Планетарная передача, директ-драйв, расположение в каретке либо миддрайв, преимущества тягового и скоростного мотора – в новом материале компании White Siberia. Рассказываем о редукторных мотор-колёсах MXUS, MAC и Bafang, советуем, какой контроллер и BMS надо выбирать и характеризуем АКБ, включая модели Hailong и CATL.
Аккумулятор и мотор-колесо можно сравнить со стратегическим запасом или полным желудком и сердцем электробайка либо самоката. Для стандартной модели, развивающей скорость до 20–25 км/час, используемой в летнее время и не периодически, достаточно поставить обычную литий-ионную АКБ мощностью 1–1,5 кВт с 500–900 циклами использования (хватит на 15–35 тыс. км пути за все время эксплуатации). На e-bike, развивающий скорость 45–50 км/час и выше, при условии частой езды на электричестве (в особенности вверх в горку и по бездорожью) и на длительные дистанции потребуется батарея на 4–6 кВт, которая весит не менее 5–9 кг. На какие нюансы следует обратить внимание при их выборе – рассказываем в статье.
Сила тока, планетарная передача, директ-драйв и установка мотора в каретку.
Учитывайте номинальный ток и стартовый – чем выше последний, тем большее ускорение при езде в горку получите. Чтобы АКБ и мотор-колесо работали долго, необходимо ставить контроллер, определяясь с уровнем напряжения отсечки в пределах 30–60 В (обычно чуть ниже уровня напряжения АКБ). В случае, когда райдер планирует педалировать чаще, то потребуется планетарная передача на моторе с установленной обгонной муфтой. Примечание: на планетарку ставят звезду сзади существенно меньше, так они не любят усиленного входящего момента.
Если же владелец предпочитает перемещение на электротяге, то устанавливаем мотор директ-драйв с функцией рекуперации, дополняя контроллером и АКБ с высокими показателями разряда. Есть вариант установки в каретку мотора BBS02, с закреплением его кронштейном и гайками. Ширина каретки 8,5 см при диаметре 3,34 см, но между корпусом двигателя и трубой вала мотора надо выдержать расстояние 1,2–1,3 см. На каретки длиной 9,2 см в продаже изредка попадаются 10-сантиметровые удлинённые наборы для конверсии оси. Во избежание нарушения расшатывания мотора практики делают пропилы для шлицов или зацепляют хомуты вокруг корпуса и трубы рамы.
Покупая мотор-колесо, ориентируйтесь на его вольтаж: так, 48 В говорит о том, что скорость не будет превышать 50 км/час, 77 – 75 км/час. Если e-bike развивает высокую скорость, то часть энергии забирает сопротивление воздушных масс. Тогда следует поднять обтекаемость (ставим спереди щиток или защитный экран, крылья), чтобы аэродинамические свойства наросли и энергия расходовалась не так быстро. На мощные моторы обязателен софт-старт, обеспечивающий плавную пролонгированную подачу тока в обмотки.
Востребованные и проверенные редукторные мотор-колёса: MXUS, MAC и Bafang BPM.
4,7 кг весит редукторный мотор MXUS GDR-19 мощностью 1 кВт, который рекомендуют оснащать синусным контроллером с точкой отсечения 48 В и 30 А (при возможной пиковой мощности до 1,5 кВт). Есть также вариант с мощностью 500 Вт. Его рассматривают как потенциальную замену вариантам MAC. Особенности редукторного мотор-колеса – 3 уровня мощности, возможность установки на колёса диаметром 26 дюймов по ободу и оперативное управление силой тока.
Любителей дальней езды может заинтересовать Mxus XF15, выполненный под кассету, с ручкой газа, 6–12 Т витков и контроллером с точкой отсечения 20 А. Есть его вариация – киловаттный GDR19, тоже на обод 26 дюймов. Масса MAC 4,5 кг. Даже при длительной езде он выдерживает до 50 А силы тока при напряжении 50 В (2,5 кВт), а усилители дропаутов на 14-миллиметровой оси адаптируют усиленный крутящий момент. Правда, есть вероятность, что при частых и сильных разгонах произойдёт поломка звёзд фривила (трещотки) или его крепления.
Свои недостатки и преимущества у 0,5-киловаттного Bafang BPM: он может выносить нагрузку до 1 кВт. Фривил и крепление на мотор-колесе крепче, чем у MAC, но вот ось на 12 мм может двигаться в дропаутах. Из-за обмотки с высоким сопротивлением этот вариант греется и плохо отдаёт тепло. Похожа на него модель MXUS MX-01-C.
Тонкости езды с миддрайвом и особенности его монтажа, тяговый и скоростной моторы.
Убрать лишнюю неподрессоренную массу поможет миддрайв оптимальной мощности (0,5 кВт и выше, зависит от цели использования и характера езды) с вольтажом 48 В и больше. Чем дальше рейсы планирует делает делать райдер (особенно по пресечённой местности), тем выше должны быть показатели. Функция рекуперации энергии подходит для высокоскоростных моторов с высоким коэффициентом редукции. Обычно в таких ситуациях контроллер работает в сцепке с датчиками Холла.
Бывают случаи, что на байке после 1000 км езды появляется треск из-за повреждений на «звёздах», больше всего влияющих на скорость. Такое случается из-за нарушения крепления мотора и растянувшегося троса скоростей, спровоцировавших перекос. Предотвратить поломку помогает удаление двух самых мелких звёзд и укорочение цепи на 1–2 звеньев, с последующей подстановкой гайки. Иногда щелчки в моторе при наборе скорости говорят о том, что идёт повышенный износ трансмиссии, поэтому за техническим состоянием надо следить.
Есть вариант установки на ситибайк или модель типа шоссера сразу двух моторов – тягового и скоростного. Первый будет включаться при старте, работая в тандеме со вторым, затем при достижении определённой скорости будет работать лишь второй. Под каждое мотор-колесо следует отредактировать параметры контроллера, выставив отсекающее значение чуть ниже мощности мотор-колеса.
Считаем затраты заряда АКБ при разной скорости.
В зависимости от развиваемой скорости, траты энергии аккумулятора достигают 6-кратного уровня: так, при вольтаже 85 В и ёмкости АКБ 44 А●ч при скорости 20 км/час райдер проедет 524 км, а при 70 км/час – всего 87. Подбирая батарею, всегда надо умножать вольтаж на ёмкость, чтобы определить, какой пробег будет для e-bike предельным. Бывают ситуации, когда владелец дополняет байк вторым мотор-колесом – тогда надо или ставить вторую АКБ, которая по мощности обеспечивает потребности второго мотор-колеса, или полностью заменять АКБ.
Чтобы литий-ионная АКБ служила дольше, не допускайте разряда ниже 10–20 %, а порог напряжения выставляйте на параметрах 80–90 %. Изнашивание элементов усиливается в период пороговых минимальных и максимальных нагрузок, не считая суммарного объёма прокачанной энергии. Параллельное соединение двух одинаковых батарей вдвое увеличивает пробег электробайка и самоката, так же, как и дополнительное педалирование.
Райдеру при выборе АКБ, BMS и контроллера надо руководствоваться следующим правилом: предельно допустимый ток аккумулятора должен быть больше тока отключения BMS, а последний – выше максимального тока контроллера. Если максимальный ток контроллера будет больше тока BMS, то т/с сразу же отключится при старте. Когда ток батареи выше тока отключения BMS, срок службы АКБ уменьшается ввиду напрасного растрачивания ресурса.
Умный микроконтроллер: подбор BMS при сборке батареи.
Мнения о батарее со встроенной платой BMS разнятся. Одни райдеры говорят, что умная АКБ дольше служит, так как постоянно идёт мониторинг её работоспособности. Другие сообщают о постоянных случаях отключения при достижении пороговой нагрузки в период разгона электротранспорта, когда BMS включает акумулятор при восстановлении равенства между потоками заряд-разряда.
Часто плата становится структурной частью батареи LiFePO4, с целью достижения равности между ёмкостью ячеек, которые обычно соединены параллельно. Балансировка осуществляется таким образом, что зарядившиеся элементы перестают получать ток. Выбирая BMS, уточняйте, от чего идёт питание: если дешёвая модель питается от самих элементов, то она не увидит падения (снижения до нуля) и не сообщит об этом райдеру. Каждая плата, которая подсоединяется к одному или двум аккумуляторам, должна быть протестирована по каналам с учётом того, как BMS их видит (для этого вытаскиваем шлейфы). Пример идеальной платы – получающей ток с АКБ и делящей её на каналы.
Собирая АКБ самостоятельно из литий-железо-фосфатных ячеек, надо смотреть, какой тип BMS подойдёт, исходя из напряжения и силы тока, суммарного количества ячеек. Под такую АКБ подбираем равное по напряжению зарядное устройство. В случае повышения температур (средняя, на выходе, элементов) микроконтроллер, имеющий собственные датчики, отключает батарею.
Ячейки 33140 для зимы и лета, сохранение работоспособности балансировкой блока питания.
Для сборки литий-железо-фосфатной батареи применимы ячейки 33140 с номинальной ёмкостью 15 А●ч, относящиеся к А-классу (масса одной равна 267 г, срок службы 7–10 лет, d=33 мм, длина – 14 см). Напряжение заряда у них равно 3,65 В, разряда – 2 В. Элементы работают в диапазоне температур –30… +60 0С. Если заряжать батарею с температурой +25 0С, то количество циклов достигнет 3000, при повышении до +45 0С оно вдвое уменьшается.
Собирая АКБ, ориентируйтесь на номинальную мощность и принцип квадратичности: так, при 40 км/час потребуется условно 1 кВт энергии, а при наборе 80 км/час – уже 4 кВт. Чтобы аккумулятор служил дольше, при исчерпании заряда ставьте ячейки на балансировку с блоком питания, выставляя напряжение на 4,25 В и силу тока на 8 А, так, чтобы она падала до нуля при достижении этого предела. В зарядном устройстве сила тока должна быть ограничена таким образом, чтобы нагрев элементов не был высоким, ограничиваясь 25–45 0С.
Быстросъёмные батареи Hailong и морозостойкие призматичные АКБ CATL
Есть дорогие АКБ в быстросъёмном корпусе Hailong. В корпус одновременно встраивают контроллер с влагозащищёнными разъёмами. Важно отметить: если решили заменить батарею на вариант 2 или Max, то старый корпус Hailong 1 придётся тоже менять, поскольку там разные невзаимозаменяемые крепления. АКБ данного типа оснащена датчиком, показывающем уровень зарядки, корпус отличается повышенной герметичностью и ударопрочностью, закрывается ключом.
Популярны среди любителей персонального электротранспорта литий-ионные и LiFePO4 батареи китайской компании CATL (бренд полгода назад начал выпуск натрий-ионных аккумуляторов). Минимальные показатели призматиков для электробайков стартуют от 42 А●ч (реальная мощность чуть ниже и равна 40 А●ч). Есть варианты с мощностью 50 и 70, 100, 126 и 150 А●ч. Преимущество призматиков – большая сохранность заряда на морозе в диапазоне –10…–20 0С (20–30 %) и небольшой вес (примерно 1,8–2,5 кг). И да, датчики Холла здесь тоже нужны. Гарантийный срок службы равен 2000 заряд-разрядов, но по факту он может достигать 3500.
Решив выполнить редизайн e-bike, ориентируйтесь на цели, для которых он будет предназначен, тип езды. Одним райдерам достаточно будет иметь мотор с планетарной передачей, другим – директ-драйв. Аналогично это касается и расположения – в каретке или центре (миддрайв). Если езда часто будет в горку, ставим тяговый мотор, а при перемещении по трассе – скоростной. Сэкономить заряд АКБ помогут редукторные мотор-колёса линеек MXUS, MAC и Bafang. Обращаем внимание на контроллер и BMS, блок питания, которые продлят срок эксплуатации АКБ. Что касается батарей, востребованы изделия Hailong и CATL.
Успешного рестайлинга и авторской сборки! Если будут вопросы – пишите в комментариях.
#ebike #аккумуляторы #аккумуляторная батарея #зарядка акб #движок #автозапчасти #электротранспорт #тесла #электромобиль #whitesiberia
