газа из-за чего велосипед может вырваться у вас из рук. Или если вы неопытный ездок — можете растеряться и не успеть среагировать, тем самым попав в ДТП или наехав на идущих рядом пешеходов. Может повредиться и замкнуть проводка при неправильном монтаже, что опять же может вызвать «заедание» газа. Или если вы выбрали режим «круиз» (это когда электровелосипед сам поддерживает определенную скорость) — можете забыть и не успеть среагировать, ведь нажатие на обычные тормоза не гарантируют остановку мотора

Тормозные датчики выполняют точно такую же функцию. Их отличие только в совместимости и способе установки. Датчик и магнит идущий в комплекте просто приклеиваются к родным тормозным ручкам, как показано на картинке ниже

Если на велосипеде тормозные рычаги не совмещены с переключателями (манетками/шифтерами) и тормоза механические — тогда вам подойдут тормозные ручки. Если на велосипеде гидравлические тормоза или тормозные рычаги совмещены с переключателями — тогда понадобятся датчики

Усилители дропаутов? Что это такое и зачем нужны?

Как мы писали выше, по усилителям у нас есть отдельная статья, прочитайте обязательно и ее тоже. Здесь вкратце процитируем написанное в ней:

После переоборудования в электровелосипед нагрузка на раму и велосипедные компоненты значительно возрастает. Все-таки увеличивается общий вес, скорость становится выше и т. д.

Самая большая нагрузка ложится на дропауты велосипеда.
Дропауты — это посадочные места для оси колес. К ним относятся «проушины» в вилке — это передние дропауты или же дропауты вилки. И «прорези» в раме велосипеда для установки заднего колеса — это задние дропауты

Мотор-колеса имеют большой момент страгивания. При старте и езде, когда вы нажимаете на ручку газа, ось мотора стремится провернуться в дропаутах велосипеда. Этот момент, естественно, не сравним с обычными велосипедными колесами, он гораздо больше. Настолько, что ось мотора может с легкостью провернуться или сломать дропауты велосипеда, это может произойти даже с мотор-колесами небольшой мощности, например 250w. И не важно, алюминиевая у вас рама или стальная, это может случиться с любой рамой

В каких случаях мы рекомендуем устанавливать усилители дропаутов

— Для всех передних мотор-колес без исключения
— Для всех задних моторов, если задние дропауты кажутся слабыми на вид
— Если дропауты в целом внушают доверия, то можно ограничиться одним усилителем для 350w мотора (для 250w можно не ставить)
— Если дропауты массивные и крепкие, то усилители рекомендуется ставить для мотор-колес мощностью от 500w и выше, один или два — уже зависит от конкретного случая

Обычная проводка или влагозащищенная?

Компоненты бывают с обычными разъемами и влагозащищенными. Последние стоят дороже. Стоит ли переплачивать?

Если контроллер будет размещен в корпусе, то подойдет комплект с обычными разъемами. Все равно все будет скрыто в корпусе, который защитит от влаги

Если же контроллер будет без корпуса или вы планируете эксплуатировать электровелосипед в дождь — стоит выбрать комплект с влагозащищенными разъемами. Еще один плюс влагозащищенных разъемов — они более удобны в монтаже и при замене компонентов

Пример влагозащищенных разъемов Julet 

 

Давайте подведем итог. Для того, чтобы собрать электровелосипед, вам необходимы следующие комплектующие:

— Мотор
— Контроллер
— Ручка газа
— Батарея
— Зарядное устройство

Это самый минимум, который вам необходим для того, чтобы переоборудовать обычный велосипед в электрический. Его уже будет возможно эксплуатировать. Но чтобы эксплуатация электровелосипеда стала комфортной и безопасной, вам потребуются те или иные дополнительные комплектующие:

— Дисплей
— PAS-ассистент
— Тормозные ручки или датчики
— Усилители дропаутов
— Корпус для контроллера
— Фонари (освещение)

Устройство электровелосипеда

На этом, пожалуй, все. В этой статье мы постарались рассказать об основных моментах выбора компонентов, чтобы помочь вам в электрификации велосипеда

Если вы хотите узнать больше, то можете посетить нашу группу ВКонтакте, там мы делимся полезной информацией по теме: vk.com/upgradebike

А если вы хотите приобрести комплект или отдельные комплектующие для сборки электровелосипеда, можете приобести на нашем сайте!