Электровелосипед: тонкости выбора
Электровелосипед — сегодня один из самых современных видов двухколёсного транспорта.
Первые серийные электробайки начали появляться в конце 90-х. Флагман — модель Zike от компании Vector Services Limited. Затем стали подтягиваться и другие производители, началось развитие индустрии электробайков.
Типы электровелосипедов
Первые E-байки создавались исключительно для передвижения по городу. В Европе люди неохотно тратят деньги на бензин, поэтому часто выбирают велосипед в качестве основного средства передвижения. Электробайк для этих целей подходит как нельзя лучше. Человек садился на него и ехал на работу, по сути, даже не крутя педали. Дальше владелец ставил городской байк на зарядку, проходило 7–8 часов — и можно было ехать домой.
Но в начале 10-х годов 21-го столетия появилась идея создать электровелосипед, который бы подходил не только для передвижения по городу, но и для спортивных целей. И с этого момента мир впервые увидел мотор-каретку, или мотор-ассистент, который находился в каретке велосипеда и помогал «крутить» педали велосипедисту. Такой тип мотора был создан для горного сегмента — он позволял получить удовольствие от катания: теперь можно было не только спускаться, но и подниматься в гору с ветерком с минимальной потерей сил и энергии человеком.
Таким образом, на данный момент есть два типа электровелосипедов:
1. Городские электровелосипеды, где превалируют моторы прямого привода (управление с помощью ручки или кнопки, без обязательного кручения педалей).
2. Горные электровелосипеды, где превалируют моторы-ассистенты (управление с помощью интенсивности кручения педалей).
Эти два виде электровелосипедов отличаются по:
Типу мотора, мощности.
Типу аккумулятора.
Начнём мы с разных видов моторов, так как они определяют не только эксплуатационные характеристики, но и характер, тип передвижения, а также сферу применения электровелосипеда.
Моторы и их мощность
Мы разберём 3 типа моторов для электровелосипедов, два из которых похожи друг на друга:
1) мотор-колесо прямого привода;
2) мотор-колесо редукторного типа;
3) мотор-ассистент (мотор-каретка).
Мотор-колесо прямого привода
Устанавливается на городские велосипеды
Мотор-колесо прямого привода — самой простой и надёжный электромотор. По сути, он выглядит так: вместо передней или задней втулки колеса вставляется мотор, который приводит колесо в движение с помощью контроллера на руле. Иногда встречаются варианты, когда устанавливают на оба колеса моторы, но тогда велосипед становится неподъёмным.
Почему он называется мотором прямого привода? Ток подаётся напрямую во втулку, которая раскручивает колесо. Такая втулка состоит из 2 частей: втулка, куда идёт привод тока, и ротор с катушкой.
Плюсы:
Дешёвый. Простой — и это хорошо, потому что простая и надёжная конструкция живёт очень долго. Он прекрасно и эффективно держит высокую скорость до 100 км/ч. Правда, большинство производителей велосипедов ограничивают предельную скорость мотора искусственно для избежания несчастных случаев.
Минусы:
Большой и тяжёлый. Нахождение мотора в передней или в задней втулке влияет на развесовку, что ощущается при подъёмах. Плохо забирается в гору. Нет свободного хода — то есть чтобы велосипед особо не терял в скорости, надо крутить педали, даже если вы устали это делать.
Мотор-колесо редукторного типа
Устанавливается на городские велосипеды
Мотор-колесо непрямого привода ещё называют редукторным. Редуктор — это устройство, которое увеличивает крутящий момент, но снижает предельную скорость велосипеда до 30 км/ч. Такой мотор состоит из планетарной передачи с тремя шестерёнками, которые приводят колесо в движение. Почему вообще такой мотор появился? В Европе и Америке есть законы, которые ограничивают предельную скорость электромотора велосипеда до 25–30 км/ч. Это появилось не сразу, а с развитием технологии, когда на моторах прямого типа можно было разгоняться аж до 100–110 км/ч. Как только ограничения вступили в силу, минусы прямого привода стали налицо, и тут появился редуктор.
Плюсы:
Легче и меньше, чем прямой привод, причём вес разнится аж в 2 раза. Больше крутящего момента — то есть в горки легко взобраться. Имеет свободный ход — если батарея вдруг сядет, вы будете крутить байк без проблем.
Минусы
Меньше скорость, причём значительно — предельная скорость велосипеда 25 км/ч, дальше он начинает так сильно жрать заряд аккумулятора, что батарея быстро разрядится. Кроме того, на предельных скоростях он ещё и перегревается. Больше обслуживания — из-за того, что механизм сложнее, раз в 6–9 тысяч км надо менять шестерёнки во втулке. Развесовка — опять же, вес неравный у велосипеда по колёсам.
Мотор-ассистент
Устанавливается на горные велосипеды
Следующая технология самая современная. Мотор-ассистент, или, как его ещё называют, мотор-каретка. Такой тип моторов используется на дорогих велосипедах. Он монтируется в кареточный узел и приводит либо звезду, либо цепь в движение — в зависимости от типа мотора. Привод отдельно цепи — это уже канон, так как происходит серьезный износ этого элемента. Мотор похож на мотор-колесо непрямого типа по некоторым качествам, но только с улучшениями.
Плюсы:
Развесовка — такой тип мотора расположен максимально низко и по центру велосипеда, что хорошо сказывается на развесовке. Свободный ход. Крутящий момент — его тут больше всего. На таком байке и в горку, и по пересечёнке — как угодно. Самый широкий диапазон переключения за счёт заднего переключателя. Визуальная составляющая — выглядит такой мотор внешне лучше всего.
Минусы:
Износ расходников, таких как цепь, звёзды. Производители выпускают более износостойкие системы для электровелосипедов, но этого не всегда хватает. Геометрия велосипеда — для подобного типа моторов геометрия рамы адаптируется полностью. Если в моторе-колесе требуется только колесо перебрать, то тут рама конструируется специально под байк. Предельная скорость у таких моторов до 30–40 км/ч. Нужно выдавать какую-то колоссальную мощность в районе 1,8 кВт, чтобы этот монстр поехал быстрее.
Моторы: механика работы
Как они приводят велосипед в движение? За счёт чего они приводят велосипед в движение? По какому принципу приводится велосипед в движение?
Аккумуляторы и их ёмкость
Теперь подумаем: а какой ещё обязательный элемент электровелосипеда отличает его от обычного? Конечно, это аккумулятор, который питает основной мотор. Ведь если в стандартном велосипеде движение «питается» за счёт человека путём воздействия силы на педали, то в электровелосипедах движение «питается» как за счёт человека, так и за счёт саккумулированной энергии.
Начнём с типов аккумуляторов, и тут их всего 3:
1) свинцовый,
2) литийионный,
3) литий-железо-фосфатный.
У каждого типа аккумулятора есть 4 главные характеристики:
1. Ёмкость заряда — то есть сколько он вмещает в себя по объёму заряда.
2. Скорость зарядки — как быстро он заряжается.
3. Реакция на температуру — насколько остро аккумулятор реагирует на температуру и как быстро нагревается.
4. Количество зарядов — сколько можно зарядить от 0 до 100% раз.
Какие же аккумуляторы используются в большинстве своём? Честно говоря, в мире на нормальных велосипедах используются только литийионные аккумуляторы. Это самая совершенная технология по соотношению «цена — качество». Все телефоны работают на этой технологии. Свинцовые используются на очень дешёвых городских китайских байках, а литий-железо-фосфатные продаются отдельно и устанавливаются исключительно реальными энтузиастами. То есть на 99% велосипедов вы не встретите иного аккумулятора, кроме как литийионного.
Итак, в чём прелесть литийионного аккумулятора?
Ёмкость заряда — от 400 до 1200 Вт⋅ч. В физике это значение называется энергией, накопленной батареей, но давайте называть это ёмкостью. Это на самом деле не самая большая ёмкость заряда для аккумулятора. Но суть заключается в том, что такие аккумуляторы в основном используются на моторах-помощниках. Поскольку такой тип мотора подразумевает постоянное использование педалей для передвижения, расход заряда аккумулятора сильно меньше. Но вот по удельной ёмкости, а это именно сколько в 1 кг батареи влезает заряда, эта батарея рекордсмен. Скорость зарядки — самая быстрая зарядка от сети. Она занимает от 3 до 8 часов. Причём не оставляйте на зарядке батарею больше срока. Реакция на температуру — такие батареи имеют реально хороший диапазон работы. Многие заверяют от –20 до 50, но, честно говоря, всё же этот диапазон уже, от –15 до 40 градусов. При очень низких или очень высоких температурах аккумулятор быстро разряжается. Количество зарядов — и здесь также показатель выше среднего. 300–400 зарядов полного цикла, то есть от 0 до 100%.
Как рассчитать, сколько будет работать электровелосипед?
Как легко понять, на каком аккумуляторе сколько проедет велосипед, какой аккумулятор выбрать? Для начала уясним базовую вещь. Каждый мотор содержит мощность, а каждый аккумулятор содержит ёмкость. Мощность измеряется в ваттах, и это, по сути, сколько двигатель мотора может съесть максимально электроэнергии на 1 момент времени, чтобы превратить её в скорость. А ёмкость аккумулятора измеряется в Вт⋅ч, то есть это сколько батарея может максимально держать в себе мощности при 100% заряде.
И эти 2 значения соотносятся друг с другом напрямую. Поделите большее значение на меньшее Вт⋅ч/Вт = часы, и вы получите, сколько часов проедете на велосипеде.
Основные производители электровелосипедов
Электровелосипед отличается от электроскутера — угадайте чем. Конечно, педалями. И типы двигателей, как мотор-колесо прямого и непрямого типа, практически убирают смысл в педалировании, даже несмотря на то, что именно от этих типов моторов и пошёл электровелосипед. Реальным же электровелосипедом можно назвать в большей степени велосипеды с мотором-кареткой. Вы обязаны крутить педали, и двигатель вам просто помогает в этом. Вы затрачиваете гораздо меньше сил, чтобы преодолеть дистанцию и вскарабкаться на горку, но вы всё же педалируете. И производители это тоже поняли. Эра электросамокатов просто сжирает сегмент велосипедов с типом мотор-колесо, потому что они же и работают на этом принципе. Но они мобильнее, меньше и легче.
Все производители качественных электровелосипедов, такие как Merida, Specialized, Giant и другие, делают их именно на моторе-каретке не просто так. Секрет заключается в том, что постоянное педалирование, которое обязательное, в 2–3 раза снижает нагрузку на мотор и аккумулятор. То есть с первого взгляда при минимальном значении мощности мотора и заряде аккумулятора вы думаете: а как вообще он поедет далеко и быстро? А легко.
Базовый Specialized Turbo Levo Hardtail имеет мотор 250 Вт и аккумулятор всего-навсего 400 Вт⋅ч, но это вас повеселит на пару часов с лихвой.
Из отечественных производителей мы можем встретить электровелосипеды с мотором-ассистентом от таких производителей, как Format, O476712327 Forward, Rush Hour и Stark. Все эти бренды производят качественные велосипеды, которые долго вам прослужат при правильном обслуживании.
А кто же делает велосипеды с мотором прямого привода? В основном китайские производители делают подобные велосипеды, так как они не требуют серьёзных вложений. Но больше всего такие велосипеды делают «народные умельцы» из обычных велосипедов, приобретая необходимые комплектующие. Вы тоже можете попробовать это самостоятельно.
Вес
Отдельно затронем и тему веса электровелосипедов, несмотря на однозначные и однородные данные. Дело в том, что электромотор и аккумулятор довольно сильно увеличивают вес велосипеда, и чем мощнее мотор — тем больше вес, и чем больше ёмкость аккумулятора — тем больше вес. Но современным стандартом среди электровелосипедов являются +5 кг по сравнению со стандартным:
1. Если ваш горный велосипед без электрооснащения весит 16 кг, то его электроверсия может весить около 20 кг.
2. Если ваш дорожный велосипед весит 12 кг, то его электрособрат будет весить около 17 кг.
Поэтому обязательно обращайте внимание на 2 момента:
1. Всегда проверяйте заряд аккумулятора. Будет очень неприятно посередине пути остаться с тяжёлым велосипедом без электрозаряда.
2. Задумывайтесь о хранении такого велосипеда. Ведь тащить электровелосипед по лестнице каждый день — не самое приятное удовольствие.
