Главная » Электродвигатели. Мотор-колесо

Электродвигатели. Мотор-колесо

В подразделе  Электровелосипед  раздела  Классификация  мы рассмотрели варианты электроприводов, используемых в электрических велосипедах, их положительные и отрицательные стороны.

Попробуем проанализировать и сравнить характеристики электродвигателей (комплектов)
от двух известных производителей:  Golden Motor (Китай)  и  Cyclone (Тайвань). Golden Motor выпускает наборы с мотор-колесами, а Cyclone — комплекты, использующие цепной привод.

Анализ будет основан на данных владельцев электровелосипедов с известного сайта  EValbum, характеристик заявленных производителями, и других источников в интернете. Следовательно
все цифры приблизительны, а выводы являются выражением мнения  ePowerBikes.ru

Как заявляет Golden Motor, от напряжения мотор-колеса зависит максимальная скорость:
24в — 25 км/ч, 36в — 33 км/ч, 48в — 45 км/ч. Эти данные подтверждаются практическими замерами электровелосипедистов. Максимальные скорости у линейки наборов Cyclone начинаются с 42 км/ч и заканчиваются совсем умопомрачительной цифрой — 120 км/ч.

Те велосипедисты, кому скоростей до 30 км достаточно, могут выбрать себе мотор-колеса 24в или 36в. По практическим данным, электровелосипед с мотор-колесом 36в 500 Вт и литий-фосфатным аккумулятором 10Ач развивает максимальную скорость 32 км/ч и способен преодолеть расстояние 30-40 км.

Для тех, кто желает «лететь» со скоростью выше 50 км/ч, подойдут наборы Cyclone от 720 Вт 36в (60 км/ч) до 2×1500 Вт (120 км/ч).

Сравним комплекты с одинаковой максимальной скоростью — 45 км/ч — новый набор MagicPie (Golden Motor) 48в 1000 Вт и Cyclone 24в 500 Вт.

На основании графиков характеристик от Cyclone (jpg) и Golden Motor (pdf) выберем скорость, при которой двигатели работают с наибольшей эффективностью, это 40 км/ч для обоих. При одинаковой потребляемой мощности в этом режиме — 420-440 Вт, у Cyclone момент чуть больше, но этим пренебрегаем. Выходит, что затраты энергии одинаковы на скорости 40 км/ч. Получаем теоретическую цифру 10.5 Втч/км, хотя на практике цифра вероятно будет больше.

Теперь предположим, что перед нами крутая гора. Максимальный момент, развиваемый MagicPie — 27.66 Нм, Cyclone — 38 Нм (без учета передач велосипеда). Самое мощное мотор-колесо от Golden Motor 1000 Вт 48в из набора Prokit 901 способно развить момент в 37.42 Нм.

Для расчета воспользуемся калькулятором электровелосипедиста.
Пусть масса снаряженного велосипеда с велосипедистом — 100 кг, подъем 7% длиной 3,5 км.
Для преодоления этого подъема необходим момент больше 26 Нм на колесе 26".
Затрачиваемая мощность мотор-колеса Magic Pie составит более 1060 Вт при скорости 35 км/ч.
Итого затраты энергии — 106 Втч.

Что же делает электровелосипедист с Cyclone-комплектом? Он переключается на самую нижнюю передачу, увеличивая момент и уменьшая скорость в 2,4 раза (для кассеты с максимальной звездой 34Т). При оборотах двигателя 2600 об/мин, момент на валу редуктора — 11 Нм, затрачиваемая мощность — 390 Вт, скорость — 14.5 км/ч. Затраты энергии на преодоление подъема — 94 Втч. Переключение передач позволило велосипедисту Cyclone использовать двигатель с максимальным КПД системы ~83%, против 73% у мотор-колеса Magic Pie .

Как вы уже поняли, наличие системы передач у велосипеда существенно расширяет диапазон эффективного использования комплекта от Cyclone. Кассета 11-34 на колесе 26" позволит изменять крутящий момент от 6 до 60 Нм и развивать скорость в диапазоне 11.5-45 км/ч (обороты двигателя 2100—2900 об/мин) при КПД системы выше 80% (учтены КПД редуктора и цепного привода).
КПД мотор-колеса Magic Pie имеет максимальное значение 78% при крутящем моменте 10-16 Нм.

Логично, что при заезде по идеальной поверхности соленого озера Бонневиль в штате Юта, на скорости 40 км/ч, оба тестируемых набора затратят одинаковое количество энергии. Но, как только испытания перейдут в местность с холмистым ландшафтом, набор Cyclone будет экономичнее, чем MagicPie, ну и конечно сможет преодолеть подъемы, которые его сопернику окажутся не под силам.

Еще раз отметим, что более высокая эффективность достигается при использования двигателя Cyclone в диапазоне максимального КПД, расширенного благодаря системе передач велосипеда.

Обратите внимание, что Cyclone 500Вт можно использовать и с аккумулятором 24в 10Ач, если нет необходимости проезжать за раз больше 20-25 км. Правда сэкономить здесь не удастся, т.к. потребуется качественный литий-фосфат, способный отдавать токи до 40А (4С), зато вес батарей уменьшится с 6 до 3 кг.

У качественного LiFePo4 есть возможность заряда токами 4С (за 15 минут). Следовательно, вооружившись зарядкой на 40А, вам нужно лишь каждые 25 км находить розетку на четверть часа, и расстояние перестанет иметь значение (в пределах мест, где есть электричество) Ну и «ложка дегтя» — цена 24в 40А зарядного устройства более 300$.

Подводя итог можно сказать, что с LiFePo4 аккумулятором 24в 20Ач (48в 10Ач) пробег электровелосипедов с рассматриваемыми наборами составит 30-50 км, что подтверждается практическими данными и владельцев мотор-колес, и владельцев Cyclone.

В завершение сравним другие немаловажные характеристики — вес и стоимость.
Cyclone 500W с крепежом утяжелит ваш велосипед на 3,5кг., Golden Motor MagicPie на 6,2 кг.
Цена с доставкой (конец 2009): Cyclone 500W — 427$, Golden Motor MagicPie — 405$, Golden Motor Prokit 901 1000Вт 48в — 465$.

Цены на доставку в Россию продукции Golden Motor, в реальности выше, чем при расчете на сайте компании (390$ вместо 115$).
В итоге: Golden Motor MagicPie — 680$, Golden Motor Prokit 901 1000Вт 48в — 740$.

 
Актуальные цены смотрите в разделе  Анализ цен.

Подробнее о продукции компаний здесь —  Cyclone  и  Golden Motor.