Мотор-колесо (полный обзор)

Что такое мотор-колесо? Кто изобрел? Чем различаются? Какое купить? Где купить? Сколько стоит? На все эти вопросы попробую ответить в данной статье.

Электродвигатели преобразуют электрическую энергию в механическую. Популярным типом электродвигателя для электровелосипедов и электросамокатов является мотор-колесо.
В электровелосипедостроении оно постепенно вытесняется кареточными моторами, зато для электросамокатов – это пока лучший тип привода.

Мотор-колесо (Hub Motor) – это колесо с встроенными бесщеточным электродвигателем, колёсным редуктором (или без оного) и тормозным механизмом (иногда). В электровелосипедах и электросамокатах мотор-колесо получает электроэнергию от аккумуляторной батареи.

Классификация мотор-колес

Прежде чем купить мотор-колесо нужно понять, какое вам нужно. Мотор-колеса бывают двух типов: редукторные (Geared Hub Motor) и прямого привода (Direct-Drive Hub Motor, директ-драйв, бесщеточный, безредукторный, ДД, DD).

Директ-драйв

Английское название: Direct-Drive Hub Motor (DD). Русские названия различаются: директ-драйв, с прямым приводом, безредукторный, ДД. Моторы с прямым приводом – самые простые двигатели. В них не подвержено износу ничего, кроме подшипников. Вал двигателя является осью. Поскольку вал зафиксирован на месте, электромотор вращается вокруг вала вращая колесо и продвигая вас вперед.

Мотор-колесо с прямым приводом от компании Golden Motor в разборе.
Это оно в 3D такое симпатичное, в реале попроще, как на фотографии ниже.

Директ-драйвы имеют одну неприятную особенность: при движении накатом и на педалях ощущается противодействие мотора. Зато электромоторы с прямым приводом отличаются высокой надежностью, их мощность: 500-3000 W и более. Вес от 5,3 кг.

Директ-драйвы покупают для оснащения электровелосипедов и электромотоциклов, рассчитанных на скорость от 40 км/ч. По словам Лемира-Элмора из Grin Technologies, двигатели с прямым приводом, как правило, имеют больший диаметр, чем редукторные мотор-колеса, потому что это создает более высокий крутящий момент, что необходимо для обеспечения достаточной мощности на низких оборотах. Из-за скромных тягловых характеристик, для пересеченной местности эти мотор-колеса не подходят.

Директ-драйв в разборе

Электротранспорт с прямым приводом может генерировать электрическую энергию во время торможения в процессе, называемом рекуперативным торможением. Но эффективность подзарядки аккумуляторной батареи посредством рекуперации столь мала, что этот эффект может иметь какое-то практическое применение только на спуске с Эвереста (если там когда-нибудь появится дорога).

Редукторное мотор-колесо

Английское название: Geared Hub Motor. У редукторного мотор-колеса присутствуют редуктор и встроенная обгонная муфта, наличие которой при движении накатом и на педалях обеспечивает отсутствие торможения мотором. Редуктор снижает высокую частоту вращения электромотора и увеличивает крутящий момент.

Редукторные мотор-колеса используемые в электровелосипедах, электросамокатах и электроскутерах отличают небольшие размеры и вес, хорошие тяговые характеристики. Мощность редукторных мотор-колес обычно не превышает 250–500 W, скорость транспортных средств с этими моторами: 30–50 км/ч. Покупка редукторного мотор-колеса оправдана, если для вас более важна проходимость электровелосипеда, а не его скорость.

Редукторное мотор-колесо в разборе

Копенгагенский веломотор

Так называемый копенгагенский веломотор – это силовая установка в которой веломотор, контроллер и батарея находятся в одном корпусе. Такое мотор-колесо установлено в электровелосипеде Gogoro Eeyo и производится компанией Keyde.

Задние и передние мотор-колеса

Мотор-колеса бывают задние и передние (т.е. устанавливаемые на переднее или заднее колесо). Отличаются они размерами оси. С передними мотор-колесами меньше проблем. Они проще в установке, подходят для электрификации велосипедов всевозможных типов и создают иллюзию полного привода. Их недостаток: слабое сцепление с субстратом. Они могут пробуксовывать из-за более слабой нагруженности передней части электровелосипеда, что особенно ощущается на подъемах. Задние мотор-колеса обеспечивают более хорошую тягу и лучшее сцепление с дорогой.

Задние мотор-колеса обычно имеют на крышке выступ с резьбой для установки стандартной трещётки или кассеты, на передних мотор-колесах такого выступа нет. У кассеты и трещетки разные крепления, на это надо обращать внимание при выборе мотора. Большая часть моделей задних мотор-колес имеет крепление под трещётку, крепление под кассету встречается не так часто и должно быть специально указано в техническом описании электромотора или названии (в названиях мотор-колес Bafang: CST или QQ Cassete).

При желании электровелосипед можно делать полноприводным. О полноприводных электровелосипедах читайте отдельную статью.

Различия по мощности мотор-колес

Существует нескольку условная классификация по мощности: маломощные (250–350 W), средней мощности (500–750 W), мощные (от 1000 W). От мощности зависит скорость электровелосипеда. Что бы уяснить зависимость скорости от мощности разных типов моторов воспользуйтесь симулятором.

Попытка понять, как номинальная мощность влияет на ходовые качества электровелосипеда – отличный способ сойти с ума. Дело в том, что такая характеристика, как «номинальная мощность», используемая некоторыми производителями, не равна ни фактической выходной мощности, ни максимальной выходной мощности. Фактическая выходная мощность двигателя зависит от того, насколько сильно он нагружен в какой-то конкретной ситуации.

Некоторые производители мотор-колес указывают пиковую мощность, но насколько она продолжительна? 1, 5, 100 секунд? Хз…

Мощные моторы маскируют обманными стикерами. Но нужно понимать, что если вы гоняете по дорогам на высоких скоростях без прав и вас ловят, стикер может не помочь избежать ответственности. В большинстве стран законы таковы, что без прав можно ездить только на электровелосипедах с моторами не мощнее 250W.

Незаспицованные и заспицованные мотор-колеса

Мотор-колеса продаются уже заспицованные в обод колеса или незаспицованные (просто моторчик). Первый вариант конечно же проще в установке. Но если вы хотите использовать уже имеющийся у вас обод, или какой-то супер-прочный, то покупайте электромотор без обода. Для самостоятельного спицевания колеса желательно купить специальный станок. Он же пригодится и для правки восьмерок.

Тяговые и скоростные мотор-колеса

Номинальный RPM (оборот в минуту) указывает на то, скоростным является электромотор или тяговым. Также можно смотреть крутящий момент (Max. Torque). Измеряется в Nm. Чем больше Nm – тем более тяговый электромотор.

Не стоит заморачиваться изучением этой характеристики. На сайтах нормальных производителей обычно указано для каких транспортных средств мотор предназначен. А если не указано, можно спросить. Врут только о использовании мотор-колес применительно к горным велосипедам. Если вам нужен электровелосипед для горной или холмистой местности, забудьте про мотор-колеса, берите кареточный электромотор.

Различия по весу

Никто конечно этой классификацией всерьез не пользуется, но поскольку все относительно, полезно представлять общую картину.
Мотор-колеса могут быть: сверхлегкие: около 1.5 кг (номинальная мощность 250-350 W), легкие: 2-3 кг (номинальная мощность 250-500 W), средние: 4-6 кг (номинальная мощность 500-1500 W), тяжёлые: 6-10 кг и больше (номинальная мощность 1000-3000 W и больше).

Различия по типу крепления тормоза

Мотор-колеса отличаются по типу крепления тормоза.

У мотор-колес Bafang понять под какой тормоз мотор довольно легко: дисковый (буква “D” в конце названия мотора), роллерный (буква “R” в конце названия мотора) и вибрейк (“V”). У мотор колес MXUS читайте описания конкретных моделей, там все указано.

Разный диаметр оси

Диаметр оси у мотор-колеса может быть разный, у легких редукторных моторов – 12 мм (QQ, Bafang), у тяжёлых редукторных и “директ-драйвов” – 14 мм (MAC), у некоторых диаметр оси 16 мм. Не смотря на разный размер оси практически все мотор-колеса предназначенные для установки на электровелосипед имеют “проточку” с двух сторон под стандартные велосипедные дропауты в 10 мм.

Задние мотор-колеса под трещетку или кассету

Задние мотор-колеса выпускаются под трещетку и под кассету. Чем отличаются трещетка от кассеты можно ознакомиться по ссылке. В техническом описании мотора нормальные компании-производители это указывают.

Различия мотор-колес по ширине

Мотор-колеса производят для электросамокатов, электрификации велосипедов, фэтбайков и электроскутеров. Основные стандарты для обычных велосипедов: 90-93, 100-105, 135, 145 мм. Чаще 135 мм. Для фэтбайков: 175 мм и 190 мм.

Выбор мотор-колеса

Достаточно знать только одно: какой вам нужен электровелосипед? Городской, пригородный, туристический, грузовой или горный?

Далее выбираете мотор соответствующего назначения из обзоров мотор-колес Bafang, MXUS, Keyde, Xiongda, Shengyi или обширного ассортимента директ-драйвов QS Motor. Если у вас нет денег на моторы известных производителей, то покупаете “ноунейм” или мотор малоизвестной китайской фирмы. Они далеко не всегда хуже.

Мотор-колеса для городских электровелосипедов разработаны для спокойных поездок по равнинной местности. Они дешевы и надежны, если их использовать по назначению.

Моторы для пригородных электровелосипедов, как правило имеют чуть лучшие тягловые характеристики и хорошо справляются с умеренными подъемами.

Электромоторы для трекинговых велосипедов разработаны с учетом их будущего использования на длинных маршрутах, в том числе в холмистой местности.

Мотор-колеса для горных велосипедов (e-MTB) не производятся, поскольку в этой области применения они не могут конкурировать с кареточными моторами. Но некоторые производители указывают этот тип применения в рекламных целях. Как правило это моторы с хорошими тягловыми характеристиками разработанные для использования в условиях пересеченной местности.

Если вы здравомыслящий человек и не собираетесь гонять на электовелосипеде со скоростью выше 25–30 км/ч, то вам подойдет редукторный мотор мощностью 250–350 W. Если же хочется летать с велика на скоростях 40–45 км/ч, выбирайте мотор от 500 W и защитную экипировку.

Людям мнительным, сомневающимся, испытывающим трудности в принятии решений, а также электровелодрочерам при выборе мотор-колеса рекомендуется воспользоваться симулятором.

Задавать вопросы на специализированных форумах довольно бессмысленно. Людям разбирающимся в электровелосипедах давно надоело бесплатно отвечать на бесконечно повторяющиеся и дурацкие с их точки зрения вопросы, поэтому вероятнее всего вы получите ответ от какого-то некомпетентного персонажа оттачивающего свои амбиции.

С выбором батареи для вашего мотор-колеса вам может помочь статья про аккумуляторные батареи.

Конечно же лучше покупать комплект: мотор-колесо + контроллер + провода + тормозные ручки с датчиками тормоза + дисплей с пультом управления. В этом случае вам не придется ломать голову над вопросами совместимости отдельных элементов системы.

Датчики

В мотор-колесах, как правило есть датчики скорости, или датчики частоты вращения педалей (speed sensor), которые сообщают контроллеру, как дозировать помощь мотора в зависимости от частоты вращения педалей.

Датчики крутящего момента (torque sensor) реагируют не на частоту, а на усилие, которое велосипедист прикладывает к педалям, что создает ощущения более похожие на использование обычного (не электрического) велосипеда. Датчики крутящего момента используются в основном в кареточных моторах на горных электровелосипедах.

Усилители дропаутов

После установки мотор-колеса вы можете столкнуться с тем, что места крепления колеса к раме (так называемые дропауты) из-за увеличившейся нагрузки попросту разрушатся со всеми вытекающими для вашего здоровья последствиями. Что бы этой проблемы избежать используются усилители дропаутов (по английски: torque arm).

Усилители дропаутов имеют различные конструкции. От относительно легких (для маломощных моторов), до весьма увесистых конструкций для мощных и тяжелых директ-драйвов. Лучше их установить и далее не думать о возможных проблемах.

Полноприводный электровелосипед

Вы можете установить и переднее и заднее мотор-колесо, получив таким образом полноприводный электровелосипед. У него есть, как плюсы, так и минусы. Минусов больше.

Сколько стоят мотор-колеса?

Проще всего проанализировать ассортимент Aliexpress. Самое дешевый мотор (250 W, незаспицованный и от совершенно неизвестного производителя) для велосипеда мне удалось найти за 6 200 руб. Самый дешевый набор оборудования для электрификации велосипеда с заспицованным мотор-колесом 350W неизвестного производителя – 16 500 руб.

Если смотреть популярные моторы, то цены начинаются от 8 000 руб. Например 350 W мотор Shengyi для заднего колеса стоит 9 900 руб. Хорошо зарекомендовавший себя задний редукторный мотор для электрофэтбайка от Bafang: 15 270 руб. Директ-драйв 1500 W – 11 600 руб. И так далее…

Где купить?

Нет никакого смысла переплачивать, приобретая мотор-колесо или комплект (мотор+контроллер+ручка газа+дисплей+батарея) у российских продавцов.

Все мотор-колеса производятся в Китае и цена там, как правило ниже. Исключением являются случаи, когда цена в России и Китае одинакова, или в России дешевле (с мотор-колесами малоизвестных производителей такое случается).
Обычно, наиболее выгодное предложение можно найти на Aliexpress, Alibaba или других китайских интернет-площадках. Но большую часть мотор-колес в розничной продаже найти не получится.

Некоторые интернет-магазины представленные на Aliexpress:

Обслуживание мотор-колеса

Это самая короткая глава. Мотор-колесо не нужно обслуживать, если вы его не утопили, по крайней мере до достижения пробега более 10 000 км.
Для смазки подвижных частей мотора можно использовать Mobilith SHC 100. Если она вам не нравится, почитайте статью про обслуживание кареточных электромоторов. Там описано побольше вариантов.

История

Изобретение мотор-колеса

Автор концепции первого колесного двигателя – Веллингтон Адамс из Сент-Луиса. Патент США 300 827, 1884 год.

В 1890 году Эдвардом Паркхерстом из Воберна, штат Массачусетс, изобретен двигатель с высоким крутящим моментом и низким числом оборотов в минуту. Двигатель был встроен в колесо.

Преимущества мотор-колеса раскрыты в 1896 году в патенте француза Чарльза Терикома.

Фердинанд Порше с 1897 года в участвовал в разработке электрического мото-колеса (были мотор-колеса и на двигателях внутреннего сгорания, но это не наша тема). Опытный образец электромобиля получился удачным. Машина была компактной, быстрой — она могла передвигаться с неплохой для конца XIX века скоростью 40 километров в час, — но при этом тяжёлой. Значительную часть веса машины составляли ёмкие свинцовые аккумуляторные батареи. Их запас хода был невелик — от одной зарядки автомобиль мог проехать около часа. Самодвижущийся экипаж, получивший название Lohner-Porsche, имел два электромотора мощностью две с половиной лошадиных сил каждый. Механическая трансмиссия отсутствовала, а электромоторы располагались в ступицах передних колёс.

Lohner-Porsche

Машина не была чисто электромобилем, в ней стоял небольшой бензиновый двигатель, вращающий генератор. Генератор вырабатывал ток, который подзаряжал аккумулятор, а тот в свою очередь питал силовые электродвигатели. Таким образом это была первая демонстрация гибридной силовой установки, состоящей из двигателя внутреннего сгорания, аккумуляторов и электродвигателей. Это изобретение получило Гран-при Парижской всемирной выставки 1900 года. Фердинанд Порше считал этот проект до конца нереализованным. В последующие годы 300 Lohner Porsches были сделаны и проданы состоятельным покупателям.

Первые электровелосипеды с мотор-колесами

С 1890 сразу несколькими патентами была защищена конструкция электрического привода, устанавливаемого на велосипеде. Так, патент США 1895 года Огдена Болтона описывает электровелосипед с питанием от батареи с мотор-втулкой, установленной на заднем колесе. Не было никаких передач, и двигатель мог потреблять до 100 ампер (A) от 10-вольтовой батареи.

Два года спустя, в 1897 году, Осия У. Либби из Бостона изобрел электрический велосипед (патент США № 596272) приводимый в движение «двойным электродвигателем». В конце 1990-х годов эта модель была заново изобретена или имитирована и использована в электровелосипедах Giant Lafree.

В начале XX века история с использованием мотор-колес подзаглохла. Рост мощности бензинового двигателя превысил мощность мотор-колес, что компенсировало любые потери в трансмиссии. В результате автомобили перешли на бензиновые двигатели с трансмиссией.

В конце XX века с появлением относительно дешевых, емких и легких литий-ионных аккумуляторов мотор-колеса стали активно использоваться для электрификации велосипедов и мотоциклов.

Современные мотор-колеса

В современных электровелосипедах и электросамокатах используются бесщеточные двигатели постоянного тока (BLDC). Они не используют щетки для изменения направления тока, протекающего к двигателю, как это делали старые электромоторы. Щетки делали двигатели менее эффективными и имели тенденцию со временем изнашиваться.

Как работает современный бесщеточный двигатель отлично проиллюстрировано в видеоролике:

_{Текст: Дмитрий Константинов
Фотографии: Википедия и компании производителей веломоторов}

Рейтинг лучших электро-двигателей для велосипеда с Aliexpress 2020 году

Электровелосипеды становятся все популярнее. Хочу поделится тем, какие виды приводов используются в электровело, их плюсы, минусы, и особенности. А так же рассмотреть лучшие варианты электродвигателей на Aliexpress в 2020 году.

По большому счёту приводные элементы электровелосипедов можно рассортировать в 3 вида:

1. Каретный электродвигатель, электродвигатель с центральным расположением.
2. Редукторное мотор-колесо (geared hub motor).
3. Моторколесо с прямым приводом (директ-драйв).

1. 1. Подвесной (кареточный) мотор для электровелосипеда
2. 2. Мотор-колесо с прямым приводом (директ-драйв)
3. 3. Редукторные электромоторы
4. Преимущества и недостатки наборов для электровелосипеда
5. Какое напряжение выбрать для мотор-колеса электровелосипеда?
6. Напряжение АКБ электровелосипеда
7. Мощность и емкость батареи электровелосипеда
8. Рекомендации по выбору вольтажа АКБ
9. Производители электродвигателей на велосипед
10. Bafang
11. MXUS
12. Golden Motor
13. Pasion ebike
14. CSC
15. Лучшие мотор-колеса на AliExpress в 2020 году
16. 1.Pasion eBike комплект для электровелосипеда мотор-колесо 48V 1500W
17. 2. СSC комплект для электровелосипеда мотор-колесо 48v(1000w,1500w)
18. 3. EJOYQI Tongsheng TSDZ2 DIY
19. 4. Bafang BBS02B 48 V 750 W среднемоторный привод
20. 5. Мотор-колеса DDK (Китай)
21. 6. Мотор-колеса MXUS
22. Есть ли разница между мотор-колесами Bafang, DDK, MXUS?
23. Как узнать, подходит ли этот мотор для моего велосипеда?

1. Подвесной (кареточный) мотор для электровелосипеда

Такие моторы, кстати, довольно популярны в брендовых европейских электровелосипедах. Находится вблизи каретки (педалей) велосипеда, через цепной привод, и механизм передач, если на велосипеде такой есть, вращает заднее колесо.

Данный тип электродвигателя на велосипед является автономным устройством. Этот агрегат работает через передачу усилия заднему колесу при помощи цепной передачи. Таким образом, это способствует более сильному вращению колеса, чем при педалировании. Подвесной мотор вешается на раму и вместе с цепной передачей закрывается специальным чехлом. Аккумулятор, обеспечивающий питание электромотора, монтируется на раме велосипеда. Скорость и затрачиваемая мощность координируется электронным контроллером на рулевой ручке.

Мощности такого агрегата лежат в диапазоне от 350 до 1600 Вт. В продаже существуют готовые комплекты, включающие в себя электродвигатель определённой мощности, аккумулятор, цепь, звёздочки, контроллер, ручку-регулятор, устройство заряда аккумуляторной батареи.

Если велосипед с передачами — широкий диапазон оптимального применения за счёт этих самых передачь — можно и хорошую тягу на малых оборотах получить, и высокую скорость.

Достоинства подвесного (кареточного) электродвигателя:

• увеличение скорости до 90 км/ч;
• возможность установки практически на любой велосипед;
• экономичность.

Недостатки подвесного (кареточного) электродвигателя:

• трудоёмкая установка;
• шум при работе;
• повышенная изнашиваемость открытой передачи.

2. Мотор-колесо с прямым приводом (директ-драйв)

Данный тип электромотора в настоящее время обладает большей популярностью, нежели другие. Причина в том, что его просто установить на колесо и превратить рядовой байк в велосипед с мотором электрическим. Также для эксплуатации мотора-колеса необходимо обзавестись батареей, ручками запуска и регулирования скорости, аппаратом, контролирующим двигатель. А если велолюбитель предпочитает более денежный вариант, то данный двигатель производится уже встроенным в колесо, с полной комплектацией.

Как правило, мотор-колесо монтируют к заднему колесу, но можно установить его на переднее, или сразу на оба колеса. В последнем случае необходимо обзавестись двумя аккумуляторами.

Мощности мотора-колеса варьируются от 150 до 2000 Вт. Существует ряд моторов, различающихся по мощности и соответствующему ей аккумулятору.

Достоинства мотора-колеса:

• доступность и лёгкость установки на байк;
• незаметность на велосипеде;
• бесшумность работы;
• высокий КПД;
• увеличение скорости до 60 км/ч на равнинной поверхности и 30 км/ч при езде на подъём.

Минусы мотора-колеса:

• Тяжёлая масса (до 6 кг и выше).
• Ограниченная мощность устройства.

3. Редукторные электромоторы

Электродвигатель расположен внутри ступицы колеса, там же расположена зубчатая понижающая планетарная передача, которая даёт электродвигателю вращаться с большими оборотами, чем обод колеса.

Шестерёнки обычно из пластмассы.

Есть механизм передающий момент в системе колесо-мотор только в одном направлении — при тяге от двигателя (фривил, обгонная муфта).

В случае, когда передача идёт в обратном направлении, происходит разьеденение системы, таким образом при накате, либо движении от педалей, электромотор не вращается, и тем самым не затрудняет вращение колеса.

Достоинства редукторного двигателя:

• Лучшее кпд в широком диапазоне скоростей относительно директдрайва, лучшая тяга на малых скоростях и старте, меньший расход энергии на километр пробега, меньшие размеры и вес, отсутсвие сопротивления движению при езде от педалей.

Недостатки редукторного двигателя:

• отсутствие возможности использовать рекуперацию, слабое место в виде пластиковых шестеренок, при срезании зубьев каковой, либо порче обгонной муфты в пути, добираться придётся педалируя.

Преимущества и недостатки наборов для электровелосипеда

У электрокомплекта на заднее либо переднее колесо есть ряд преимуществ и недостатков.

Среди плюсов отмечают:

• велосипед, на котором установлен электропривод, имеет более высокую максимальную и начальную скорость;
• весь механизм более надежный, некоторые детали имеют длительный срок износа;
• возможность установки велокомпьютера, для наблюдения статистических данных и скорости движения;
• универсальное средство передвижения на работу, в магазин или домой без усилий или особых денежных затрат;
• без превышения мощности двигателя в 250Вт на этот электровелосипед не требуются какие-либо документы.

Из недостатков можно выделить:

• большой вес, сравнительно обычного велосипеда (ведь при апгрейда общий вес повышается примерно на 6 килограмм);
• сравнительно недешевая установка всего механизма (стоимость электромотора и хорошего аккумулятора может превышать 600 долларов);
• возникает постоянная необходимость в заряде велосипеда, тем самым уменьшается автономность его использования в любых условиях;
• температура ниже 0 или выше 35 градусов значительно уменьшают срок пригодности составных электронабора;
• повреждение или падение такого велосипеда может вылиться в большие денежные затраты;
• при поездках в дождь или густой туман стоит подумать о полной герметизации всего механизма;
• батарея – это всё-таки расходник, потому примерно через 5 лет необходимо купить новый аккумулятор;
• поскольку такой велосипед после установки электрокомплекта становится куда дороже, нужно обеспечить его хорошей противоугонной защитой.

Какое напряжение выбрать для мотор-колеса электровелосипеда?

При сборке электровелосипеда или других видов персонального электротранспорта нужно определиться с подходящими вам характеристиками. Мотор выбирается в зависимости от того, какая мощность нужна электровелосипеду, с учетом необходимой скорости и тяговых качеств. При выборе аккумуляторной батареи первостепенную роль играют ее емкость, вольтаж и масса. С увеличением емкости АКБ возрастает и ее вес, и дальность хода на одном заряде. Вольтаж электровелосипеда бывает разный – 36, 48, 60, 72, 96 В. На что он влияет, и как не ошибиться с выбором – расскажем далее.

Напряжение АКБ электровелосипеда

Запасенная энергия равна произведению мощности и времени: Е=W·t. Единица ее измерения – джоуль или ватт-час. Поскольку мощность электрического тока – это произведение силы тока и напряжения (W=I·U), то Е= I·U·t. Произведение I·t – это емкость (С). Значит, запасаемая энергия аккумуляторной батареи равна произведению напряжения и емкости: Е=U·C.

Вывод: Чтобы повысить значение запасаемой энергии, нужно или увеличить емкость аккумулятора электровелосипеда, или выбрать АКБ с более высоким напряжением. Главное, чтобы напряжение всех компонентов, включая электромотор, аккумуляторную батарею, контроллер и зарядное устройство, было одинаковым.

В продаже чаще всего встречаются компоненты на 36 и 48 В. Остальные комплектующие менее распространены, что может стать проблемой при их последующей замене. Также при использовании компонентов большего напряжения нужны провода увеличенного сечения и мощные BMS платы. С увеличением токов возрастает нагрузка на электронику. Поэтому нужно выбирать элементы с запасом мощности, чтобы избежать их частого перегорания.

Мощность и емкость батареи электровелосипеда

У двигателей внутреннего сгорания основной характеристикой, определяющей движущую силу, выступает мощность в лошадиных силах. Этот параметр отвечает за ускорение и обеспечивает езду на заданной скорости. У транспортных средств на электротяге мощность измеряется в ваттах (Вт). Для перевода в лошадиные силы нужно разделить кВт на 0,736, т.е. 10 кВт≈13,6 л.с.

Электрическая мощность (обозначение – W, единица измерения – Вт) определяется как произведение силы тока (I, измеряется в A) и напряжения (U, измеряется в В). Получаем формулу: W= I·U.

Для примера, если на электромотор номинальной мощностью 1000 Вт от аккумуляторной батареи через контроллер поступает напряжение 48 В, а BMS плата и контроллер поддерживают силу тока 35 A, получаем значение выдаваемой мощности: 48 В х 35 A=1680 Вт. В результате, электродвигатель номинальной мощностью 1000 Вт выдает 1600 Вт. Важно учесть, что в контроллере происходят дополнительные потери, а проводка и фазовые провода должны иметь достаточное сечение для поддержания больших значений силы тока.

Емкость аккумулятора электровелосипеда – это накопленная энергия, от которой зависит величина пробега. Единица ее измерения – ватт-час (ампер-час). Формула: С=U·I·t, где С – емкость, U – напряжение, I – сила тока, t – время. Химическая энергия батареи Е=U·C. К примеру, АКБ с рабочим напряжением 48 В и емкостью 12 А·ч имеет запас химической энергии 48·12=576 Вт·ч. Ее достаточно для 1 часа работы электромотора мощностью 500 Вт.

Рекомендации по выбору вольтажа АКБ

Компоненты на 36 или 48 В обеспечивают высокий уровень электробезопасности. Они незаменимы при создании детского и подросткового электротранспорта. Подходят такие комплектующие и для большинства электровелосипедов для взрослых райдеров. Если мощность используемого электромотора не превышает 5 кВт, оптимальным напряжением считается 48 В. Комплектующие другого напряжения использовать можно, если есть BMS, контроллер и зарядное устройство с большим током на нужное напряжение.

Использовать электрокомпоненты большего напряжение имеет смысл, когда нужен мощный e-bike, развивающий скорость свыше 50 км/ч. В таких случаях используется мощное мотор-колесо, АКБ на 60 В или выше и контроллер с таким же рабочим напряжением. С увеличением вольтажа электрокомпонентов возрастает и предельная скорость. Насколько она вырастет – зависит от мощности электромотора и нагрузки, испытываемой транспортным средством.

Есть простое правило – выбирать напряжение того же значения, что и желаемая скорость. Например, чтобы получить e-bike с максимальной скоростью 50–60 км/ч, нужно использовать мотор-колесо (мощностью 1500–2000 Вт), энергоемкую батарею и контроллер с рабочим напряжением 60 В. Также нужно сопоставить емкость электровелосипеда и расстояние пробега на одном заряде (с запасом). Мощность контроллера не должна превышать допустимую нагрузку для электромотора

Производители электродвигателей на велосипед

На рынке существует множество производителей данных устройств, и основная доля компаний, выпускающих вело-моторы, расположена в Китае.

Bafang

Компания производит электрические моторы широкого применения, и в том числе велосипедные. Электродвигатели для велосипедов фирма выпускает в виде моторов-колёс, устанавливающихся на любой байк. Популярен комплект Bafang BBS02. Моторы представлены в разных мощностях – 250-750 Вт. Данные наборы укомплектованы устройствами привода, ручкой пуска, тормозами и другими составляющими. Весит такой мотор около 4 кг, а наибольшую скорость с данным агрегатом можно развить до 50 км/ч.

MXUS является суббрендом Huayu Xinfeng и производит мотор-колеса и комплектующие для електробайков уже более 20 лет. Помимо производства и продажи моторов и комплектов для преобразования электронных велосипедов, MXUS также планирует производить элктро-колеса на различные самокаты, скутеры и интеллектуальные электронные велосипеды, чтобы удовлетворить больше требований клиентов.

Huayu Xinfeng имеет мастерскую где работают 200 работников и 30 профессиональных инженеров。В 2015, компания произвела миллион моторов и наборы преобразования e-велосипеда 100 тысяч.

Продукты уже прошли европейскую аттестацию CE, аттестацию EN15194, аттестацию RoHs, аттестацию CCC, удостоверение подлинности качества ISO9001.

Golden Motor

Эта китайская компания производит набор с мотором-колесом, в состав которого входит всё, что нужно для установки на велосипед. Мощность двигателя программируется от 250 до 1500 Вт. Велосипед с электромотором этого производителя способен развить скорость до 40-45 км/ч. Вес мотора почти 3 кг.

Pasion ebike

Pasion ebike Производитель современных оригинальных высококачественных фэтбайков, электровелосипедов, велозапчастей и аксессуаров по доступным ценам с доставкой по России, СНГ и всему миру

СSС это развивающаяся компания представляет на рынке Китая огромный выбор аксессуаров и товаров для велосипедов от сумок до комплектов мотор-колёс.

Лучшие мотор-колеса на AliExpress в 2020 году

1.Pasion eBike комплект для электровелосипеда мотор-колесо 48V 1500W

Диаметр колес: 20, 24, 26, 27,5, 28, 29, 700с

Стоимость: 20 223,87 – 25 902,13 руб

Количество покупок(2020): 234

ОСОБЕННОСТИ

• Максимальная скорость: около 55-65 км / час
• SUN Ringle Двухстенный алюминиевый сплав
• Контроллер 18 MOSFET 45A ± 14. 36 / 48V LCD3 панель управления / дисплей

ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРОДУКЦИИ

• Бренд:Pasion Ebike
• Мотор: 48V 1500W Бесщеточный двигатель, без зубчатого колеса
• Контроллер: DC36V / 48V 1500W
• Тормоз: Черные алюминиевые сплавы Тормозные рычаги
• Дроссель с электрическим замком: Half-Bar Twist
• Дисплей: 36 / 48V LCD3
• Ассистент: 10 Магнитный педальный
• Количество скоростей: 7
• Ротор: 160MM

2. СSC комплект для электровелосипеда мотор-колесо 48v(1000w,1500w)

Диаметр колес: 20, 24, 26, 27,5, 28, 29,

Стоимость: 8 727,49 – 18 758,96 руб.

Количество покупок(2020): 413

• Максимальная Скорость без нагрузки: 48 V 1500 W около 50-60 км/ч
• Обод: двухслойный обод из алюминиевого сплава 25 мм внутренняя ширина
• Мотор: 48 V 500 W 1000 W 1500 W бесщеточный Non-Планетарная втулка
• Контроллер: 48 в 500 Вт 1000 Вт 1500 Вт
• Тормоз: черный тормоз алюминиевого сплава рычаги
• Дроссельная заслонка: полупроводная дроссельная заслонка
• Дисплей: светодиодный дисплей/LCD3 дисплей/цветной LCD8 дисплей/Цветной LCD8 дисплей + Bluetooth
• PAS: 8 магнитов датчик педалей
• Нижний кронштейн заднего колеса: 135 мм-142 мм
• Крутящий момент:
• 20 дюймов 500 Вт = 14 нм 1000 Вт = 20 нм 1500 Вт = 22 нм
• 26 дюймов 500 Вт = 16NM 1000 Вт = 25NM 1500 Вт = 30NM
• 27,5 дюймов 500 Вт = 18 нм 1000 Вт = 28 нм 1500 Вт = 32 нм
• 28 дюймов 500 Вт = 19 нм 1000 Вт = 29 нм 1500 Вт = 33 нм
• 29 дюймов 500 Вт = 20 нм 1000 Вт = 30 нм 1500 Вт = 34 нм

3. EJOYQI Tongsheng TSDZ2 DIY

Диаметр колес: 20, 24, 26, 27,5, 28, 29,

Стоимость: 22 108,69 – 23 084,79 руб

Количество покупок(2020): 154

4. Bafang BBS02B 48 V 750 W среднемоторный привод

Диаметр колес: 20, 24, 26, 27,5, 28, 29,

Стоимость: 45 519,30 – 56 899,13 руб.

Количество покупок(2020): 134

Bafang – производитель комплектующих для электровелосипедов и скутеров. Его продукция хорошо известна на рынках Китая, Европы и США. Этот китайский производитель занимается разработкой электрокомплектующих более 10 лет и зарекомендовал себя надежным поставщиком. Кроме качественных двигателей, он предлагает полный ассортимент компонентов для велосипедов и скутеров на электротяге: датчики, АКБ, контроллеры и другие комплектующие. Мотор-колеса Bafang сочетают в себе надежность, функциональность и европейский промышленный дизайн. Большой выбор моделей позволяет выбрать наиболее подходящий вариант. Главный офис и центр развития компании находится в Сучжоу, недалеко от Шанхая с его отличной инфраструктурой. Этот фактор во многом поспособствовал выходу бренда «Бафанг» на международные рынки. «Начинка» редукторного мотор-колеса Bafang представлена на фото. Двигатель разбирается с 2-х сторон. Под колпаком расположена планетарная передача. К оси жестко крепится статор с обмотками. Ротор вращается на оси и при помощи центральной шестеренки передает вращательное движение на наружный корпус. На роторе с внутренней части крепятся сверхмощные неодимовые магниты. Шестеренки вращаются на подшипниках. Оси шестеренок крепятся на обгонной муфте. Это необходимо, чтобы при езде на e-bike без использования двигателя его трансмиссия не проворачивалась. Со стороны статора при разборке видны фазные провода и обмотки. Их сечение достаточно большое и зависит от мощности, на которую рассчитан конкретный двигатель. Здесь же находятся датчики Холла

Параметры:

• Мощность: 750 W
• Напряжение: 48 V
• Контроллер ток: 25 A
• Вес нетто: 4,2 кг
• Длина кронштейна: 68 мм
• Рабочая температура дисплея:-20-80 C
• Водонепроницаемый Класс: IP65

5. Мотор-колеса DDK (Китай)

Диаметр колес: 20, 24, 26, 27,5, 28, 29,

Стоимость: 19 525,46 – 27 753,58 руб.

Количество покупок(2020): 215

Мотор-колеса от китайского производителя DDK радуют велосипедистов выгодным соотношением цены и качества. Они фактически являются аналогами двигателей Bafang, имеют идентичную конструкцию и схожие характеристики, а по цене примерно на 30% дешевле. Их эффективность превышает 83%. В качестве материала обода используется алюминий A356AL, корпус обычно создается из литого алюминия, статор – из материала DW470, ось – из материала 40Cr/Qr HRC 24-28, шестерни – из нейлона. Он достаточно легкий и меньше шумит при движении.

Полезное пространство мотор-колес DDK по максимуму заполнено компонентами. В конструкции используются сверхсильные магниты 20SH, датчик Холла, встроенный датчик оборотов. Защита от влаги – класса IP54 или IP65, как и у мотор-колес других популярных производителей.

6. Мотор-колеса MXUS

Стоимость: 7 765,51 – 8 875,65 руб

Мотор-колеса MXUS по конструкции идентичны двигателям Bafang и DDK. У них одинаковые шестеренки, то же количество магнитов, равная ширина статора. Здесь также используются сверхсильные магниты и толстая обмотка. Выводы кабеля защищены от повреждения при падении. Силовые кабели используются усиленные, устойчивые к нагреву и не допускающие электропотерь. По характеристикам мотор-колеса торговой марки MXUS также не уступают аналогам брендов Bafang и DDK.

Есть ли разница между мотор-колесами Bafang, DDK, MXUS?

Ощутимой разницы между продуктами этих брендов нет. Все они позволяют собрать качественный электровелосипед с хорошими тяговыми характеристиками. Продукция этих брендов производится на больших современных заводах в КНР, которые прошли сертификацию и получили разрешение на экспорт. На этих заводах используются одинаковые технологии и идентичное оборудование, работает квалифицированный персонал и проводится строгий контроль качества. По эксплуатационным характеристикам мотор-колеса брендов Bafang, DDK, MXUS и других ответственных производителей особо не отличаются. У всех их практически исключены отказы в гарантийный период – благодаря высокому качеству используемых компонентов и сборки. Поэтому при выборе мотор-колеса нужно в большей степени обращать внимание не на известность производителя, а на тип и характеристики конкретной модели. При выборе набора компонентов для оснащения велосипеда электроприводом нужно учитывать конструкцию транспортного средства, желаемую скорость и стиль езды, технические требования к работе двигателя – по току, напряжению, частоте вращения, мощности. Для спокойной езды по городу и за его пределами достаточно редукторного мотор-колеса с номинальной мощностью 250 Вт. Чтобы развивать скорость до 40–45 км/ч и с легкостью преодолевать крутые и затяжные подъемы, выбирайте мотор мощностью от 500 Вт. Место установки электромотора (заднее или переднее колесо) выбирается в зависимости от личных предпочтений велосипедиста и особенностей конструкции велосипеда

Как узнать, подходит ли этот мотор для моего велосипеда?

Этот мотор подходит для велосипеда с широким нижним кронштейном 68 мм или 73 мм. Внутренний диаметр кронштейна должен быть не менее 33,5 мм. Мы отправим дополнительные аксессуары для установки на 73 мм Нижний кронштейн.

Двигатель автомобиля для электровелосипеда

Итак, выбор мотор-колеса (МК), чем руководствоваться и как выбирать.

Для того, чтобы правильно выбрать МК, надо знать, каких типов МК бывают и какие свойства (характеристики) важны при выборе. По типам МК делятся на два основных: Редукторные МК (Geared Hub Motor), и МК с прямым приводом (ДД, DD, Direct-Drive Hub Motor) Их конструкции отличаются тем, что у редукторного МК, как следует из названия, присутствует редуктор с отношением редукции обычно 1:4,1:5 и встроенный фривилл, который при накате позволяет вывешивать статор относительно ротора неподвижно, из за чего при движении накатом и на педалях ничто не мешает. У ДД мотора никаких промежуточных деталей нет, статор крепиться непосредственно к оси, ротор соединяется с крышкой, через которую и передается движение на колесо. Из за такой конструкции при движении накатом и на педалях возникает противоэдс (мотор как бы работает в режиме генератора) из за чего есть сопротивление вращению, получается хуже накат и небольшое сопротивление движению на педалях.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МОТОР-КОЛЕСА:

• номинальная мощность. Указывает на то, на какую мощность рассчитан мотор. Как правило, обычно мотор может «переварить» без особых проблем 2 номинальных мощности, а в некоторых случаях и 3-4. От мощности, используемой МК, зависит скорость электровелосипеда. Более подробно зависимость скорости от мощности для разных видов МК можно посмотреть на симуляторе МК;
• вес МК обычно пропорционален его мощности, чем больше вес, тем большую мощность можно в него «вкачать». Распределение по весу, сверхлегкие: 1.4 кг (250-350 вт), легкие: 2-3 кг (250-500 вт), средние: 4-6 кг (500-1500 вт), тяжёлые: 6-10 кг и больше (1000-3000 вт и больше);
• номинальная RPM, количество оборотов в минуту на номинальной мощности. Указывает на то, скоростной это или тяговый мотор. МК с низким RPM обычно имеют хорошие тяговые характеристики, с высоким RPM низкие, что влияет на проходимость вела и динамику разгона. От RPM и диаметра колеса зависит, какую максимальную скорость сможет развить электровелосипед. RPM в скорость (км/ч) можно перевести по следующей формуле: Lm х RPM x 60/1000 = км/ч, где Lm — длина окружности колеса в метрах;
• ширина, влияет на то, в какую переднюю или заднюю вилку можно поставить МК. Основные стандарты размеров ширин МК: 90-93, 100-105, 135, 145. Надо не забывать, что при выборе МК надо добавлять ширину трещетки (кассеты) и/или дискового тормоза, которые планируются использовать совместно с МК. Обычно с МК, устанавливаемом назад, используются трещётки на 6-7 звезд;
• тип установки, передние или задние. Задние МК обычно имеют на крышке выступ с резьбой для установки стандартной трещётки или кассеты, на передних этого нет. У трещетки и кассеты разные крепления, поэтому на это тоже надо обращать внимание при выборе МК, обычно в МК присутствует крепление под трещётку, крепление под кассеты встречается не так часто и должно быть специально указано в описании МК (например, Bafang CST или QQ Cassete);
• тип крепления тормоза, влияет на то, какой вид тормоза можно установить на данный МК: без крепления, крепление под дисковый тормоз, крепление под барабанный (роллерный) тормоз;
• диаметр оси. Диаметр оси у МК может быть разный, у легких редукторных МК — 12 мм (QQ, Bafang), у более тяжёлых редукторных и ДД МК — 14 мм (MAC), у некоторых даже 16. Не смотря на разный размер оси практически все МК, устанавливаемые на велосипед, имеют «проточку» с двух сторон под стандартные велосипедные дропауты в 10 мм.

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ОБОИХ ТИПОВ МОТОРОВ

А теперь можно порассуждать о том, как лучше выбирать МК. Основной выбор, это конечно выбор между типами МК, редукторные или прямого привода (ДД).

Шестерни редукторного мотор-колеса

Основные преимущества редукторных мотор-колесо:

• низкий вес, вес редукторных МК начинается от 1,4 кг (Keyde), 2-3 кг (QQ, Bafang) до 4,5 кг (MAC);
• сочетание неплохих тяговых и скоростных характеристик, хорошая эффективность в большом диапазоне скоростей;
• хороший накат и отсутствие препятствий педалированию из за наличия встроенного фривила.

Недостатки редукторных мотор-колес:

• не очень большая максимальная мощность, которую можно подавать на МК без риска сжечь мотор, для QQ и Bafang это обычно 800 вт (1 квт кратковременно), для MAC 1.2-1.5 квт (2 квт кратковременно). По Keyde данных пока нет;
• меньший ресурс без обслуживания, большая склонность к поломкам при жестких режимах эксплуатации, типа больших стартовых токов и динамическиех нагрузок, что может привести к поломкам шестерёнок или фиривала. Это не значит, что редукторный МК намного менее надёжный, просто его «убить» проще при неграмотной или экстремальной эксплуатации;
• отсутствие возможности рекуперации и электроторможения — больший шум из за наличия и вращения шестерёнок.

Статор директ-драйв мотор-колеса

Достоинства МК прямого привода:

• простота и надежность конструкции;
• наличие возможности рекуперации и электроторможения;
• более низкий шум, особенно при наличии «синусного» управления.

Недостатки МК прямого привода:

• большой вес. Вес МК прямого привода начинается от 5,3 кг, обычно 6-7 кг. Существуют мини МК прямого привода (3-4 кг), но их мощность и тяговые характеристики очень «скромные» по сравнению с редукторными МК того же веса;
• наибольшая эффективность МК достигается в достаточно узком диапазоне скоростей, т.е. например, на малых скоростях (движение в гору, по грунтам и т.д.) редукторный МК более эффективен чем МК прямого привода;
• худший накат и небольшое сопротивление педалированию.

Ротор директ-драйв мотор-колеса

Итак, если вы собираетесь делать легкий электровел-ассистент, весом до 30 кг, скоростью до 45 км/ч и пробегом до 40 (60-80 в режиме помощника), то идеально подойдёт редукторный МК. Если нужен тяжелый «электропед», способный катить далеко и быстро, т.е. со скоростью выше 50 км/ч и на расстояние свыше 50 км (без педалей), то для этих целей хорошо подходит МК прямого привода (ДД).

КАК ОПРЕДЕЛИТЬ, С КАКОЙ СКОРОСТЬЮ ПОЕДЕТ ЭЛЕКТРОВЕЛОСИПЕД ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ВЫБРАННОГО МОТОР-КОЛЕСА?

Это зависит от диаметра колеса в которое устанавливается МК и его номинальных оборотов. Номинальные обороты (которые достигаются при номинальной потребляемой мощности) должны указываться производителем (продавцом) в характеристиках МК. Формула перевода оборотов в скорость следующая: L х RPM x 60/1000 = км/ч Где: L — длина окружности колеса, RPM — номинальные обороты колеса.

Соответственно при форсировании МК мощностью выше номинала, скорость возрастает, если хотите форсировать по скорости, поднимаете напряжение, если по тяге — ток. Грубо говоря, в общем случае, каждый вольт прибавки дает прирост в 1 км/ч (до 50 км/ч, дальше возрастание скорости от напряжения сильно нелинейное).

ГДЕ КУПИТЬ МОТОР-КОЛЕСО?

В нашем магазине мастерской можно купить любой из типов мотор-колес. Ознакомится с ассортиментом мотор-колес можете тут — мотор-колеса.

Источник Источник Источник Источник http://electropowerbikes.com/motor-koleso/
Источник Источник http://bike-rampage.ru/vibor/rejting-luchshih-elektro-dvigatelej-dlya-velosipeda-s-aliexpress-2019-godu/
Источник Источник http://www.horzabike.ru/blog/poleznye-stati-pomoshch-faq/vybiraem-motor-koleso-po-harakteristikam/