📊 Личный пробег на обычном и электрическом велосипеде в 2020 году

С одной стороны, здесь ярко проявился транспортный режим, в том числе в разгар пандемии. Я (Вадим) несколько месяцев не пользовался вообще никаким общественным транспортом и даже такси. С другой, для удовольствия я чаще предпочитал катать по лесным тропам и холмам на электро нежели на обычном велосипеде по асфальту даже в Лосинке.

Юрий же собрал себе карбон без мотора, но почти не садился на него и вроде особо не планирует :)

⚡️Электро нннада? ⚡️

​​🔋 Мощная серия про АКБ от Юрия

План постов:
1) Выбор ячеек
2) Выбор корпуса
3) Напряжение
• максимальная скорость, связь с емкостью и корпусом
• напряжение под нагрузкой
• мониторинг в поездках
4) Ёмкость
• отдача тока
• запас хода
5) Плата защиты (BMS)
• рабочий ток и прочие характеристики
• балансировка и как правильно заряжать АКБ
6) Сечение проводов
7) Пайка или сварка
8) Зарядное устройство
9) Измерительные инструменты
• миниатюрный ваттметр
• электронная нагрузка
• тестер батареи с функцией зарядки и разряда
• ваттметр для измерения емкости батарей
• измеритель внутреннего сопротивления батарей
10) Диагностика и тесты
• ChamRider - обзор китайской АКБ
11) Эксплуатация
⚡️

🔋 АКБ - выбор ячеек
Я опишу ячейки, которые сам покупал, тестировал и собирал на них батареи.

Li-ion ячейки 18650 на данный момент самые распространенные. Их преимущества:
🔷 доступные
🔷 дешёвые
🔷 лёгкие

Недостатки:
🔷 риск возгорания и взрыва

Да, при неправильной эксплуатации Li-ion могут возгораться 🔥 и даже взрываться 💣 Особенно это относится к батареям ненадлежащего качества, проверить которое можно только путем тестирования. Надеяться только на отзывы покупателей рискованно, потому что у китайцев качество варьируется, и раз на раз не приходится.

Изначально я купил на Али самые дешёвые Li-ion 18650 для сборки батареи к самокату М365. Батареи на тестах повели себя хорошо. Ёмкость по описанию 2600 мАч. Это были самые простые ячейки способные отдавать 3-5 Ампер долговременно без существенного нагрева. Служат мне уже пару лет.

На моем опыте пока никаких проблем с собранными батареями не было. Разве что собранная на скорую руку без тестирования ячеек сборка при зарядке током в 1 Ампер на ячейку грелась достаточно сильно. Тепловизором стало понятно что одна из пяти в параллели нагревалась (см. фото). Её пришлось сразу вырезать из цепи. Причем все ячейки были протестированы на напряжение и внутреннее сопротивление, которые находились в нормальных пределах с минимальным разбросом.

ℹ️ Вообще, разница в Li-ion батареях очень существенная.
Фактическая емкость: от 1500 мАч до 3500, но последних я не юзал.
Отдача тока: долговременно и кратковременно максимального тока. Здесь три разновидности:
• слаботоковые от 0,5С до 1,0С примерно- 0,5А-1А
• среднетоковые 1С-2С примерно 2,5А-5А
• высокотоковые 2С-10С примерно до 20А

👉 Вывод по Li-ion: покупаем ячейки у проверенных продавцов, тщательно тестируем до и после сборки.

Есть в планах собрать Li-fePo4 батарею, которая имеет ряд плюсов и минусов в сравнении с Li-ion.

Преимущества:
🔷 безопасные, не загораются и не взрываются
🔷 могут отдавать большие токи
🔷 могут заряжаться большими токами
🔷 имеют низкий разброс напряжения заряжен-разряжен

Недостатки:
🔷 дорогие
🔷 тяжелые, в основном больших габаритов

В следующей части - выбор корпуса для ячеек ⚡️

ℹ️ Этот пост из серии про АКБ.

🏁 Выбор мощности мотора

Мы рассматривали 500W vs. 750W и остановили выбор на более мощной модели.

ℹ️ В случае с кареточными Bafang считается, что технически двигатели 500W и 750W одинаковые. Просто в младшей модели сила тока ограничена контроллером.

По результатам экспериментов мы определили, что для наших покатушек мощности 500W достаточно 👌 Так можно дольше проехать на одном заряде, да и нагрузка на батарею меньше.

👉 Мы сами ограничили мощность моторов до 500W программно, уменьшив силу тока с 24A до 18А.

Но хорошо иметь запас по мощности, который можно включить при необходимости. Жаль что не с дисплея или по Bluetooth, а по USB 😎

По сравнению с 500W, мотор 750W:
🔶 дает более агрессивную езду, в т.ч. более резвый разгон
🔶 быстрее тянет в крутые подъемы
🔶 легче справляется с очень тяжелым седоком

В некоторых условиях излишняя мощность - это минус. Например, по сложной пересеченной местности, в грязи хочется педалировать аккуратно, а на каждую долю оборота педалей мотор слишком радостно реагирует и тянет тебя вперед. Я (Вадим) чувствовал себя некомфортно, но возможно кого-то это наоборот порадует.

В принципе, такие тонкости можно настроить программно. Например, уменьшить ток для первых двух уровней PAS с целью более комфортной езды в сложных условиях. А в простых - сразу ехать на уровне 3 и выше. О программной части в будущих постах ⚡️

ℹ️ Этот пост из серии про комплект мотора

😎 Когда не ходишь в гости с пустыми руками и приносишь... трансформатор из микроволновки :)

А другу только этого и надо! Практическое применение этой штуки раскроется в будущих постах ⚡️

🔋 АКБ - выбор корпуса

Корпусов и сумок для батарей достаточно много на просторах китайского рынка. В этом посте наши впечатления от использования распространенных вариантов.

🔶Сумка на подседельный штырь
Плюсы:
• компактность
• можно возить в качестве легкой резервной АКБ

Минусы:
• маленькая емкость батареи

🔶Сумка в треугольник рамы
Плюсы:
• достаточно вместительна по количеству ячеек, до 100 шт.
• можно в нее поместить контроллер с паутиной проводов

Минусы
• снимать и ставить обратно такую сумку то ещё удовольствие
• очень быстро загрязняется, трудно отмывается, замки-липучки недолговечны
• неудобно переносить велосипед по ступенькам, т.к. за верхнюю раму нормально не ухватиться

Хотя на фото сумка выглядит ок, второй и третий минусы быстро сподвигли Вадима перейти на пластиковый корпус, АКБ пришлось продать.

🔶Пластиковый корпус
Плюсы:
• легко снимается и устанавливается
• не мешает переносить велосипед
• стильно выглядит

Минусы:
• несколько тяжелее и дороже сумки
• нужно креативно скомпоновать ячейки для достижения максимальной емкости

👉 Выбор конкретного корпуса напрямую зависит от мощности мотора и качества ячеек, а также от ваших запросов по скорости и пробегу. Все это зависит от количества ячеек.

ℹ️ Отметим несколько важных мелочей.
🔹 Понадобится просверлить третье отверстие в раме (два уже есть для крепления держателя для фляги).
🔹 Лучше корпус с замком-защелкой, потому что так вы не забудете запереть замок после установки АКБ на раму. И у вас не вылетит батарея на ходу 🤦‍♂️ как это недавно случилось у Юрия.
🔹 Для большого тяжелого корпуса (например, 65 ячеек / 4 кг) целесообразно установить на трубу подседельного штыря самодельное крепление-ограничитель, чтобы корпус не гулял. Пример есть в альбоме на фото АКБ крупным планом.

📷 Альбом с фото к посту.

ℹ️ Этот пост из серии про АКБ.

🚀 Разница между средней и крейсерской скоростью

В дискуссиях о скорости езды на велосипеде, необязательно электрическом, нередко встречается недопонимание сторон, когда люди вкладывают разные понятия в термин средняя скорость. Некоторые почему-то считают ее без учета торможений и разгонов. Это неправильно!

Например, в городе вы подъезжаете к светофору с красным сигналом - снизили скорость, остановились. Зажегся зеленый - начали разгон, достигли 35кмч и едете дальше с такой скоростью. Это - крейсерская (круизная) скорость, а не средняя.

В мегаполисе такую скорость долго поддерживать не выйдет - светофоры, пробки, искусственные неровности, пешеходы. И вот вы так целый час ездили по городу. В таком режиме средняя скорость у вас будет около 20км/ч.

Среднюю скорость вам покажет любой велокомпьютер или приложение для записи треков. Крейсерскую можно определить только путем наблюдений за скоростью во время езды.
⚡️

📱 Интеграция электровелосипеда VanMoof с сервисом Find My от Apple

В апреле 2021 года Apple анонсировала новый сервис Find My, который находит зарегистрированные устройства владельца, задействуя миллионы других яблочных устройств. А нидерландский производитель стильных городских велосипедов VanMoof тут же объявил об интеграции своей электрической линейки с Find My.

В статье на MacRumors утверждается, что в рамках работы над сервисом Apple искала прототипы устройств, а инженеры VanMoof удачно подсуетились, предоставляя образцы велосипедов. Компании сотрудничали на протяжении девяти месяцев.

👉 Фича исключительно программная, т.е. аппаратных чипов специально для нее в электровелосипеде нет.

Трудно сказать, насколько это поможет вернуть украденный велосипед стоимостью $2000 в США или €2000 в Европе. Впрочем, помимо этого велосипеды обладают защитой на основе GSM, в т.ч. удаленной блокировкой. Также можно купить гарантию от кражи за $290 / €290 на три года. Велосипед найдут или заменят - первый раз бесплатно, следующие две замены по 98 у.е.

Характеристики электро VanMoof не впечатлят героев самосбора, но для городского велосипеда они адекватные. Здесь обзор от The Verge с фото.
⚡️

🔋 АКБ - выбор напряжения батареи
Часть 1 - максимальная скорость, связь с емкостью и корпусом

В электротранспорте используют от 12 до 300 вольт (авто). У велосипедов популярный выбор между 36 и 48 Вольт. Мы остановились на 48В.

🚴‍♂️ У 48В выше максимальная скорость
Без учёта педалирования максимальная скорость в км/ч чуть меньше напряжения батареи в вольтах. Приблизительно для батареи 48V максимальная скорость будет 42-44км/ч, а для батареи 36V - около 35км/ч.

После езды на батарее 48В переход обратно на 36В уже был ущербным и не доставлял таких эмоциональных ощущений 🚀

Однако максимальная скорость доступна только при максимальном напряжении! В следующем посте мы рассмотрим теорию и практику просадки напряжения АКБ под нагрузкой.

💼 Связь напряжения батареи с ёмкостью и корпусом
О ёмкости будет отдельный пост, но мы держали её в уме при поиске корпуса под АКБ 48 вольт.

Выбранные нами корпуса для батарей вмещали в себя 52 и 65 ячеек, что для рационального использования пространства предполагало применение сборок 13s4p и 13s5p с полным заполнением.

ℹ️ Этот пост из серии про АКБ.

💪 Нужно ли педалировать при езде на электровелосипеде

Наше #мнение - нужно! Конечно, вы можете ездить только на газу. Но не очень далеко и скучно. Есть несколько причин крутить педали, даже если у вас велосипед с мотором.

📏 Увеличение пробега от одного заряда батареи
Причем значительное - в несколько раз при отличной средней и крейсерской скорости. В посте про запас хода есть примеры из личной практики.

⚖️ Баланс в седле
Педалирование помогает поддерживать баланс во время езды. На ровном асфальте это неважно, но на пересеченной местности и в грязи педалирование добавляет уверенности. Возможно, это следствие привычки, приобретенной на обычном велосипеде, но ощущения именно такие.

Впрочем, когда надо протиснуться в какую-то узкую щель, проще проехать на газу, чем педалировать.

💪 Фитнес
На электро вы сами задаете подходящую нагрузку в любой момент. И неважно, в гору вы едете или против ветра. Хотите поработать ногами - понизьте уровень помощи. Хотите передохнуть - жмите на газ.

На велосипеде без мотора выбора нет. Поэтому ноги отлично прокачиваются, конечно :)

😎 Естественность ощущений
Велосипед подразумевает педалирование. Езда на газу - это уже мопед или мотоцикл. Конечно, приятно прокатиться без педалей, но крутить их - натурально, а на электро - всегда в кайф.

А вы крутите педали на электровелосипеде?
👍 - всегда или почти всегда
👌 - 50/50
❌ - никогда или редко
🤷‍♂️ - у меня нет электро

🔋 АКБ - выбор напряжения батареи
Часть 2 - напряжение под нагрузкой

Рассмотрим сборку с длиной серии 13S, т.е. 13 последовательно соединенных ячеек по 4.2В. В теории напряжение сборки: 13 x 4.2В = 54.6В. При токе 24А ожидаемая пиковая мощность: 54.6В х 24А = 1310Вт.

👉 Учитывайте просадку напряжения под нагрузкой. На практике максимальную нагрузку дают разгон с места, грязь, песок, подъемы.

На картинке испытания разных ячеек током 5А с записью результатов каждые 5 минут. Одна полностью заряженная ячейка под нагрузкой в 5А сразу проседает с 4.2 до 3.9 - 3.6В. При худшем раскладе реальная пиковая мощность АКБ 13 х 3.6В x 24A = 1120Вт, примерно на 17% меньше.

В конце поездки ячейка выдает уже 3В. Пиковая мощность 39В х 24А = 936Вт, но только получить ее проблема!

🚵‍♂️ Недавно мы полностью высадили обсуждаемую сборку. BMS ее не отключала, т.к. до ее нижнего порога еще не дошло. Зато контроллер дергался туда-сюда вокруг 39В. Это его порог выключения при низком напряжении (Low Voltage Cutoff, LVC).

При напряжении чуть выше 39В контроллер включал мотор, но батарея сразу же проседала, и он ее отключал пока она не отдохнет и не вернется к 39В. И так по кругу :)

ℹ️ Этот пост из серии про АКБ.

👀 Электровелосипед 90 лет назад

В 30-е годы прошлого века голландская компания Philips разработала электровелосипед с мотором мощностью 200Вт, максимальной скоростью 25км/ч и весом 10кг. Батарея весом 20кг обеспечивала пробег 70км.

Производство собирались запустить на пяти фабриках, но идею похоронило законодательство. Такой велосипед формально считался мотоциклом, и даже снижение скорости до 20км/ч не помогло.

Поскольку для мотоцикла требуются водительские права и оплата налога на транспортное средство, на существенные продажи рассчитывать не приходилось. Менеджеры Philips предлагали изменить законы, но не встретили понимания у правительства.

Занятно, что 200Вт и 25км/ч укладываются в определение электровелосипеда по текущим законам РФ.
⚡️

🔋 АКБ - ёмкость батареи
Часть 1 - отдача тока

Минимум рассчитывается для безопасного использования батареи. Разберем на нашем примере кареточного мотора Bafang BBS02 48В 750Вт.

🔸 Полностью заряженная li-ion батарея номиналом 48В имеет напряжение 54 вольта.
🔸 Контроллер 750 ватт ограничен по току 24 ампера. Ограничение по току контролирует мощность.
🔸 Пиковая мощность может составлять 54×24=1300 ватт.

Следовательно:
1. Наша батарея должна без ущерба для себя отдавать эти 24А.
2. В конфигурации наших сборок 13s4p и 13s5p одна ячейка должна отдавать минимум:
- 4p: 24/4 = 6А
- 5p: 24/5 = 4.8А

Из этого в теории следует выбор при покупке. Однако опыт показывает, что на просторах Али в 90% характеристик завышены, и реальную токоотдачу можно узнать только путем тестирования и вандализма.

👉 Если продавец утверждает, что ток разряда постоянный 20-30А, можно полагать при токе в 6 ампер ваша сборка должна выдержать. Но реальную токоотдачу, которая влияет на безопасное использование, выявит только тестирование.

Поэтому я рекомендую закупку ячеек с учётом на брак 2-5% и 2-3 штуки на издевательства для выявления характеристик.

ℹ️ Этот пост из серии про АКБ (https://t.iss.one/electricbiker/15).

👀 Выбор дисплея для мотора
Неочевидные тонкости на примере дисплеев для Bafang

У дисплея электровелосипеда два ключевых назначения:
🔹 настройка контроллера
🔹 отображение информации во время поездки
Поскольку моторы Bafang настраиваются программно, дисплею отводятся лишь функции контроля некоторых параметров вроде максимальной скорости.

Сегодня мы рассмотрим 6 аспектов, которые нужно учитывать при выборе дисплея. Эти моменты выяснились в рамках эксплуатации имеющихся у нас моделей P850C, DPC18 и SW102.

🔶 Отображение заряда АКБ в вольтах
Вариант "батарейка с делениями" чреват неприятными сюрпризами типа "только что было два деления, а сейчас уже одно и уже мигает красным" (недавний случай, кстати). Очевидно, дисплей преобразует вольты в деления и ошибается. А крутить педали на электро без помощи не в кайф 🙄

Бывают дисплеи, у которых текущий заряд в вольтах можно посмотреть, но не выводить постоянно на экран (модель SW102).

🔶 Отсутствие препятствий программным настройкам контроллера
У дисплея DPC18 версии 3.0 выяснилась неприятная особенность. Он игнорировал настройки уровней помощи (PAS), заданные программно. Возможно, это как-то связано с режимами Eco и Sport, которыми снабжен дисплей.

🔶 Вывод информации с датчиков тормозов
У Вадима в первый месяц эксплуатации во время покатушки стал отключаться мотор. Причину вычислил не сразу - сначала грешил на мороз, снег 🤷‍♂️ Но потом догадался, что стал "залипать" датчик тормоза! Дисплей DPC18 инфо с этого датчика не выводит, а у P850C с этим все хорошо.

Учитывая два нюанса выше, DPC18 пришлось продать и купить P850C.

🔶 Отображение текущей мощности и силы тока
Мощность интересна поначалу - видно пиковую мощность мотора при старте и тяговую в подъем. Но со временем на это уже не обращаешь внимания. Снимаемый ток информативнее, на него привыкаешь посматривать.

P850C может отображать мощность и ток - если одно числом, то второе графически, и наоборот.

🔶 Число уровней PAS (0-5 vs. 0-9)
Кажется, что чем больше, тем лучше, но 5 может быть вполне достаточно. На практике это зависит от мощности мотора, а также ваших предпочтений по стилю катания и эргономике управления дисплеем. Мы используем пять уровней на BBS02 750Вт с ограничением по току 18А, т.е. около 500Вт, и нас устраивает - меньше переключений 👌

Но с током в 24А у того же мотора перепады между уровнями намного больше. Поэтому может иметь смысл активировать 9 уровней PAS для более тонкой градации. Если же у дисплея только 5 уровней, можно точечно настраивать PAS под свой стиль езды.

🔢 Читайте также: О числе уровней PAS дисплея и мощности мотора.

👉 Резюме
• DPC18. Не советуем.

• SW102. Подкупает компактностью и занимает мало месте на руле. Не отображает текущий заряд в вольтах во время езды, а уровни PAS не слишком хорошо переключаются в перчатках (без них - ок).

• P850C. Лучший выбор по эргономике управления и информативности.

🔭 На момент публикации поста мы пристально рассматривали, а потом и приобрели EggRider (и не один). Он позволяет настраивать контроллер со смартфона по Bluetooth, а также переключаться между двумя режимами "на ходу". Обзор будет в канале.

В комментариях поделитесь нюансами своих дисплеев⚡️

ℹ️ Этот пост из серии про комплект мотора

🔋 АКБ - ёмкость батареи
Часть 2 - запас хода

Давайте посмотрим, сколько можно проехать на одном заряде. Допустим, моя батарея 52 ячейки 13s4p собрана из аккумуляторов ёмкостью 2.5 Ач и имеет ёмкость 10 Ач. исходя из конфига 4p.

ℹ️ Контроллер я ограничил программно до 20А из 24 возможных. Пробег без педалирования с максимальной нагрузкой на контроллер составит 10Ач/20А = 0.5 ч.

При езде по асфальтовому покрытию без подъемов и спусков такой ток получается снимать при максимальных разгонах и поддерживать его за счет сопротивления воздуха. С моим весом и телосложением получается это при скорости от 40 кмч.

📋 В теории на батарее ёмкостью 10 Ач при скорости 40 кмч я смогу проехать на газу 30 минут (20 км).

🚴‍♂️ На практике при педалировании и крейсерских скоростях ниже 40 кмч (средняя скорость по компьютеру 15-20 кмч) получаем пробег в 40-50 км.

Однако и это не предел, как говорится в пословице тише едешь, дальше будешь. И у нас есть пара примеров.

Возьмем реальную поездку по улицам и паркам Москвы с товарищем на горном велосипеде без мотора и в неплохой физической форме. После 70 км при типичной городской средней скорости 19 кмч в батарее 13s5p на 15 Ач осталось 46.2В, т.е. не менее трети заряда.

Спустя без малого год тот же товарищ поехал обкатывать тот же велосипед после его чудесного превращения в электро с любезным нам Bafang 750Вт@18А и такой же сборкой АКБ. Не поднимая PAS выше уровня 3, он накатал в свое удовольствие 75.5 км при средней скорости 23.1 кмч и закончил с 47В.

👉 Из этих двух примеров следует, что запас хода с такими настройками мотора и батареей составляет не менее 100 км (при том же рельефе и уровне агрессивности езды, конечно). На газу же не светит больше 33 км по плоскому рельефу. Что возвращает нас к тезису об увеличении пробега в несколько раз из поста о важности педалирования ⚡️

ℹ️ Этот пост из серии про АКБ.

🚀 Ручка газа
Часть 1 - обязательно ли нужна ручка газа

Ручка газа входит в большинство наборов для превращения обычного велосипеда в электро. Но это необязательный атрибут комплектации. Например, Юрий купил кареточный мотор TSDZ2 в комплектации без ручки газа, хотя контроллер позволяет ее использовать.

Понятно, что ручка необходима, чтобы ехать без педалирования. И хотя мы предпочитаем крутить педали for fun and profit, у ручки все равно есть полезные применения.

🔶 Разгон с места
Это самый частый и приятный сценарий использования ручки. Не надо давить на педали с усилием, особенно если остановились на тяжелой передаче. Плавно стартуем и разгоняемся до комфортной для педалирования скорости.

Спустя пару месяцев катания на электро садишься на обычный велосипед и понимаешь, что выработался рефлекс: для старта нужно нажать газ, палец ищет ручку! 😎 Тут главное не упасть, прецеденты были :)

🔶 Разгон до максимальной скорости
В зависимости от настроек контроллера, максимальная скорость не всегда достигается при педалировании. С ручкой газа можно выжать максимум, если не накладывать на нее программных ограничений, конечно.

🔶 Проезд в узких местах
Ручка газа выручает, когда надо протиснуться между машинами, деревьями, пешеходами в толпе. Педалирование раскачивает и добавляет скорость, которая может быть излишней.

🔶 Проезд по грязи, снегу или в подъем
Не всегда есть время переключать передачу - въехал в грязь на тяжелой или недооценил глубину 💩 либо рыхлость ❄️ А с мотор-колесом и вовсе передач нет. Ручка газа добавляет необходимой мощности, помогая выбраться из сложной ситуации.

👉 Резюме: ручка газа нужна однозначно!

В следующем посте рассмотрим основные виды ручек ⚡️
ℹ️ Этот пост из серии про комплект мотора

В 2020 году в Германии люди купили больше электровелосипедов (1.95 млн), чем электрических автомобилей во всей Европе (1.34 млн).

Понятно, что велосипед дешевле, но люди покупают их в том числе и вместо авто, например достаточно дорогие грузовые модели.

#цифранедели