неЮный-техник Едущий электровелосипед за 50$ (часть 1 - идея)

Итак, наступило время строить свой е-вел. За зиму было нагуглено немало.

Обобщу проблемы существующих китов для велосипедов: ВЕС устройства.

Тяги не хватает при разгонах и движении в гору, ставятся мощные двигатели и соответственно тяжелые батареи - не хватает прочности рам и ободов - замкнутый круг утяжеления.

Второй проблемой становятся сами батареи - в свежезаряженном состоянии, к примеру свинцовая AGM батарея выдает 14.6В, в конце разряда - 10.5 - в итоге двигатель потребляет вдвое меньшую мощность, и мы опять-таки считаем, что нам ее не хватает.

А между тем, двигаясь на дорожном велосипеде по горизонтальному участку асфальта мы затрачиваем ВСЕГО 100Вт энергии!!!

Для решения описанных проблем, достаточно весьма скромного двигателя и батареи, главное чтобы они могли кратковременно производить большую мощность и выдавали гарантированную сотку ВСЕГДА!

Задача весьма проста - скажем у нас двигатель на 36 вольт, обычно ставят что? правильно 3! 12-вольтовые батареи.

А надо брать ЧЕТЫРЕ!, тогда даже при полном разряде у нас на клеммах будет 4*9=36 вольт.
Другое дело, что до этой отметки контроллер должен четко отслеживать отдаваемую двигателю мощность, дабы его не сжечь, а дальше просто отсекать нагрузку чтобы не убить батарею.

Вот и второй ответ - не обязательно использовать мощный двигатель, для режимов ускорений/преодоления подьема, достаточно кратковременное повышение мощности.

Итак, основа для бютжетного вела - двигатель вентиллятора радиатора ВАЗ (МЭ-272) - номинальная мощность 110Вт, обороты номинальной мощности - 2400-2600, номинальный ток - 14А, цена вопроса - 15$.
То-есть в бортсети автомобиля (на 14.6В) он по сути потребляет 200Ватт, что не сильно меньше 250 специально-велосипедных образцов.
А если обеспечить питание без просадки мощности, то будет крутить не хуже вело-350-ки, но на порядок дешевле.

Что касается драйвера(контроллера) двигателя - он будет на базе Arduino Uno + LCD keypad shield, ШИМ-управление полевыми транзисторами IRLZ-44.

Теперь едва-ли не самое главное - батареи - почему если тесла для своих электрокаров использует ходовые и дешевые литиевые 18650, то нельзя то-же самое проделать со свинцом?
Можно!
Наиболее ходовыми и как следствие дешевыми в пересчете на емкость батареями оказались 12В 7А-h AGM для бесперебойников - по ~8$.
Отдача по току - до 14A. Всего их будет Четыре! - попарно-последовательно, каждая пара коммутируется своим транзистором (дабы избежать внутреннего саморазряда между батареями).

Почему столько батарей? Их емкости должно хватать на часовую поездку, в 60-минутном режиме разряда вышеуказанные аккумуляторы имеют емкость уже 4.5А-ч, то-есть вместе - 18 - как раз остается дельта для неполного разряда, а до 20-30% для обеспечения нескольких сотен циклов.

Мы пришли к самому интересному - привод!

Вот уж где наблюдается буйство фантазии, но при этом хочу заметить что кулибины - народ подкованный!

То-есть как правило используют двухступенчатые редукторы ибо на одну ступень передаточное число не должно превышать 6-7, а у нас для 26" колеса и выбранного двигателя оно должно составлять около 15. А уж вариаций исполнений - начиная со шкивов стиральных машин, цепей от бензопил и заканчивая самодельными плоскоременными передачами!

С другой стороны, вот не хочется так все усложнять, у некоторых авторов, да и на кикстартере видел варианты с прямым приводом на покрышку.

Для линейной скорости окружности ролика насаженного на вал двигателя в 20 км/ч, его диаметр должен составлять 44.21мм.
Можно взять металлический патрон от електродрели(диаметр 40мм), но есть еще вариант отлить цилиндр прямо на валу из цементного раствора - тогда можно получить желаемое передаточное число просто переделывая "ролик".

Да, тут возможны прокруты, особенно при езде по грунту и влажной дроге.

Ну и КПД такой передачи - 70% в прыжке.

В следующих публикациях поговорим о преодолении часового лимита по движению на батарее, о АБСОЛЮТНОМ РЕДУКТОРЕ и многом другом!

С вами был Андрей, в первой статье из цикла неЮный-техник

P.S. Чего-то я продуктивен сегодня - третья публикация, и это до обеда!