Электробайк «Merida Infinitum»

Или как я дошел до жизни такой, и как техническое творчество пришлось мне по вкусу
.
Зы – будет 10 постов

Добрый день, дамы и господа. Намедни предложили мне запилить пост на тему электробайков, и решил что это неплохая идея, которая многим может понравиться и заинтересовать), благо тема эта хоть и часто мелькает, но информация в умах все еще довольно смутная. Я пожалуй не буду писать никакую общую теорию, кому надо сами найдут – я просто расскажу о своем проекте и идеях, которые я реализовал.

Итак. Вообще, мысль собрать электробайк пришла мне в голову еще года 4 назад. В тот момент не было свободных средств на это, но я здорово загорелся идеей собрать транспорт, который не требует ни гаража, ни прав,и который можно хранить в квартире, и потихоньку читал форум электротранспорт.ру, изучая матчасть. Так продолжалось порядка года, в течении которого я даже скатался на слет электротранспортников чтобы так сказать на практике пощупать, что из чего сделано и как работает. Наконец (я был студентом 5курса) У меня появились свободные средства на реализацию своих хотелок, и я купил желаемый донор – Merida crossway 100, по тем временам довольно дешевый гибридный байк на средне – начальной трансмиссии, с классической рамой и 28 колесами. Надо сказать, что этот велосипед откатал много и без мотора, в разные периоды времени электроника с него снималась, катался в походы (примерно уровня 3-4 дня по 150км в день) – думаю в таком виде велосипед накрутил тысяч 5 километров.

Первый электрокомплект был довольно скромным (хотя куда лучше покупного безобразия) – моторчик 350ватт мксус, батарея на заказ 21ач 48вольт, контроллер 20 ампер, вес байка был около 22кг, и монтировалось все в простую сумочку на раме. Вот как это дело выглядело.

Этот байк, в целом, был весьма неплох своей легкостью, мог проехать километров 80 без подзарядки на щадящих скоростях, и максимально разгонялся до 38 честных кмч (на полностью заряженной свежей батке – 42кмч) Это был весьма неплохо – живя в Жуковском, мне часто нужно было ездить в москву, и байк мог или довезти меня в любую точку москвы с возвратом на электричке, или быть заброшенным на электричке туда и заменять метро весь день. Не говорю уже о повседневной эксплуатации – купить что то в магазине, съездить в гости, прокатиться по лесу и тд – за счет своей потрясающей просачиваемости в пробках он позволял не париться ни о чем и просто ехать в любой конец города – никакой машине или автобусу не снилась подобная мобильность. Также на нем я впервые стал ездить зимой – за счет двигателя отпадала необходимость усиленно крутить педали, а значит потеть, а значит покупать мембранную одежду и регулировать свой *тепловой баланс* - не знаю как это назвать, в общем, достаточно просто одеться в горнолыжный костюм или там пуховик и отдать всю работу мотору. Даже без шиповки – мне очень нравилось. Батарея за счет самонагрева всегда держалась в рамках нужной температуры, хотя пробеги зимой конечно раза в 2 меньше – снег создает нехилое сопротивление качению. Особенный кайф – надеть балаклаву с маской чтобы лицо не мерзло и летать по заснеженным полям, потрясно.

Следующей ступенькой апгрейдов (я назвал ее про себя Merida White) Стало создание жесткого корпуса для батареи и решение проблемы перегрева контроллера. Я приобрел 3д принтер, и появилась возможность вывести мои *дизайнерские извращения* в реальность, чем я и воспользовался. Через 2 месяца разработки мерида стала такой

По ТХ никаких изменений почти не было, улучшилась защищенность батареи и исчезла проблема перегрева контроллера, после его размещения на воздухе в верхней части корпуса. Улучшился внешний вид, был добавлен аккомулятор под мощную фару на верхнюю трубу. В таком виде мерида проездила еще один год, набрав на одометре 20 000 километров (плюс 5000 без мотора). Одна неполадка произошла – продавец немного наврал мне с токоотдачей элементов батареи, и она перегревалась, что выяснилось постфактум – нагрев АКБ скорее всего иногда превышал 55 градусов. Плюс 47 градусов после зарядки 12 амперной зарядкой (полтора часа до полного заряда). В общем вырос импенданс (вн. сопротивление) ячеек, и кое какие ячейки подохли, что выражалось в падении пробега на примерно 40% от нормы. Была отремонтирована путем допайки новых 2 ячеек, пробег вернулся в норму. Но, мне к тому времени стало не хватать пробега – я очень хотел бы вообще вывести из своих транспортных рассчетов электричку, доезжать до москвы (и ездить по ней) и возвращаться обратно вообще не используя ОТ. Встала задача наращивания емкости… И начала вырисовываться идея более совершенного, более быстрого варианта старой мериды, который я про себя назвал версией Infinitum. Первая версия электробайка обошлась мне в 55 000 рублей за все включая сам байк (по ценам до проблем с курсом). По моим прикидкам, я окупил порядка 33 000 рублей используя байк 2 с лишним года. Продал старую батарею на барахолке еще за 10 000, и мотор за 5000, и переферию за еще 3000, я по сути вышел в ноль – разве не чудесный результат, с учетом полученого удовольствия от езды?
И – полгода ушло на продумывание техзадания, на работу, проектирование и изготовление новой мериды. Я начал с оформления хотелок (ТЗ по умному). Я хотел:
-Дальность хода на 35кмч не менее 120км
-Скорость пиковая 50кмч
-Защищенность блока АКБ от падений, термозащита от холода
-Питание освещения от бортовой сети. Питание переферии вроде смартфона от бортовой сети.
-Быстросъемность АКБ
-Удобство обслуживания всех систем
Первый набросок идеи выглядел как то вот так

После чего начался процесс собственно проектирования в 3д редакторе, и параллельно сборка АКБ. Не буду грузить техническими подробностями сборки, скажу только что собиралась она из немного БУ элементов которые я перебирал вручную, затратила 156 ячеек на сборку и имеет емкость порядка 1500 ваттчасов (33 ач 48 вольт)

Постепенно корпус превращался из наброска в полноценную 3д модель. Процесс выглядел как то вот так

Ну и в конце концов я пришел к вот такому дизайну всего этого дела. Вся электроника разместилась под корпусом – Контроллер, ДС ДС преобразователь, распаечная коробка и радиаторы всего перечисленного. Сделано таким образом что все эти блоки и их проводка остаются на раме если демонтировать легкосъемный корпус с АКБ.

Процесс проектирования занял около месяца и доставлял определенное удовольствие – сам себе дизайнер, сам себе технолог. Еще месяц ушел на печать и доводку готового изделия. В это же время были куплены мотор – МАС 10т, контроллер – Инфинеон 9фет, все нужные детали

Ну и собственно, проект поехал в середине весну, когда еще кое где в лесу снег лежал. В процессе эксплуатации была заменена вилка на воздушку, и установлены мощные 3мм спицы (тонкие велосипедные рвались от усилия на моторе).
Практически все хотелки были реализованы. Вес – 32кг, батарея легко вынимается (нужно выкрутить 3 винта). Контроллер программируемый и позволяет выставить кучу параметров – желаемое ускорение, мощность, круиз – контроль. Питание освещение идет через преобразователь. Пробег – в данный момент удавалось проехать 125км, но это до некоторой доработки батареи, после я так и не смог ее до конца выкатать. Позволяет из Жуковского доехать до любого места Москвы с возвратом (в режиме 35кмч). Пиковая скорость 48 уверенных на моторе, и до 52 с педалями. Сохранена трансмиссия 3 на 9, и (дада) позволяет ехать на нем без мотора с моей физподготовкой до 30кмч (ну или 25 – 27 долговременно). Сопротивления качению нет повышенного, хотя конечно инерционность куда как выше – его тяжелее разогнать но проще держать скорость. С горки едет значительно быстрее обычного велосипеда ,в горку – тяжелее (он тяжелый же)
Дома на зарядке

Едет он примерно вот так (я редко пишу видео, что есть) https://www.youtube.com/watch?v=UAos0yxE6Nk Это пиковая. Вообще я редко еду так быстро, выбрал для себя крейсерскую 35кмч, 50 – для развязок где нельзя щелкать клювом и опасных мест которые надо проскочить. Свет – вот такой набор, мощная фара для ночных поездок и малая как постоянный габарит. Без света не езжу даже днем, здорово помогает

Что могу сказать о эксплуатации. Сейчас пробег на новом оборудовании уже порядка 4000. Как правило велосипед юзается как транспорт – он полностью заменил весь ОТ и личный автомобиль, за исключением 2 случаев – надо везти что то тяжелее 20кг и габаритное, или идет дождь. Заносится на 4 этаж без лифта без проблем (упирается седлом в плечо) по 4 минимум раза в день, я уже просто не мыслю поездку за покупками без него, пакеты отлично размещаются на багажнике. Пробег в день от 50км минимум и выше – он позволяет потрясающе гибко планировать поездки, например маршрут Жуковский – Раменское можно проехать за 15 минут по ДОП, или полчасика покататься по грунтовкам. Используется и как развлечение, и как фитнес - все кому я давал его опробовать с удивлением отмечали отсуствие повышенного сопротивления накату (я сам удивлен был сему факту)
Вот кстати пример поездки по делам
https://www.strava.com/activities/623700152/analysis/208/209
https://www.strava.com/activities/623697991/overview
с остатком процентов 30 батареи.
Внезапно - вес после зимнего ничегонеделания падает даже без кручения педалей – удерживание баланса, напряжение мышц в целом таки жгут калории. Не скажу что сильно устаешь в мопедном режиме (без кручения педалей) но плечи, запястья, пресс немного устают.
Затраты на эту модернизацию – 26 000 на Инфинеон плюс МАС (БУ пробег 500 километров) , 5000 на элементы батареи (безумно повезло с ними), 5000 на БМС плату.
Сравнение со скутером:
Можно хранить дома (не нужен дорогой гараж)
Легкий (переносится через любые препятствия, можно ехать по тротуару и по паркам)
Проходимость – велосипед на больших колесах однозначно куда проходимее
Нет запаха, нет шума, почти бесплатная зарядка (4 рубля на 100км)
Не требует прав (ну вообще теоретически требует категорию М после 250 ватт, но на практике никто и никогда его не тормозит)
Сравнение с велосипедом:
Нет пота при эксплуатации
Не хочешь уставать – не крутишь педали. Нужен фитнесс – крутишь.
Расширение радиуса доступности – 100км в день это не задача навесь день, это банальная поездка по делам на 2 с половиной – 3 часа.
Безопаснее – может держать скорость потока в городе (на малых улицах), сокращает разрыв скорости с авто, может безопасно перестроиться на центр правой или в следующую полосу.
Минусы – тяжелее и дороже.
Спасибо за внимание. Более подробно про процесс разработки можете почитать в этой моей теме http://electrotransport.ru/ussr/index.php?topic=30324.0
Ах да. Вот пруф на быстросъемность)

ТС красава! где такое количество аккумов БУ нашел? батареи от ноута вскрывал?

Отличная работа,уважаемый)

ТС, это офигенно. Молодец, я бы точно так не смог)) Не возникало идей открыть свою фирмочку по "тюнингу" велосипедов? Думаю, пользовалась бы спросом такая услуга.

Нет, мне досталось много блоков БУ от приятеля от его неудавшегося по некоторым причинам проекта. В районе 400 элементов, многие из которых были сдохшими. Пришлосб долго все разбирать, перебирать и тестировать для единообразия характеристик

А "лишних" элементов не осталось? ;)
Хочу сыну собрать дополнительную батарею для машины на РУ, а никак не получается наковырять нормальных банок.

Seliat
А не проще было ЛиПошек купить 20-30С ?

Лишние элементы были проданы еще зимой, что и снизило настолько ценник батареи. 156 штук я потратил на батарею, 100 перебранных продал, и 6 в запасе (3 используются как балансные ячейки, в топике про это есть на форуме этранспорта).

Немного мечтаю о том чтобы заменить текущие ячейки с 2800мах на штуку на топовые нср 3500, но ценник в районе 80 000 пугает. Да и по хорошему если собирать что то новое с такими вложениями надо будет менять раму на двухподвес, а я хочу годика 2 поэксплуатировать эту и отчасти ее окупить - собрал то всего несколько месяцев назад.

Новые ячейки 3500 дали бы аж 2100ваттчасов в этой раме, что позволило бы увеличить пробег ажно до эдак 150 - 160км на 35кмч)

По ЛиПо - пожароопасны, и тяжелее из рассчет втч на кг. А вес нерезиновый...

Это сообщение отредактировал Seliat - 2.07.2016 - 17:57

На электротранспорте вроде пришли все дружно к выводу, что оптимальней всего по цене свинцовые аккумы использовать?

Шта? Вообще то выкинули их на помойку давно, это даже не прошлый а позапрошлый век.

По времени, сначала были свинцовые, которые пользовались успехом из за того что были копеечные ( но и дохнут они за 2-3 месяца и отдают половину емкости если больше 0.2с долговременно). Потом появились литийферрум, которые свинец клали на лопатки по всем параметрам, но были еще жутко дорогими - и да, все еще народ юзал свинец из за дешевизны. А с 10 - 12 годов как прорвало, липо, лиион, лифер лититанат, да еще по ценникам +- доступным (за время службы лиион сдохнут 5-6 поколений свинца) - и свинец ушел в могилу. Вроде остались считанные единицы свинцовых электроагрегатов на форуме.

Я сам менял свинуовую батарею в самокате на свою старую ионку (ту что продал) - курьезное зрелице, длинный брус под 10 кг из вроде 4 блоков был вытащен с кряхтением и выброшен, вместо него установлена моя батарейка ионная размером с кирпичик и весом в 4 кг.

И пробег вырос в 3(!) раза.

Это сообщение отредактировал Seliat - 2.07.2016 - 18:18

ТС, задумывался когда-нибудь, а что если на твоих 40-50 км\час тебе придется экстренно тормозить и чем это закончится? Полетом через руль? Я к тому, что велик с его высоким центром тяжести и херовенькими тормозами для таких скоростей не предназначен... прочитал твой пост, как исповедь самоубийцы.

серьезный подход!
очень круто!!

Тормозные машинки были усилены установкой 203 роторов, тормоза - гидравлика среднего класса. Вилка рассчитана на 203 ротор. Тормозить приходилось экстренно (обычно из за маневра обогнать и в переулок налево), эффективность примерно 3 корпуса машины до ноля с полной.

Из за большого веса байка он не переворачивается через руль - у него колесо начинает переднее скользить при очень большом тормозном усилии.

При крейсерской 35 - 40 торможение вообще чрезвычайно хорошее. Важно понимать что 50 - пиковая, и далеко не всегда используется.

https://www.youtube.com/watch?v=3k1EzCs0_RY нашел видяшку, на 2 00 торможение с 40кмч (не экстренное, можно быстрее )

Кстати про скорости и предназначения... горный этап тур де франс - больше 100кмч. Даунхилл - аналогично, бешаные скорости на плохом покрытие к тому же.

Ну и 3 года опыта (моего) вождения такого типа аппаратов.

Плюс, это уже не *велик* а агрегат довольно высокого уровня а не ашан с колодками смазанными жиром, где заменены ряд критичных компонентов - тормоза, роторы, вилка, усилители дропов, мощные спицы, тяжелые двойные обода и хорошая резина швальбе.

Это сообщение отредактировал Seliat - 2.07.2016 - 18:39

Молодчина.
Чего только люди не придумают лишь бы пешком не ходить.

ТС. А что за элементы? Тип, характеристики, цена.

LG ABC 18650 (рыжие) 2800мач. Были собраны в батарею старым владельцем (пайка), прошли 5 циклов, по ряду причин заброшены на полку на полгода где 3 блока и померли от дефектов. Оставшиеся блоки были перебраны и циклов 20 уже отдают номинал + -