Что такое электровелосипед: преимущества и недостатки

Что такое электровелосипед

Теперь, когда на улице можно встретить человека на электросамокате, моноколесе, гироскутере, сильно напоминающем фантастический ховерборд из культового фильма «Назад в будущее», электрические велосипеды кажутся уже совсем банальным и обыденным транспортом. Однако массово выпускать е-байки стали не так давно — в 90-х годах 20 века. 

История их появления достаточно интересна, а о видах электровелосипедов можно говорить бесконечно. Производители выпускают от классических педальных вариантов с электромотором до стильных и мощных моделей, приближающихся по параметрам к мотоциклам. На рынке есть даже модификации под ретробайки и кабриолеты.

Очень атмосферный электровелосипед Rayvolt CRUZER
Очень атмосферный электровелосипед Rayvolt CRUZER прямиком из Дикого Запада

Кто придумал электровелосипед: патенты и первые производители

Первые электрические велосипеды

Первый патент на мотор-колесо датирован 1884 годом. Веллингтон Адамс из Сент-Луиса придумал его конструкцию, но до практики дело не дошло. А в 1890-х сразу несколько изобретателей предложили свое видение электропривода на велосипед. Самым удачным оказался патент от 31 декабря 1895 года, принадлежащий Огдену Болтону мл.

Мотор-колесо Огдена Болтона, 1985 г.
Мотор-колесо Огдена Болтона, 1985 г.

Инженер из США считается предвестником создания велосипеда с электроприводом. Двигатель постоянного тока с 6 полюсами в его проекте был встроен в заднюю ступицу колеса. Его питала батарея на раме напряжением 10 вольт. Однако Болтон не предусмотрел в своем изобретении систему передач и решил полностью убрать педали. В реальности модель так и не появилась.

Патент на электровелосипед, Хосе У. Либбей
Патент на электровелосипед, Хосе У. Либбей

Создателем первого настоящего электровелосипеда стал Хосе В. Либбей (Осия У. Либби) из Бостона. В 1897 году он показал велогибрид с двойной батареей и двойным электромотором в ступице. Доработанное изобретение Либби было основой всех электровелосипедов до 1990-х гг. Две АКБ выступали заменой контроллеру — тяговой была одна из них, а вторая подключалась при необходимости (на подъемах и сложных участках дороги).

В 1920 году фирма Heinzmann массово начала выпускать электромоторы на велосипеды. Первые двигатели были соединены тандемом, но подробностей о них найти невозможно. Успех немцев заставил понервничать Францию. Соперничество двух стран привело к созданию в 1927 году мощных Electrocyclette. Французские «монстры» весили 75 кг, зато разгонялись до 25 км/ч и получили запас хода 30 км. Вполне современные показатели!

Велогибриды из Франции Electrocyclette

В 30-х годах ХХ века к производителям присоединился такой «мастодонт» отрасли, как Philips. Как и у Electrocyclette, у электровелосипедов Philips был существенный недостаток — огромный вес. Модель Juncker даже без аккумулятора имела массу 50 кг.

электровелосипед Philips Juncker

Середина столетия: золотой век велосипедов

Топливный кризис 40-х вызвал всплеск интереса к электровелосипедам. Несмотря на военное время и перебои производства, количество патентов только растет.

В 1946 году Джесси Д. Такер сделал важное изобретение. По сути, его двигатель с муфтой свободного хода оказался предвестником современных электровелосипедов, в которых можно крутить педали без участия двигателя или параллельно с ним. Принцип заложен в основу редукторных мотор-колес.

В 1948 году Аргирис Стефанос запатентовал в США велогибрид с внешним цепным двигателем.

А вот первый переключатель передач появился только в 1949. Его разработал итальянский велогонщик Туллио Кампаньоло.

С окончанием топливного кризиса интерес к велогибридам угас. Производителей в середине 20 века мало интересовали заряженные велосипеды. Топливо было дешевле, кроме того, ДВС явно выигрывали по запасу хода. Да и громоздкие, тяжелые батареи не способствовали спросу. Об электрических велосипедах забыли почти на 30 лет…

Расцвет велогибридов: причины популярности

История появления электровелосипедов

В 90-х годах XX века вспомнили незаслуженно забытую технологию, и вскоре электровелосипеды оказались на пике популярности. К тому времени создали более технологичные и компактные аккумуляторные блоки. Кроме того, появляются такие комплектующие, как датчики крутящего момента, а электромоторы совершенствуются. Все это выводит е-байки на новый уровень.

первый литий-ионный аккумулятор Sony

В 1989 году впервые появилась система ассистента педалированию. Ее придумал европейский изобретатель Майкл Куттер. А в 1991 году Sony совместно с Asahi Kasei выводят на рынок литий-ионный аккумулятор — емкий, компактный, а главное — легкий.

Первой почувствовала перспективность электровелосипедов компания Vector Services Limited. В 1992 году она запускает линейку Zike с никель-кадмиевыми батареями и очень легким (850 г) двигателем. Это был первый полноценный производитель серийников.

Электровелосипед Solo Electra, 1973
Электровелосипед Solo Electra, 1973

В начале 21 века Yamaha и Panasonic начали массово выпускать электроприводы на СИМ. А в 1970 г. Panasonic выпускает собственную модель. Серийной она так и не стала из-за массивной АКБ. 

Современная ситуация

К 1998 году в мире уже было 49 моделей электровелосипедов, а общее производство перевалило за сотню миллионов экземпляров. Мировым лидером продаж и основным производителем стал Китай. В перенаселенной Поднебесной по достоинству оценили мобильный и быстрый электротранспорт.

Стоимость серийных моделей зашкаливает за $2 500, поэтому в 2000-х набирают популярность комплекты для самостоятельного переоборудования обычного велосипеда в электрический. В основном простенькие конверсионные наборы приходят из Китая. В 2001 году самым популярным англоязычным термином, обозначающим велосипед на аккумуляторах, стал E-Bike.

Что такое электровелосипед: принцип работы

Это двухколесное средство передвижения, относящееся к средствам индивидуальной мобильности (СИМ). От обычного велосипеда транспорт отличает наличие электропривода. E-Bike называют еще велогибридами — за возможность перемещаться как при помощи электромотора по принципу мопеда, так и педалирования. В этом их основное отличие от скутера и мопеда, в которых педали не предусмотрены.

Электрический привод

Силовая установка e-bike состоит из аккумулятора, контроллера и электродвигателя. Последний чаще всего интегрирован в колесо, поэтому общий термин для комплектующей звучит как «мотор-колесо». Контроллер регулирует работу электродвигателя, а батарея дает колесу нужную энергию для вращения.

Бортовой компьютер отражает самые важные данные о велогибриде: остаток заряда, режим езды и текущую скорость.

  • Самые распространенные мощности двигателей — 250, 300, 350 и 500 Вт. Соответственно, максимальная скорость колеблется от 20 до 40 км/ч. Во многих странах производители сознательно ограничивают предельный разгон до 25–30 км/ч, чтобы райдеры не нарушали местное законодательство. 
  • Менее распространенные модели имеют двигатели мощностью 750 и 1000 Вт. На таких уже можно ездить в диапазоне 40–50 км/ч.
  • Скоростные E-Bike оснащают уже вполне серьезными моторами на 3–5 кВт.

Что такое электровелосипед: преимущества и недостатки

Самый быстрый электробайк в мире — TESLA ELECTRIC BIKE. Мощность в 20 000 Вт позволяет транспорту разогнаться до 120 км/ч. На втором месте — Gulas Pi1S с 30-киловаттным мотором (38 л. с) и предельной скоростью 115 км/ч. На третьем — карбоновый BLACK TRAIL из Германии с разгоном до 100 км/ч и мощностью электромотора 3,6 кВт. Все три модели практически не отличить от мотоциклов, если бы не педали. У Gulas Pi1S еще и вес совсем не «велосипедный» — 128 кг. Зато запас хода у них может достигать 200 км.

Типы батарей

Батареи на электровелосипедах

Аккумуляторы e-bike отличаются своей емкостью и составом элементов. Чем емкостнее батарея, тем дольше проедет велосипед на электротяге. Но при этом он будет дороже и тяжелее. Варианты установки АКБ варьируются: на раме, под седлом, на задней стойке. На самодельном устройстве ее даже можно держать в рюкзаке райдера (см. видео). Чаще всего батареи ставят на раму или багажник. Последнее не очень удобно, так как сильно искажает центр тяжести.

Аккумуляторы могут быть встроенными в конструкцию или съемными. Вторые намного удобнее: их можно заменить в любой момент или снять для подзарядки.

Состав батарей

  • Свинцово-кислотные — самые первые и тяжелые аккумуляторы для транспорта. Из-за громоздкости, короткого срока службы (около 500 циклов зарядки) и опасного химического состава от них практически отказались. SLA-элементы из-за низкой стоимости часто устанавливают на самодельные электровелосипеды. 
  • Никель-металл-гидридные — в 2 раза легче свинцовых, не теряют в объеме до конца эксплуатации и служат около 3,5 лет. Но мощность таких АКБ ограничена, а цена слишком высокая. Поэтому велогибриды с никель-металл-гидридными батареями встречаются очень редко.
  • Литий-ионные — современные АКБ с усовершенствованным химическим составом, которые могут выдержать 1 000 перезарядок. Они намного легче свинцовых, характеризуются более высокой удельной емкостью. Li-ion аккумуляторы — один из самых дорогих компонентов в велосипеде. Основной недостаток — высокая пожароопасность: загореться батарея может при механическом повреждении или находясь на зарядке. Большинство электровелосипедов на рынке оснащены литиевыми аккумуляторами.
  • Литий-железо-фосфатные (LFP) — достаточно редко встречаются, их вытеснили литий-ионные. LFP не теряют заряд при низких температурах (менее 10 градусов), самые долговечные и менее пожароопасны. Но они тяжелее, чем ионные, и велосипеды с ними самые дорогие.

Так как делать электрические велосипеды совсем уж неподъемными бессмысленно, аккумуляторы на них не могут похвастаться высокой емкостью. В среднем хороший электровелосипед при оптимальных условиях езды способен выдать пробег около 30–50 км без педалей, а в смешанном режиме — до 70 км. Больше, по сути, не нужно — иначе теряется сам смысл транспорта, рассчитанного на активный отдых и физнагрузки. Кроме того, «серьезные» батареи делают конструкцию слишком тяжелой, а СИМ подразумевают мобильность. Проще докупить дополнительную АКБ и возить с собой как «запаску».

Чем выше скорость, тем быстрее аккумулятор теряет запас энергии. Обычно паспортный запас хода указывают, подразумевая условия поездки не быстрее 30 км/ч, а иногда и с участием педалей.

Особенности велогибридов

Особенности электрических велосипедов

Чтобы конструкция выдержала достаточно массивный аккумулятор, производители адаптируют ее: усиливают раму, ставят прочные шины и колесные диски. Однако внешне электровелосипед очень сложно отличить от обычного. Разницу вы почувствуете, когда сядете на него: велогибриды намного тяжелее простых велосипедов. Средний вес — от 20 до 40 кг. Впрочем, разработчики постоянно совершенствуют технологии. Самый легкий серийный электровелосипед, Vivax Veloce, весит всего 9,53 кг.

Самый легкий электровелосипед Vivax Veloce,
Самый легкий электровелосипед Vivax Veloce

Цены педальных и электрических велосипедов тоже сильно различаются: за модель с электромотором придется заплатить от 40 000 рублей. Есть варианты и за 700 тысяч (например, Haibike XDURO All Mtn 5.0).

Самый дорогой электровелосипед BlackTrail-2 от PG Bikes стоит 100 000 евро
Самый дорогой электровелосипед BlackTrail-2 от PG Bikes стоит 100 000 евро

Но зато для не самых спортивных людей аккумуляторные версии станут настоящим спасением — можно прокатиться с ветерком, не бояться крутых подъемов и легко преодолевать препятствия на дороге. Права, как на мотоцикл или мопед, не потребуются. Кроме того, владельцы велогибридов не так зависят от «розетки», как водители электромобилей. В крайнем случае всегда можно доехать до дома в режиме педалирования.

В большинстве моделей доступны следующие возможности езды:

  • Движение без двигателя. Вы просто едете, как на обычном, правда, ощутимо более громоздком байке. Такой режим доступен всем моделям.
  • Ассистент при педалировании (PAS или ЭКО-режим). Здесь водитель сам управляет транспортным средством, но кручение педалей значительно облегчает помощь электромотора. Очень удобно при подъемах в гору.
  • Дроссельный режим — движение исключительно на электроприводе. Устали крутить педали? Не беда — велогибрид сам отвезет вас в пункт назначения. Правда, в таком режиме аккумулятор довольно быстро садится. Не все электровелосипеды могут ехать автономно — для некоторых моделей доступен только PAS, но с возможностью выбора мощности. Они называются «педелек» (pedelec).

Нужны ли права на электровелосипед? Ответ: нет, если вы не выбрали продвинутую модель с мощным мотором. Если ваш двигатель выдает менее 250 ватт, а предел скорости — до 25 км/ч, вы все еще считаетесь пешеходом. Поэтому ездить на таких велогибридах по дорогам общего пользования нельзя.

Виды электрических велосипедов

Какие бывают электровелосипеды

Видов велогибридов довольно много, они различаются по типу конструкции, сборки, использованию педалей (дополнительное, независимое, возможность ехать без педалирования), целевому назначению, а также ряду других параметров.

По способу создания различают самодельные и заводские модели. Для того чтобы самому собрать е-байк, достаточно купить конверсионный набор. Правда, надежность сборки остается на совести райдера. Да и долговечными (а тем более эстетичными) такие самоделки сложно назвать.

По предназначению электровелосипеды делятся на шоссейные, городские, скоростные, внедорожные и грузовые.

  • Шоссейный — легкий, с жесткой рамой, узкими шинами и изогнутым рулем, предназначенный для спортсменов. Такие модели весят от 12 кг, но требуют абсолютно ровной поверхности под колесами. Шоссеры отличаются высокими скоростями.
  • Стандартные, или городские, велогибриды уже увереннее преодолевают неровный асфальт, трещины и подъемы. Более широкие шины и двигатель мощнее, чем в «шоссейниках», значительно утяжеляют конструкцию. Вес городских универсалов приближается к 23 кг.
  • Модели с более мощным электродвигателем и скоростные велогибриды (Speed pedelecs) весят примерно столько же — от 22 кг. При этом они намного производительнее, но и дороже.
  • Еще тяжелее версии для бездорожья. С такими мощными байками можно и в горы, и в пригород, но тащить туристу придется массу от 30 кг. 
  • Разновидность внедорожных велогибридов — Fat-bike (фэтбайки) с самыми большими покрышками и высокой проходимостью.

По типу конструкции велогибриды делятся на складные и нескладные. Первые намного легче, удобнее и компактнее. Если райдер планирует перевозить СИМ в багажнике машины и хранить его дома, лучше выбрать эту версию.

Популярные модели складных электровелосипедов 2021 года можно посмотреть здесь.

Модели со сплошной рамой более громоздкие, а иногда и тяжелые. Зато такая конструкция надежна, защищена от поломок и выдерживает больший вес. На традиционных велогибридах можно ездить по бездорожью и городу.

Различают детские и взрослые электровелосипеды. Первые намного легче и маломощнее. По количеству колес разделяют двух- и трехколесные е-байки. Модели с 3 колесами необязательно рассчитаны на детей — есть отдельная линейка для пенсионеров и людей с ограниченными возможностями. Трайки намного тяжелее двухколесных версий — около 45 кг.

Где применяют велогибриды

В некоторых странах электровелосипеды используют как спецтранспорт. Например, во Франции Emergency Bike — это альтернатива машинам скорой помощи. А украинский стартап Delfast поставляет велогибриды для полицейских в Мексике.

Кроме городских и спортивных велогибридов, существуют грузовые модификации. У трициклов или карго-трайков вместительный багажник и 3 колеса. Задняя часть обычно неподвижна, что позволяет перевозить даже хрупкий багаж. Недавно таким видом транспорта начало заниматься подразделение BMW Group.

веломобиль Twike

Нечто среднее между электрическим велосипедом и квадрициклом — так называемый веломобиль. Производством таких оригинальных машин занимается немецкая компания Twike. На вид это компактный автомобиль с 3 колесами, управлять которым можно с помощью педалей. Очень полезная вещь для людей с малоподвижным образом жизни. Кузов защищает от любой непогоды, при этом сохранено главное преимущество велосипедов: физические нагрузки.

Преимущества и недостатки электровелосипедов

плюсы электровелосипедов

Велогибриды очень любят пенсионеры в Европе. С ними можно не отказываться от активного отдыха. Но электрические велосипеды пригодятся и для райдеров любого возраста.

Достоинства

  • В отличие от автомобиля, электровелосипед экологичнее и полезнее для здоровья. Отсутствие вредных выхлопов и возможность регулировать нагрузки делает велогибриды любимым транспортом экоактивистов и офисных сотрудников, не отличающихся хорошей физической подготовкой.
  • Мобильность. Перемещаться до работы и обратно в городских пробках намного проще, чем на машине.
  • Преимущество перед обычными велосипедами: на велогибриде можно преодолевать значительные расстояния и не чувствовать себя вымотанным.
  • Не нужно получать права и регистрировать ТС в ГАИ (актуально для моделей до 250 Вт мощности).
  • Компактность СИМ. Не нужен гараж или отдельное место для его хранения. Особенно удобны в таком плане складные модели. Кстати, проблема с парковкой также отпадает.
  • Зарядка от бытовой розетки 220 В — искать станцию не нужно.
  • Не нужно бояться полной разрядки батареи. Даже если вы посадите аккумулятор в поле, вызывать эвакуатор не потребуется: обратно вполне можно доехать своим ходом. Этим велогибрид выгодно отличается от мотоцикла и мопеда. А если в велосипеде предусмотрена функция рекуперации — вы успеете восполнить часть запаса хода при педалировании.

Недостатки

Безопасность электровелосипедов

  • Вес. Минимум 20 килограмм — довольно серьезная нагрузка. Для сравнения: обычный взрослый велосипед без электропривода весит около 9 кг.
  • Время зарядки. В зависимости от аккумулятора оно может занять от 2 до 8 часов. В целом, если учесть, что бытовая розетка всегда под рукой, проблема не так серьезна. А вот короткий срок эксплуатации аккумуляторов несколько расстраивает.
  • Высокая цена. Даже бюджетный велогибрид по цене равен средней зарплате россиянина в регионе. Конечно, не всем он будет по карману. Тем более пока есть модели без электропривода за 8 000–11 000 рублей.
  • Обслуживание. Если в педальной версии достаточно следить за состоянием креплений и воздухом в шинах, в велогибридах вам потребуется постоянно контролировать состояние батареи, бережно хранить СИМ, избегать влажности и перепадов температур.
  • Склонность к возгоранию и вероятность ДТП. Электровелосипеды не так безопасны во время движения, как обычные. Если райдер столкнется на скорости с машиной или препятствием, вероятность травм будет высока. Кроме того, от механического повреждения может загореться литий-ионный аккумулятор.
  • Особенности движения. Из-за того что у электровелосипедов несколько смещен центр тяжести, привыкнуть к ним после обычного велосипеда непросто. Особенно это касается резких поворотов и торможения. В обоих случаях райдеру нужно подниматься в седле, чтобы перенести центр тяжести на руль.

Очень спорным недостатком является якобы небольшой запас хода. Даже не самые мощные велогибриды проезжают в смешанном режиме до 100 км. А для велопрогулок даже минимума в 30 км на одной электротяге более чем достаточно.

Электрические велосипеды в России

Купить электровелосипед в России

На рынке РФ электровелосипеды давно и плотно заняли свою нишу. В спортивных магазинах продают зарубежные модели и российские велогибриды (преимущественно собранные из китайских комплектующих). Ассортимент в российских магазинах буквально на любой вкус и кошелек. Предлагаем ознакомиться с нашим рейтингом 15 самых лучших велогибридов 2021 года.

Самый популярный производитель из России — петербургская компания Elbike. Прекратив в прошлом году выпуск электросамокатов, фирма сосредоточилась исключительно на производстве электрических велосипедов. Elbike Pobeda весит всего 17 кг, но может разгоняться до 23 км/ч.

Велогибриды выпускает и фирма Eltreco. Правда, в России запущена только крупноузловая сборка — основное производство идет на заводах в Китае.

Будущее электровелосипедов в РФ

Всплеску спроса на велогибриды в РФ мешают цена на комплектующие и отсутствие необходимого числа велодорожек, особенно в регионах. В 2021 году по популярности велогибриды с огромным отрывом обошли электросамокаты. Но зато и вскрыли массу проблем с инфраструктурой и урегулированием правил передвижения на СИМ на законодательном уровне. Думаем, это только на пользу. Когда популярность электровелосипедов тоже резко возрастет, почва для более спокойного внедрения этого средства передвижения в жизнь россиян будет уже подготовлена.

Наш сайт с интересом следит за развитием средств индивидуальной мобильности. Если вы хотите знать больше о СИМ — читайте наши специальные рубрики. А для тех, кто любит короткие новости из отрасли и зрелищные видео, мы ведем канал в Telegram.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
E-CARS.TECH
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: