Електровелосипед ручного збирання – приклад та фото

За базу було взято Mondraker Summum, класний велосипед для даунхіла і просто покатушок з топовими комплектуючими на момент виходу цієї моделі. Ідея полягала в тому, щоб зробити досить спритний, надійний велосипед на гарних амортизаторах та гарною геометрією рами. Велосипед більше не буде розрахований для великих стрибків, але на бездоріжжі за рахунок великих амортизаторів буде комфортніше, ніж більшість електро велосипедів.

Як виглядає електровелосипед “своїми руками” після збирання дивіться наприкінці статті.

З особливостей, що заважають переробити цей велосипед в електровелосипед – задня втулка йде під вісь, а не під ексцентрик, а також досить малий простір в рамі для встановлення звичайного китайського корпусу для акумуляторів.

Почнемо з обмірів отвору рами.

Розміри отримані, можна приступити до моделювання та виготовлення. У графічній програмі накидаємо приблизний вигляд майбутнього виробу, розраховуємо, скільки акумуляторів взагалі туди можна впхнути з урахуванням усіх шарів, кріплень і гвинтів, внутрішніх проводів і BMS.

Далі були закуплені для збирання електровелосипеда своїми руками:

• епоксидна смола (найбюджетніша) – 3 банки;
• спінений ПВХ 3мм;
• склотекстоліт 0,5 мм 2 метри (було використано менше);
• скловолокно;
• канцелярські затискачі;
• армований скотч;
• м’який спінений матеріал – Єва, схожий на синтетичний спінений каучук, але щільніше;
• ізопропіловий спирт для знежирення;
• наждачний папір;
• інше по дрібниці.

Створення корпусів для друкованих плат та композитних матеріалів

Місцями, де простір дозволяв, був використаний композит із ПВХ та склотекстоліту. Попередньо ПВХ наждачкою оброблявся і свердлилися кілька отворів, тому що немає гарантій гарного приклеювання до гладкої поверхні. Склотекстоліт також ретельно оброблявся грубою наждачною та знежирювався. Відповіді дозволяли епоксидній смолі проходити наскрізь, надійно скріплюючи верхні шари між собою. Де простір не дозволяв, використовувалося 3-4 шари склотекстоліту. Наприклад, у верхній та нижній частині корпусу, інакше не всі акумулятори помістяться.

Композит, що вийшов. Більш міцний, ніж просто спінений пластик, не гнучкий, як тонкий текстоліт. Також ми отримали твердіший зовнішній шар, який не продавлюватиметься.

Наклеїв декоративні накладки також із композиту. Щоб площина була рівномірною при потовщенні із зовнішнього боку, вирізав за розмірами бічних стінок такі ж стінки, але з кожного боку + 5 мм більше. Ці накладки будуть виступати по всіх краях роблячи корпус цікавішого вигляду з ілюзією, що по всьому периметру стінка товста. Також цей виступ дозволив додатково створити захист від вологи з боку кришки та додати ще трохи жорсткості конструкції.

З внутрішньої сторони вигини були посилені скловолокном. Так як епоксидна смола досить крихка після висихання, особливо на вигинах. А пропорції не завжди ідеально правильно підібрані для більш еластичного складу, завдяки китайським кухонним терезам, чиї показники змінюються навіть від температури в кімнаті.

Чим різати склотекстоліт

Склотекстоліт непогано ріжеться ножицями по металу, але розшаровується на півтора міліметри. Це потрібно враховувати та обрізати із запасом. А після – обробляти наждачним папером, надфілем, чи чим вам зручно. Процедура запорошена, захищайте легені від цього пилу. Пил зі скловолокном може викликати захворювання. Щоб зменшити кількість пилу в приміщенні, можете мочити наждачку водою. Але витрата наждачного паперу збільшується, на тканинній основі швидко розкисає і навіть на тканинному обсипається більше абразиву.

Ще різати текстоліт можна канцелярським ножем по напрямній (лінійкою або рівним алюмінієвим профілем), за 5-6 прорізів матеріал прорізається наскрізь, але часто доводиться оновлювати лезо, воно швидко закінчується.

Зверху були приклеєні з нашого композитного матеріалу кріплення для рами, посилені болтиками наскрізь корпуси та підрізані дрімочкою.

Загалом на корпус пішов місяць роботи вечорами. Поки попередні деталі склеювалися, доводилося чекати на добу застигання епоксидки, щоб приступити до приклеювання наступної деталі.

Кріплення корпусу до рами

Було використано невелику хитрість. На рамі є виступи щодо рамі тросиків. Їх використовував для верхньої стабілізації корпусу, щоб при бічних навантаженнях корпус під своєю вагою не зламав нижні кріплення. Нижні кріплення – звичайні низькопрофільні болтики – 2 шт. під шестигранник із Аліекспрес.

Фарбування корпусу

Перед фарбуванням все ретельно обробляємо невеликим наждачним папером, знежирюємо та знеболюємо. Пофарбував спочатку чорною ґрунтовкою у 2-3 шари (думаю, це було необов’язково), потім текстурною фарбою сірого кольору (яка була на той момент у мене), потім у 4-6 шарів фінішною чорною фарбою. Текстурна фарба допомогла приховати дрібні недоліки. Для краси внутрішню частину також пофарбував у чорний.

Забігаючи на перед, контролер теж пофарбував у 2 шари із попереднім знежиренням ізопропіловим спиртом. Без ґрунтування по алюмінію, так як він буде майже повністю захований і сколів не повинно бути.

Електроніка

Оскільки стандартний роз’єм на дроті мотора 1000 ватів занадто товстий і не пролазив у вушко кріплення колеса, а також контролер був на 25А з роз’ємом під стандарт 500 ватних моторів, провід був замінений. Так, це може трохи зменшити потужність, але незначно і не критично.

Розібрав мотор, випаяв старий провід, упаяв новий. Як дроти на заміну було взято подовжувач між мотором і контролером, розрізаний у потрібному місці. Такі там продаються де і мотори. У подовжувачі дроти кольори дротів збігаються з квітами старого дроту, із заміною проблем не було, окрім часу. Відео як розібрати мотор та замінити провід можна знайти у Youtube, їх там багато.

Також розібрав контролер та посилив доріжки. Із заводу вони теж були нічого, але це точно не буде зайвим. Менше потужності буде йти в нагрівання контролера. Ще в контролері випаяв старі дроти, що йдуть на акумулятори та замінив на товстіші.

Складання акумулятора

Для складання батареї знадобилося:

• Термоскотч.
• Холдери акумуляторів.
• Термоусадка більшого та меншого розмірів.
• Залишки EVA.
• Провід у силіконовому обплетенні під 50А та 10А (краще брати із запасом).
• Зарплата BMS.
• Апарат для зварювання нікельованої стрічки.
• Нікельована стрічка.
• Акумулятори стандарту Li-ion Samsung 21700, ємністю 5000 mAh, на 10A.
• Провід з силіконовим обплетенням.
• Рознімання XT60.

BMS плату взяв з блютуз модулем, та датчиком температури. Для контролю температури та заряду кожного блоку (комірки) акумуляторів телефону.

Схема збирання

Схему складання вибрав 13S 5P, тобто 13 блоків по 5 акумуляторів. Що у сумі дає 48 вольт, 25А, ємністю 25Aч.

Холдер обрізав за розміром корпусу з обробкою гострих кутів. Холдер купив смужками по 13 отворів, далі як пазли вони збираються сотами. Але я б рекомендував брати відразу цільними, тому що жорсткість є, але як по мене, не достатня, за рахунок зварювання акумуляторів і стягування термо усадкою це зміцнилося, але могло бути ще жорсткішим.

Для кріплення кришки використовував гвинти 7 мм із плоскою головкою чорного кольору. Попередньо вклеїв у корпус закладні мідні гайки. Наприкінці статті додав посилання, де такі можна взяти.

Установка двигуна колеса

Що знадобилося:

• Спиці товщиною 12 розміру (максимальні, які можуть стати в пістонований обід), по довжині підібрали у вело майстерні;
• Перепаяний мотор під потрібний мені провід;
• Новий обід 27,5 дюйма шириною 32 мм та внутрішньою шириною 25 мм;
• Задні зірки;
• Підсилювач дропауту.

Оскільки в даний вид кріплення рами (під вісь) неможливо просто так встановити мотор колесо, немає прорізів в які можна просто вставити вісь, а є кільцеподібне кріплення під ось, то довелося звернутися до токаря для виготовлення конусних перехідників, а також трохи обрізати вісь з боку, де немає дроту живлення мотора.

Щоб встановити двигун колесо довелося з силою розгинати пір’я рами і пропихати двигун колесо в отвори. Після цього на вісь з лівого боку зупиняється центруючий конус, підсилювач дропаута і гайка, а з правої гайка, також зі сточеним під конус краєм. Товщину дропауту довелося трохи прибрати, щоби все правильно стало.

Окремо хочу виділити задні зірки. Було досить важко знайти задні зірки стандарту під різьблення з мінімальною зіркою якнайменше. У місцевих магазинах мінімальна зірка була лише 14. Але після довгих пошуків знайшов на aliexpress цілком стерпну якість під 11 зубів. Посилання на цю зірку залишаю внизу. Так, трохи важкувата, близько 400 грамів порівняно з сучасними дорогими зірками, але на загальній вазі велосипеда це не дуже значуще.

Результат

Після підключення всіх елементів та заряджання акумуляторів можна кататися.

Велосипед вийшов досить сильний. Розгін відбувається навіть дуже швидко, тому налаштував через меню екрану більш плавний старт з 50% потужності. Максимальна швидкість на повному заряді по прямій 47 км/год. Запас ходу при мінімальному педалюванні понад 50 км. При їзді в економному режимі 70 км. А в режимі асистента та середньої швидкості можна проїхати і 100+

Як на мене, вийшов гарний велосипед, і певною мірою унікальний. Так як корпус зроблений зі склотекстоліту і вирішена проблема кріплення двигуна колеса в сучасні стандарти кріплення коліс до рами під вісь. Це не було легко, довелося вивчити мат частину зі збирання електроніки, навчиться зварювати нікельовані стрічки і дуже багато і довго займатися корпусом. Що приємно, все запрацювало з першого разу, якщо не враховувати дрібні припасування в процесі роботи.

Якщо вам нудно, зовсім нема чого робити, прикріплюю посилання на закуплені матеріали. Небагато вдалося заощадити за рахунок покупки з Аліекспрес 11.11-го розпродажу, а також пошуку найнижчих цін. Решту замовляв у місцевих магазинах.

Низькопрофільні болтики https://www.aliexpress.com/store/343631

Термоусадка для акумулятора великого розміру https://www.aliexpress.com/item/1005004612057938.html

Задні зірки з мінімальним розміром 11 зубів https://www.aliexpress.com/item/1005005964188088.html

Латунні вставні гайки – закладні в корпус, для кріплення кришки https://www.aliexpress.com/item/1005006071488810.html

Термоскотч https://www.aliexpress.com/item/1005003589033816.html

EVA спінений м’який матеріал https://www.aliexpress.com/item/1005004005437538.html

Холдери для акумуляторів https://www.aliexpress.com/store/1102817255

BMS https://www.aliexpress.com/item/1005005930477119.html

Підсилювач дропауту https://www.aliexpress.com/item/1005006018637611.html

Курок, ручка газаhttps://www.aliexpress.com/item/1005006027435505.html

Екран LCD5 на герметичних роз’ємах https://www.aliexpress.com/item/1005006127554160.html

Апарат для зварювання нікельованої стрічки https://www.aliexpress.com/item/1005005368782816.html

Провід у силіконовому обплетенні https://www.aliexpress.com/item/1005002372808912.html

XT-60 роз’єм https://www.aliexpress.com/item/4001002903134.html

Контролер електромотора (KT-25A WP Sinewave ) https://www.aliexpress.com/item/1005003257042004.html

Флюс для пайки https://www.aliexpress.com/item/1005004675178847.html