Электровелосипед

Электр́ический велосип́ед (Электровелосипед) представляет собой велосипед с электрическим приводом, который частично или полностью обеспечивает его движение.

В общем случае электровелосипед отличает от обычного велосипеда наличие трёх дополнительных компонентов : Электродвигателя, аккумуляторной батареи и контроллера. В отличие от мотоцикла или скутера — электровелосипед может также приводится в движение педалями и его обслуживание, если исключить электрические компоненты, не отличается от обслуживания велосипеда.

Типичный городской электровелосипед. Хорошо видно мотор-колесо на переднем колесе и контейнер с аккумуляторными батареями в багажнике

История

Идея оснащения движителем появилась сразу, как то только появились велосипеды. В 1888 году Джон Данлоп изобрёл шины с покрышкой что значительно повысило комфорт и безопасность езды, сделав велосипед одним из самых популярных средств передвижения на Земле. ^[1] Дальнейшее развитие связано с прогрессом в области электротехники. С 1890 сразу несколькими патентами была защищена конструкция электрического привода устанавливаемого на велосипеде. Так патент США ^[2] (1895) описывает устройство велосипеда оснащенного электродвигателем постоянного тока. В 1899 году Джон Шнепф разработал модель привода заднего колеса ^[3]

Продолжительное время конструкция электровелосипеда не притягивала интереса потребителей и крупных производителей, но в 1990-х годах с развитием бытовой электроники и появлением компактных контроллеров интерес возродился вновь. В 1992 году компания Zike начала выпуск электровелосипедов оригинальной конструкции ^[4]. C этого момента выпуск электровелосипедов во всём мире постоянно растёт. Так на рынке США наивысший рост объёма продаж пришёлся на 2002-2003 годы и он продолжает расти. ^[5]

В Китае первые промышленные образцы электровелосипедов местного производства появились в 1998 году.^[6] В 2007 году их ежегодный выпуск в Китае достиг 17 млн штук и к 2010 году согласно оценкам вырастет до 22 млн. Ныне Китай крупнейший в мире производитель электровелосипедов и одновременно потребитель. Мировое производство электровелосипедов оценивается в 18 млн штук и ожидаемый прирост к 2010 году около 30 млн штук в год. ^[7]

Достоинства и недостатки

Достоинства

• Возможность самостоятельно заряжать своё средство передвижения от комнатной электросети и не зависеть от изменяющихся цен на нефтепродукты. ^[8]
• Электровелосипед компактен, также как и обычный велосипед его можно хранить дома в условиях городской квартиры
• Уменьшение объёма загрязнения окружающей среды^[9]
• Электровелосипед позволяет регулировать физическую нагрузку и позволяет преодолевать подъёмы и значительные расстояния даже неподготовленным людям
• Если заряд батарей кончится, то можно доехать на педалях

Недостатки

• Относительно обычного велосипеда более высокая цена. На неё влияет помимо стоимости электрических компонентов и необходимость заложить больший запас прочности силовых элементов конструкции.
• Долгое время перезарядки батарей
• Вес. При вращении педалей велосипедистом вес велосипеда имеет огромное значение.

Разновидности

В общем случае электровелосипеды можно разделить на

• Собранные в заводских условиях. Для заводских электровелосипедов характерны специальные рамы разработанные для крепления батарей (существуют даже модели в которых батареи спрятаны внутри трубчатой конструкции рамы), а также специальные конструкции колёс и в целом специфический дизайн. Например А2В ^[10]

• Любительские (самостоятельно собранные) электровелосипеды это в своей основе типичные городские велосипеды с установленными на них компонентами доступными на рынке. В настоящее время в продаже есть самые разнообразные готовые комплекты (двигатель, контроллер, батареи, зарядное устройство) которые позволяют практически любому человеку с небольшой технической подготовкой собрать такое средство передвижения.

Компоненты

Специфика и характеристики электрических компонент во многом объединяют электровелосипед и электромобиль

Электродвигатель

Возможны вообще говоря два основных способа передачи крутящего момента от электродвигателя к колесу.

Мотор-колесо в настоящее время наиболее распространённая разновидность привода. Здесь в качестве электродвигателя используется синхронный бесколлекторный электродвигатель постоянного тока. При этом собственно двигатель крепится на месте ступицы переднего или заднего колеса велосипеда. Использование мотор колеса позволяет переоборудовать практически любой распространённый городской велосипед под мотор-колесо с минимальными затратами. Дизайн средства передвижения почти не страдает и наличие электрического двигателя не бросается в глаза. Мотор-колесо может быть вмонтировано в переднее, заднее и в оба колеса. Часто мотор-колесо продаётся уже собранное(заспицованное) в велосипедное колесо. Диапазон мощности у серийно выпускаемых мотор-колёс приводящих в движение электровелосипеды как правило колеблется в пределах от 200 до 700 ватт.

Менее распространённой является схема при которой электродвигатель крепится над колесом (как правило задним) и передает крутящий момент через цепную или ременную передачу. В этом случае мощность двигателя сравнительно меньше чем в случае мотор колеса, однако переоборудование становится сложнее и несколько страдает внешний вид.

Вариант электровелосипеда с водородными топливными элементами в качестве источника питания. Мотор колесо установлено на заднем колесе ^[11]

Батареи

Наиболее распространены следующие типы батарей ^[12]

• Свинцово-кислотные
• Никель-металл-гидридные
• Литий-ионные

Батареи обычно крепятся на багажник в специальном контейнере, на велосипедной раме или в специальных отсеках внутри рамы если это предусмотрено конструкцией. Наиболее перспективным считается использование Литий-ионных батарей ввиду их лучших характеристик (хотя и сравнительно более высокой цены) и их производство и производственные мощности в мире постоянно растут ^[6]

Контроллер

Контроллер электронное устройство позволяющее управлять тягой электровелосипеда. Существует вообще говоря два типа ^[12] контроллеров. Те которые управляются ручкой «газа» ^[13] (Throttle-based controllers) позволяют включать и дозировать крутящий момент управляя им специальной ручкой или кнопками вынесенными на рукоятки руля. Второй тип контроллера педальный (Pedal activated). Он включается, как правило, после того как человек тронется и сделает 1-2 оборота педалей и частично или полностью помогает передвижению. Степень «помощи» может регулироваться в зависимости от конструкции контроллера.

Применение

Несмотря на наличие привода электровелосипед предусматривает использование примерно в той же нише, что и обычный велосипед и в большинстве стран не требует для легального вождения наличия прав или номерного знака. Электровелосипед хорошо подходит как средство передвижения для широкого круга любителей и с самым разным уровнем подготовки так как позволяет дозировать физическую нагрузку.

Ссылки

• российский ресурс посвящённый электротраспорту и электровелосипедам
• Электровелосипед сегодня и завтра №8, 1999 «Наука и жизнь»
• Electric bike articles
• ELECTRICAL BICYCLE Modular motorized electric wheel hub assembly for bicycles and the like

См также

• Электроскутер
• Электрокар
• Электромобиль
• Электродвигатель постоянного тока

Примечания

1. ↑ Bicycle History
2. ↑ Electrical Bicycle 552,271
3. ↑ U.S. Patent 3,431,994 (англ.)
4. ↑ Zikebike company profile
5. ↑ Electric bykes world wide reports
6. ↑ ^{1 2} Electric bicycles gain more market shares China Economic net
7. ↑ E-bike to Become Star Electronic Product 2007 year
8. ↑ Why choose an ELECTRIC bike?
9. ↑ следует отметить что электровелосипед (также как и электромобиль) не является вообще говоря абсолютно экологически чистым средством передвижения, если только он не питается от солнечных батарей.
10. ↑ Электровелосипед компании А2В
11. ↑ Pearl Hydrogen Bicycle. ссылка от 3 октября 2008
12. ↑ ^{1 2} What exactly is an electric bike?
13. ↑ в обычном смысле слова «газа» у электровелосипеда нет, но здесь этот термин используется по аналогии с мотоциклом