Электродвигатель на велосипед своими руками: Электродвигатель для велосипеда своими руками |

Содержание

Как сделать мотор-колесо прямого привода своими руками

Для превращения велосипеда в электровелосипед чаще всего используется кареточный электродвигатель или мотор-колесо. С помощью мотор-колес можно реализовать передний, задний или полный электрический привод. В зависимости от особенностей конструкции мотор-колеса бывают редукторными и прямоприводными.

Электромотор прямого привода не имеет редуктора и обеспечивает частоту вращения колеса, совпадающую с частотой вращения ротора. По сравнению с редукторными моделями, электродвигатели прямого привода:

более надежны, очень долговечны – из-за отсутствия трущихся деталей и шестеренок;
позволяют использовать рекуперацию – обратное превращение кинетической энергии движения в электроэнергию и восполнение заряда батареи при торможении без применения тормозных колодок;
производятся более мощными и тяжелыми – весом до 10 кг и более, мощностью до нескольких кВт;
более требовательны к толщине спиц, прочности обода, вилки и рамы, мощности батареи, надежности тормозов и остальных узлов;
при той же мощности обеспечивают на старте пониженный момент и меньшее ускорение;
при использовании мощного и тяжелого мотора – влияют на инерционность и маневренность велосипеда.

Как сделать электромотор для велосипеда?

Конечно, проще и надежнее купить готовый электромотор и установить его на велосипед. Но если вы увлекаетесь электросамоделками, можете соорудить мотор-колесо прямого привода своими руками. Для этого подойдет инверторный двигатель от стиральной машины-автомат LG с прямым приводом. Найти его на вторичном рынке – простая задача, но гораздо сложнее адаптировать приобретенный движок под мотор-колесо.

Мощность такого двигателя зависит от вместимости стиральной машины. Компания LG производит модели с вместимостью бака от 3 до 12 кг, с мощностью электромотора от 300 до 1000 Вт. Но выбрать электрический мотор подходящей мощности – это только первый и самый простой шаг. Далее предстоит его превращение в мотор-колесо с использованием ступенчатого подшипника и крепежного диска.

Основные проблемы при изготовлении самодельного МК

При изготовлении мотор-колеса придется столкнуться с несколькими недостатками:

Движок от стиральной машины по виду отличается от велосипедного электродвигателя. Он имеет только статор и ротор. У него нет подшипника и ступицы. Без барабанного вала, за пределами стирального узла, его проблематично установить и отцентрировать. Для использования такого двигателя на электровелосипеде понадобится ступичный подшипник и токарный станок, чтобы выточить посадочное гнездо.
Для статора необходимо сделать крепежное кольцо. Для этого понадобится лист металла и лазерный станок, в крайнем случае – фрезерно-сверлильный станок и болгарка.
На движке от стиралки неподходящая обмотка – алюминиевая, рассчитанная на напряжение 220 В. Нужно перемотать ее на медную и отрегулировать напряжение с учетом бортового напряжения будущего электровелосипеда.
В моторах от стиральных машин стоят ферритовые магниты. Их желательно заменить неодимовыми магнитами, что сопряжено с дополнительными расходами. К тому же,следует усилить чашу ротора кольцом из стали и создать систему замыкания для магнитных полей.
У чаши ротора со стиральной машины не предусмотрены выступы с отверстиями для установки спиц. Об их выполнении придется позаботиться самостоятельно. Поэтому спицовка самодельного мотор-колеса потребует немного больших усилий, чем установка его заводского аналога.

Купить или сделать самому?

Купить мотор-колесо проще и надежнее. Вам не придется проявлять сверхспособности для его изготовления и гадать, будет ли оно работать после стольких потраченных часов и приложенных усилий. Сделать самому – можно, если есть необходимое оборудование и опыт работы с электроникой.

Какой вариант выгоднее – зависит от того, что вы больше цените. Если вам дорого свое время, выбирайте и заказывайте МК с нужными вам характеристиками у нас. Но если хочется поэкспериментировать и сделать мотор-колесо собственного производства, можно рискнуть.

В предыдущей статье мы поделились историей из жизни наших заказчиков – об аренде электровелосипеда для жены.

Электровелосипед из обычного своими руками

Категории

26 Сентября 2019, Чт

В этой статье мы расскажем что понадобится для того, чтобы переделать ваш велосипед из обычного в электрический. Какие требования надо предъявить при подборе мотор-колеса. Объясним куда поставить АКБ, как установить систему управления и в каком порядке подключать рычаги управления. Разберёмся какие частые поломки бывают у электробайков и как их выявить.

Принимая решение о покупке электровелосипеда, первым делом вы заходите на сайты интернет-магазинов. Часто цена на электробайки превышает ожидания и может отпугнуть от его приобретения. Поэтому производители предлагают решение собрать электровелосипед самостоятельно. Для этого можно купить специальные комплекты или выбрать запасные части по отдельности.

Что нужно для переоборудования

При выборе комплектующих, можно довериться продавцу и купить готовый комплект или собрать его самому. Для этого понадобится:

Двигатель электровелосипеда — мотор-колесо. Им заменяется любое, какое захотите, колесо. Оно может быть передним или задним, заспицованным или с возможностью вставить его в обод. Такое колесо можно приобрести в интернет-магазине компании Эко-байк на сайте;

аккумуляторная батарея может входить в комплект, но обычно приобретается отдельно, что очень удобно, т.к. можно рассчитать необходимый объём. Для защиты батареи и контроллера не лишним будет приобрести влагозащитный чехол, контейнер или сумку;

провода, датчики, крепеж батареи;

система PAS помогает управлять колесом, запуская его после пары оборотов педалей на полную мощность. Иногда это неудобно, так как нельзя регулировать скорость. Эта система выступает как вспомогательная и часто обходятся без её установки;

панель управления, или консоль;

контроллер;

ручка газа и тормозной рычаг.

Проверьте расстояние между проушинами вилки — зазора должно быть достаточно для установки колес.

Определитесь куда будете устанавливать ведущее колесо. Монтировать двигатель-колесо впереди проще и не будет проблем при распределении веса. Если в приоритете маневренность и вам важно хорошее сцепление, двигатель лучше установить сзади. Если будете использовать свой аппарат в качестве горного, то сделайте его полноприводным — поставьте оба мотор-колеса.

Выберите тип привода. Накат будет легче при редукторном, а прямой привод даст возможность возмещения энергии.

Пошаговая инструкция по тюнингу велосипеда

Велоаппарат имеется, комплектующие и батарея подобраны, можно приступать к сборке электробайка.

Монтаж электродвигателя

Демонтируйте выбранное колесо. На мотор-колесо есть возможность переставить некоторые детали со старого колеса, а можно выбрать другие. В процессе установки не крутите колесо, потому, что это генератор. При его работе ток будет идти по проводам и может возникнуть замыкание. Разъём, идущий от колеса соедините с контроллером в самом конце сборки, уже после установки все панелей, ручек, рычагов и т.д.

Когда будете переставлять тормозной диск, не затягивайте сильно винты. На ось наденьте втулки, затем установите в проушинах колесо-двигатель, а потом затяните винты.

Настройте и зафиксируйте суппорт.

Установка аккумулятора

Устанавливая аккумулятор, определите его место. Если преобразуете переднее колесо, то лучшее расположение АКБ на багажнике, тогда вес распределится равномерно. При выборе заднего привода — установите АКБ в раму. Совет — подсоединяя клеммы, начните с «плюса».

Установка системы управления

Приступайте к установке платы управления. Фиксацию кронштейна на руль произведите, применив прокладку. Панель защёлкните по направляющим. Не забудьте про кабели, их положение должно быть безопасным и красиво выглядеть.

При установке рычагов управления, снимите имеющиеся тормоза, а идущие в наборе 2 ручки тормоза с датчиком подсоедините в любом порядке к контроллеру. Датчик на рычагах отключает двигатель во время торможения.

Переходите к установке ручки газа и рукоятки. Их нужно установить после замены тормозных рычагов. Уберите шатун. Установите сенсор на ось и верните её на место. Диск расположите при условии соблюдения расстояния 1-3 мм между ним и сенсором.

Поставьте систему помощи при педалировании (PAS) и шатун, закрепите провод сенсора.

Электрические детали, подсоединяемые к контроллеру, спрячьте в чехол для защиты. При помощи пластиковых хомутиков распределите провода так, чтобы они не затрудняли передвижение и красиво выглядели.

Когда выполните разводку, штекера нужно будет соединить по приложенной схеме. Все разъёмы сделаны попарно и уникальны, поэтому не бойтесь их перепутать.

Проверка сборки

Проверьте насколько исправна установленная система управления. Если при включении экран дисплея заработал – схему собрали верно.

Все датчики на ручке тормоза проверьте и правильно отрегулируйте.

При тестировании двигателя, поверните ручку газа. Если колесо от земли отрывается, то всё в норме.

С ошибками в сборке постарайтесь определиться во время тестирования и исправьте их. Прежде всего проверьте надёжность контактов, чтобы батарея была полностью заряжена. В современных панелях управления устанавливаются системы, которые позволяют определить код неисправности.

Собрав электровелосипед не спешите выезжать на дальние расстояния. Самодельный байк лучше проверить на небольшом удалении от места, где легко можно устранить неисправности.

В течение срока пользования элетровелосипедом могут происходить поломки. Учтите, что контроллеры оснащаются защитой от повреждений, разными датчиками, предохранителями и т.п. Поэтому, если произойдет поломка, связанная с электрикой, вы почувствуете запах гари или предохранители заблокируют работу двигателя. Также могут выйти из строя датчики Холла в мотор-колесе. Вы поймёте это, если в состоянии покоя колесо будет подёргиваться при нажатии ручки акселератора. Но их легко заменить самостоятельно.

Можно не заморачиваться и приобрести и готовый электровелосипед, но собрать его своими руками дешевле и гораздо интереснее. Вы точно будете знать, что за колесо выбрали, какой привод поставили и с лёгкостью можете произвести замену любой детали при необходимости.

Недорогая переделка электровелосипеда своими руками

Почему бы и нет? Конечно, у электромобилей нет выбросов выхлопных газов, но производство, эксплуатация и утилизация этих транспортных средств создают выбросы парниковых газов и другие экологические проблемы. Вождение электромобиля выдвигает эти проблемы вверх по течению, на завод, где производится автомобиль, и дальше, а также на электростанцию, где вырабатывается электричество. Необходимо учитывать весь жизненный цикл автомобиля, от колыбели до могилы. Когда вы делаете это, обещание электромобилей не сияет так ярко. Здесь мы покажем вам более подробно, почему это так.

Жизненный цикл, к которому мы относим , состоит из двух частей: Цикл транспортного средства начинается с добычи сырья, его переработки, превращения в компоненты и их сборки. Спустя годы она заканчивается спасением того, что можно спасти, и избавлением от того, что осталось. Затем идет топливный цикл — деятельность, связанная с производством и использованием топлива или электроэнергии для питания транспортного средства в течение всего срока его службы.

Для электромобилей большая часть нагрузки на окружающую среду приходится на производство аккумуляторов, наиболее энерго- и ресурсоемкого компонента автомобиля. Каждый этап производства имеет значение — добыча, переработка и производство сырья, изготовление компонентов и, наконец, сборка их в элементы и аккумуляторные блоки.

Место, где все это происходит, тоже имеет значение, потому что завод по производству аккумуляторов потребляет много электроэнергии, а источник этого электричества варьируется от региона к региону. Производство аккумуляторов для электромобилей с использованием угольной электроэнергии приводит к выбросам парниковых газов более чем в три раза по сравнению с производством аккумуляторов с использованием электроэнергии из возобновляемых источников. И о
70 процентов литий-ионных аккумуляторов производятся в Китае, который в 2020 году получил 64 процента электроэнергии из угля.

Производство литиевых батарей для электромобилей, подобных показанным здесь, требует больших затрат энергии, равно как и добыча и переработка сырья. AFP/Getty Images

Большинство производителей автомобилей заявляют, что планируют использовать возобновляемые источники энергии в будущем, но на данный момент большая часть производства аккумуляторов зависит от электрических сетей, в основном работающих на ископаемом топливе.
Наше исследование 2020 года, опубликованное в Nature Climate Change , показало, что при производстве типичного электромобиля, продаваемого в США в 2018 году, выбрасывалось от 7 до 12 тонн углекислого газа по сравнению с примерно 5-6 тоннами для автомобилей, работающих на бензине.

Вы также должны учитывать электричество, которое заряжает транспортное средство. В 2019 году
63 процента мировой электроэнергии было произведено из источников ископаемого топлива, точная природа которых существенно различается в зависимости от региона. В Китае, использующем в основном угольную электроэнергию, в 2021 году было 6 миллионов электромобилей, что составляет самый большой общий парк электромобилей в мире.

Но использование угля варьируется даже в пределах Китая. Юго-западная провинция Юньнань получает около 70 процентов своей электроэнергии от гидроэлектростанций, что немного больше, чем процент в штате Вашингтон, в то время как Шаньдун, прибрежная провинция на востоке, получает около 9 процентов своей электроэнергии.0 процентов электроэнергии из угля, как и в Западной Вирджинии.

В Норвегии самое большое количество электромобилей на душу населения, что составляет
более 86 процентов продаж автомобилей в этой стране в 2021 году. И почти вся электроэнергия производится на гидро- и солнечной энергии. Таким образом, электромобиль, эксплуатируемый в Шаньдуне, создает гораздо большую нагрузку на окружающую среду, чем такой же электромобиль в Юньнани или Норвегии.

Соединенные Штаты находятся где-то посередине, получая
около 60% электроэнергии производится за счет ископаемого топлива, прежде всего природного газа, который дает меньше углерода, чем уголь. В нашей модели при использовании электроэнергии с 2019 г.Сеть США для зарядки типичного электромобиля 2018 года будет производить от 80 до 120 граммов углекислого газа на километр пути по сравнению с примерно 240-320 г/км для бензинового автомобиля. Преимущество электромобиля объясняется его большей эффективностью преобразования химической энергии в движение — 77 процентов по сравнению с 12–30 процентами у бензинового автомобиля — наряду с возможностью вырабатывать электроэнергию с использованием низкоуглеродных источников. Вот почему работающие электромобили обычно выделяют меньше углерода, чем работающие бензиновые автомобили аналогичного размера, даже в угольных сетях, таких как Шаньдун или Западная Вирджиния.

Электромобиль, эксплуатируемый в Шаньдуне или Западной Вирджинии, выбрасывает около 6 процентов
больше парниковых газов за свой срок службы, чем обычный бензиновый автомобиль того же размера. Электромобиль, эксплуатируемый в Юньнани, выбрасывает примерно на 60% меньше выбросов.

Но когда вы учитываете выбросы парниковых газов, связанные с производством автомобилей, расчёты меняются. Например, электромобиль, эксплуатируемый в Шаньдуне или Западной Вирджинии, выбрасывает около 6 процентов
больше парниковых газов за свой срок службы, чем обычный бензиновый автомобиль того же размера. Электромобиль, эксплуатируемый в Юньнани, выбрасывает примерно на 60% меньше выбросов.

Могут ли электромобили быть достаточно хорошими — и смогут ли производители выпустить их достаточно быстро — для достижения целей, поставленных в 2021 году 26-й Конференцией Организации Объединенных Наций по изменению климата (COP26)? 197 подписавших договор стран договорились удерживать повышение средней глобальной температуры не более чем на 2 °C по сравнению с доиндустриальным уровнем и предпринимать усилия по ограничению повышения до 1,5 °C.

Наш
анализ показывает, что для того, чтобы привести Соединенные Штаты в соответствие даже с более скромной целью в 2 градуса, потребуется наэлектризовать около 90 процентов парка легковых автомобилей США к 2050 году — около 350 миллионов автомобилей.

Чтобы прийти к этому числу, мы сначала должны были принять решение о подходящем углеродном балансе для флота США. Повышение средней глобальной температуры в значительной степени пропорционально совокупным глобальным выбросам двуокиси углерода и других парниковых газов. Ученые-климатологи используют этот факт, чтобы установить ограничение на общее количество углекислого газа, которое может быть выброшено до того, как мир превысит цель в 2 градуса; эта сумма составляет глобальный углеродный бюджет.

Затем мы использовали результаты модели глобальной экономики, чтобы выделить часть этого глобального бюджета специально для парка легковых автомобилей США в период с 2015 по 2050 год. Эта часть составила около 45 миллиардов тонн углекислого газа, что примерно эквивалентно к одному году глобальных выбросов парниковых газов.

6 миллионов

Количество электромобилей на дорогах Китая в 2021 году

Это щедрое пособие, но оно разумно, поскольку декарбонизировать транспорт труднее, чем многие другие отрасли. Тем не менее, работа в рамках этого бюджета потребует 30-процентного сокращения прогнозируемых совокупных выбросов с 2015 по 2050 год и 70-процентного сокращения ежегодных выбросов в 2050 году по сравнению с обычными выбросами, ожидаемыми в мире без электромобилей.

Далее мы обратились к нашей модели парка легковых автомобилей США. Наша модель имитирует для каждого года с 2015 по 2050 год, сколько новых автомобилей произведено и продано, сколько утилизировано и связанные с этим выбросы парниковых газов. Мы также отслеживаем, сколько транспортных средств находится в пути, когда они были произведены и как далеко они могут проехать. Мы использовали эту информацию для оценки ежегодных выбросов парниковых газов в результате топливного цикла, которые частично зависят от среднего размера транспортного средства и частично от того, насколько эффективность транспортного средства повышается с течением времени.

Наконец, мы сравнили углеродный баланс с нашей моделью общих совокупных выбросов (т. е. выбросов как за время транспортного средства, так и за топливный цикл). Затем мы систематически увеличивали долю электромобилей в продажах новых автомобилей до тех пор, пока совокупные выбросы автопарка не попадали в рамки бюджета. В результате к 2050 году электромобили должны были составлять подавляющее большинство транспортных средств на дорогах, а это означает, что они должны составлять подавляющее большинство продаж автомобилей десятилетием или более ранее.

Это потребует резкого увеличения продаж электромобилей: в 2021 году в Соединенных Штатах чуть более 1 миллиона автомобилей — менее 1 процента дорожных транспортных средств — были полностью электрическими. И только 3 процента проданных новых автомобилей были полностью электрическими. Учитывая долгий срок службы автомобиля, около 12 лет в Соединенных Штатах, нам потребуется резко увеличить продажи электромобилей, начиная с сегодняшнего дня, чтобы достичь цели в 2 градуса. В нашей модели более 10 процентов всех новых автомобилей, проданных к 2020 году, должны быть электрическими, а к 2030 году их число превысит половину, а к 2035 году — практически все. Исследования, проведенные в других странах, таких как Китай и Сингапур, пришли к аналогичным результатам. .

Наш анализ показывает, что для того, чтобы привести Соединенные Штаты в соответствие даже с более скромной целью в 2 градуса, потребуется электрифицировать около 90 процентов парка легковых автомобилей США к 2050 году — около 350 миллионов автомобилей.

Хорошая новость заключается в том, что 2035 год — это год, предложенный на COP26 для того, чтобы все новые автомобили и фургоны на ведущих рынках были транспортными средствами с нулевым уровнем выбросов, и многие производители и правительства взяли на себя обязательство. Плохая новость заключается в том, что некоторые крупные автомобильные рынки, такие как Китай и Соединенные Штаты, еще не сделали этого обещания, а Соединенные Штаты уже не достигли 10-процентной доли продаж на 2020 год, рекомендованной нашим исследованием. Конечно, достижение более амбициозной климатической цели 1,5 ° C потребует еще более масштабного развертывания электромобилей и, следовательно, более ранних сроков достижения этих целей.

Это трудная задача , и дорогостоящая задача — произвести и продать так много электромобилей так быстро. Даже если бы это было возможно, также необходимо было бы значительно увеличить зарядную инфраструктуру и цепочки поставок материалов. И это гораздо большее количество зарядок транспортных средств окажет сильное давление на наши электрические сети.

Зарядка имеет значение, потому что одним из часто упоминаемых препятствий для внедрения электромобилей является беспокойство по поводу дальности. Электромобили с меньшим радиусом действия, такие как Nissan Leaf, имеют
Заявленный запас хода составляет всего 240 км, хотя доступна и модель с пробегом 360 км. Электромобили с большим запасом хода, такие как Tesla Model 3 Long Range, имеют заявленный производителем запас хода в 600 км. Меньшая дальность пробега большинства электромобилей не является проблемой для ежедневных поездок на работу, но беспокойство по поводу запаса хода реально для более длительных поездок, особенно в холодную погоду, что может существенно сократить дальность пробега из-за потребности в энергии для обогрева салона и снижения емкости аккумулятора.

Большинство владельцев электромобилей заряжают свои автомобили дома или на работе, а это означает, что зарядные устройства должны быть доступны в гаражах, подъездных дорожках, уличных парковках, парковках многоквартирных домов и коммерческих парковках. Пары часов дома достаточно, чтобы подзарядиться от обычных ежедневных поездок на работу, а для более длительных поездок требуется ночная зарядка. Напротив, общественные зарядные станции, использующие быструю зарядку, могут увеличить запас хода на несколько сотен километров за 15–30 минут. Это впечатляющий подвиг, но он все равно занимает больше времени, чем заправка бензобака.

Еще одним препятствием для внедрения электромобилей является цена, которая в значительной степени зависит от стоимости аккумуляторов, что делает покупную цену на 25-70 процентов выше, чем у эквивалентного обычного автомобиля. Правительства предложили субсидии или налоговые льготы, чтобы сделать электромобили более привлекательными, и эта политика только что была усилена Законом США о снижении инфляции. Но такие меры, которые достаточно легко реализовать на заре новой технологии, станут непомерно дорогими по мере роста продаж электромобилей.

Хотя стоимость аккумуляторов для электромобилей резко снизилась за последнее десятилетие, Международное энергетическое агентство прогнозирует
внезапный разворот этой тенденции в 2022 году из-за роста цен на критически важные металлы и резкого роста спроса на электромобили. Хотя прогнозы будущих цен различаются, широко цитируемые долгосрочные прогнозы BloombergNEF предполагают, что к 2026 году стоимость новых электромобилей достигнет ценового паритета с обычными автомобилями даже без государственных субсидий. Тем временем шок покупателей электромобилей можно смягчить, зная, что затраты на топливо и техническое обслуживание для электромобилей намного ниже, а общая стоимость владения примерно одинакова.

1700 тераватт-часов в год

Дополнительная электроэнергия, необходимая для электрификации 90 процентов легковых автомобилей в США

Но то, что выиграют водители, могут потерять правительства. Международное энергетическое агентство
По оценкам, к 2030 году внедрение электромобилей может сократить глобальные поступления от налогов на ископаемое топливо примерно на 55 миллиардов долларов США. Эти налоговые поступления необходимы для содержания дорог. Чтобы компенсировать свои потери, правительствам потребуется какой-то другой источник дохода, например, сборы за регистрацию транспортных средств.

Рост числа электромобилей также создает различные другие проблемы, не последней из которых являются более высокие требования, предъявляемые к цепочкам поставок материалов для аккумуляторов электромобилей и электрических сетей. Для аккумуляторов требуется сырье, такое как литий, медь, никель, кобальт, марганец и графит. Некоторые из этих материалов сконцентрированы в нескольких странах.

Например, в Демократической Республике Конго (ДРК) сосредоточено около 50 процентов мировых запасов кобальта. Всего на две страны — Чили и Австралию — приходится более двух третей мировых запасов лития, а ЮАР, Бразилия, Украина и Австралия владеют почти всеми запасами марганца. Такая концентрация проблематична, поскольку может привести к нестабильности рынков и перебоям в поставках.

Добыча кобальта для аккумуляторов в Демократической Республике Конго связана с проблемами качества воды, вооруженными конфликтами, детским трудом, респираторными заболеваниями и врожденными дефектами. Себастьян Мейер/Corbis/Getty Images

Пандемия COVID показала, что сбои в цепочке поставок могут сделать с другими продуктами, зависящими от дефицитных материалов, особенно с полупроводниками, нехватка которых вынудила несколько производителей автомобилей прекратить производство автомобилей. Неясно, смогут ли поставщики удовлетворить будущий спрос на некоторые критически важные сырьевые материалы для электрических батарей. Рыночные силы могут привести к инновациям, которые увеличат поставки этих материалов или снизят потребность в них. Но пока последствия для будущего вовсе не очевидны.

Дефицит этих материалов отражает не только различную обеспеченность разных стран, но и социальные и экологические последствия добычи и производства. Наличие кобальтовых рудников в ДРК, например, привело к ухудшению качества воды и расширению вооруженных конфликтов, детского труда, респираторных заболеваний и врожденных дефектов. Таким образом, международная нормативно-правовая база должна не только защищать цепочки поставок от сбоев, но и защищать права человека и окружающую среду.

Некоторые проблемы с обеспечением сырьем могут быть смягчены за счет нового химического состава аккумуляторов — несколько производителей объявили о планах перехода на литий-железо-фосфатные аккумуляторы, которые не содержат кобальта, — или программ утилизации аккумуляторов. Но ни один из вариантов полностью не устраняет проблемы цепочки поставок или социально-экологические проблемы.

Остается электрическая сеть. По нашим оценкам, электрификация 90 процентов парка легковых автомобилей США к 2050 году повысит спрос на электроэнергию на 1700 тераватт-часов в год — 41 процент производства электроэнергии в США в 2021 году. Этот дополнительный новый спрос значительно изменит форму кривая потребления за дневной и недельный периоды, а это означает, что сеть и ее подача должны быть соответствующим образом перестроены.

А поскольку весь смысл электромобилей заключается в замене ископаемого топлива, сети потребуется больше возобновляемых источников энергии, которые обычно вырабатывают энергию с перерывами. Чтобы сгладить подачу и обеспечить надежность, энергосистеме потребуется добавить емкость для хранения энергии, возможно, в виде
технологии «автомобиль-сеть», которые используют установленную базу аккумуляторов для электромобилей. Изменение цены на электроэнергию в течение дня также может помочь сгладить кривую спроса.

Все говорят, что электромобили представляют как вызов и возможность. С проблемой может быть трудно справиться, если электромобили будут развернуты слишком быстро, но быстрое развертывание — это именно то, что необходимо для достижения климатических целей. Эти препятствия можно преодолеть, но игнорировать их нельзя: в конце концов климатический кризис потребует от нас электрификации автомобильного транспорта. Но этот шаг сам по себе не может решить наши экологические проблемы. Нам нужно следовать другим стратегиям.

Мы должны стараться, насколько это возможно, например, избегать автомобильных поездок, сокращая частоту и продолжительность автомобильных поездок за счет улучшения городского планирования. Продвижение районов смешанного использования — районов, в которых работа и место жительства находятся в непосредственной близости, — позволит больше ездить на велосипеде и ходить пешком.

В период с 2007 по 2011 год город Севилья построил
разветвленная велосипедная сеть, увеличивающая количество ежедневных поездок на велосипеде с 13 000 до более чем 70 000, или 6 процентов всех поездок. В Копенгагене на велосипед приходится 16 процентов всех поездок. Города по всему миру экспериментируют с широким спектром других инициатив поддержки, таких как суперкварталы Барселоны, регионы меньше, чем район, которые предназначены для пеших и велосипедных прогулок. В Стокгольме и Лондоне были введены сборы за пробки, чтобы ограничить автомобильное движение. Париж пошел еще дальше, с предстоящим запретом на частное транспортное средство. Согласно последнему выпуску Шестого оценочного доклада Межправительственной группы экспертов по изменению климата, в совокупности изменения в городской форме могут снизить потребление энергии транспортом на 25 процентов.

Мы также должны перейти от использования автомобилей, в которых часто находится только один человек, к менее энергоемким способам передвижения, таким как общественный транспорт. Количество пассажиров в автобусах и поездах можно увеличить за счет улучшения связи, частоты и надежности. Региональные железные дороги могут заменить большую часть междугородних перевозок. При высокой загруженности автобусы и поезда обычно могут удерживать выбросы на уровне ниже 50 граммов углекислого газа на человека на километр, даже если они работают на ископаемом топливе. В электрифицированных режимах эти выбросы могут снизиться в пять раз.

В период с 2009 по 2019 год инвестиции Сингапура в массовый скоростной транспорт помогли сократить долю личного автотранспорта с 45 до 36 процентов. С 1990 по 2015 год Париж сократил количество поездок на автомобиле на 45 процентов за счет устойчивых инвестиций как в общественный транспорт, так и в активную транспортную инфраструктуру.

Реализация этих дополнительных стратегий может значительно облегчить переход на электромобили. Мы не должны забывать, что для преодоления климатического кризиса требуется нечто большее, чем просто технологические исправления. Это также требует индивидуальных и коллективных действий. Электромобили окажут огромную помощь, но не стоит ожидать, что они справятся со своей задачей в одиночку.

Эта статья появилась в печатном выпуске за ноябрь 2022 года под названием «Электрического транспортного средства недостаточно».

Электровелосипед своими руками помешан на скорости и влиянии пот. В Техасе очень влажно, но Пустильник жил всего в нескольких милях от своей школы в Хьюстоне и не хотел расставаться со своим верным горным велосипедом Trek. Сначала он думал, что поставить ящик для молока на заднюю полку для своего рюкзака будет достаточно, чтобы избавиться от ужасного пота на спине, но это была лишь полумера.

В конце концов он остановился на гораздо более сложном решении: переоборудовать весь свой велосипед, чтобы он работал на электрическом двигателе.

«Думаю, я только что знал об идее электрического велосипеда, но не очень — просто о том, что они существовали», — сказал он.

Яков Пустильник на своем электровелосипеде, который он собрал из набора. Фото Мэри Канг для The Verge

Поразмыслив пару месяцев, Пустильник сделал то, что сделал бы любой предприимчивый подросток, когда ему понадобилось инженерное руководство: он зашел на YouTube. Оттуда он нашел кого-то онлайн, готового продать ему подержанный комплект для переоборудования за 800 долларов — по сути, комплект для преобразования традиционного велосипеда в велосипед с батарейным питанием — со скидкой. В течение выходных он превратил свой горный велосипед с жестким хвостом в электронный велосипед с дроссельной заслонкой, способный развивать скорость до 20 миль в час. Он больше не будет приходить в школу промокшим.

Создание собственного электровелосипеда может быть более доступным, чем его покупка

Комплекты для переоборудования существуют уже много лет, но они приобрели популярность, поскольку количество электровелосипедов, продаваемых по всему миру, резко возросло. Кроме того, благодаря большему количеству руководств и руководств, доступных на таких платформах, как YouTube, многие люди чувствуют, что они могут получить навыки, необходимые для переоборудования своих велосипедов на ходу. Существует множество типов комплектов, от колесных комплектов до двигателей среднего привода, фрикционных или цепных комплектов. Но результат, как правило, один и тот же: превращение вашего велосипеда, приводимого в движение человеком, в велосипед, заряженный электронами.

Создание собственного электровелосипеда может быть более доступным, чем его покупка, особенно если учесть, что стоимость большинства хороших электровелосипедов составляет от 1400 до 3000 долларов. По-настоящему дешевые комплекты можно купить примерно за 100 долларов и выше. Но не без подводных камней. Недорогие комплекты часто порождают велосипеды, которым не хватает мощности и производительности. Поиск и сборка собственной батареи может быть сложной задачей, особенно для тех, у кого нет базовых навыков электрики и пайки. И иногда вы можете потратить гораздо больше денег, чем планировали изначально.

Фото Мэри Канг для The Verge

Пустильник сказал, что его побудила сделать это сама — отчасти экономия денег. из электровелосипедов, которые его интересовали, стоили более 2000 долларов, но и из-за чувства свободы. «Мне нравится возиться с вещами», — сказал он. «И иметь возможность ремонтировать вещи самостоятельно, а не покупать дорогие детали OEM [производителя оригинального оборудования] или ждать, пока кто-то другой починит».

Для многих любителей электровелосипедов своими руками это в основном просто хобби. Но есть также молчаливое понимание того, что если они проделают потрясающую работу и действительно добавят эту конверсию, они могут заработать некоторое влияние в социальных сетях, возможно, начать принимать заказы от других людей — семьи, друзей, возможно, даже незнакомцев — которые хотят купить один из свои электронные велосипеды, и вдруг они могут оказаться у руля многомиллионной империи электронных велосипедов.

Вот что случилось с Майком Раденбо, основателем и генеральным директором Rad Power Bikes в Сиэтле. За последние пару лет компания Раденбо поднялась на вершину рейтинга производителей электровелосипедов в США благодаря своей способности выпускать быстрые, веселые и доступные продукты. А начиналось все очень похоже на историю Якова Пустильника, с необходимости вовремя попасть в школу.

Майк Раденбо на оригинальном велосипеде Rad Power. Фото: Rad Power

Раденбо построил свой первый электровелосипед, будучи подростком, выросшим в сельском городке Гарбервиль в Северной Калифорнии, где он и его семья жили «как бы вне сети», сказал он. Он был в 16 милях от школы, но вместо того, чтобы продолжать вкладывать деньги в старую машину, которая постоянно ломалась, он решил построить электрический велосипед, используя свой горный велосипед в качестве основы.

Он провел много времени на онлайн-форумах, таких как Endless Sphere, где энтузиасты электровелосипедов обмениваются советами и общаются. Но у него не было комплекта для переоборудования, чтобы упростить трансформацию. Вместо этого он полагался на навыки, которые он приобрел в местном автомастерской, чтобы превратить кучу запчастей для мотоциклов, моторы для мопедов, которые он заказал в Японии, и другие мелочи, которые у него были под рукой, в электронный велосипед с дроссельной заслонкой, способный развивать скорость до 35 миль в час. . Все это было скреплено изолентой, хомутами, эластичными шнурами и, вероятно, здоровой дозой высокомерия.

«Первый был построен специально для меня»

«Первый был построен только для меня, — сказал он, — а следующие были построены для продажи из уст в уста. Я начал продавать их на Craigslist и пробился в местную газету с бесплатной рекламой, потому что я думаю, что человек, размещающий там рекламу, почувствовал себя плохо, пытаясь взимать плату с 16-летнего подростка».

Оригинальный велосипед Rad Power 2010 года. Фото: Rad Power

Radwagon Rad Power 2019 года. . Фото Амелии Холовати Кралес / The Verge

И результаты были далеки от совершенства. «Детали не подходили друг другу и не работали должным образом, потому что их просто взяли с полки из других приложений», — вспоминает Раденбо. Жарились датчики, плавились провода, да и байк вообще разваливался. Это раскрывает центральную и неудобную правду об электронных велосипедах «сделай сам»: проект, задуманный для экономии денег, иногда может обойтись вам намного дороже, чем если бы вы просто купили что-то готовое.

«Вы в конечном итоге тратите много денег на получение надежного продукта, — сказал Раденбо, — когда выбираете путь «сделай сам».

Другие предприниматели, занимающиеся электронными велосипедами, также обнаружили это. Хонг Цюань построил свой первый велосипед в своем гараже в Пало-Альто в середине 2010-х годов, а затем основал собственную компанию Karmic Bikes. Он утверждает, что создание собственного электронного велосипеда как способ сэкономить деньги может быть ошибочным, особенно когда вы получаете что-то дрянное, которое противоречит цели.

— Они купят дешевый аккумулятор, дешевый мотор и поставят его на более дешевый велосипед, — сказал Куан. «Хорошо, если вы хотите это сделать, но вы не получите никакой производительности, вы не получите никакого диапазона, вы не получите никаких реальных преимуществ от электронного велосипеда. ”

Для тех, кто не мотивирован экономить деньги, импульс построить свой собственный электровелосипед, кажется, в основном проистекает из желания ездить быстрее и дальше, чем позволяют большинство современных моделей. YouTube, Reddit и другие форумы переполнены строителями, которые хвастаются своими мощными электронными велосипедами, путешествующими со скоростью мотоцикла.

Это серьезный шаг, учитывая опасности, связанные с ездой на изготовленном по индивидуальному заказу байке, который может сравниться по скорости с Ducati. Конечно, есть много просмотров на YouTube, связанных с большими, более смелыми электронными велосипедами, которые обладают большей мощностью, чем должны. И когда вы строите что-то в своем гараже, ваша способность принимать правильные решения может быть затемнена усиленными голосами онлайн-комментаторов, подталкивающих вас строить больше, двигаться быстрее и нарушать правила.

«Никогда больше!»

Пока не сделаешь и тут же пожалеешь. «Никогда больше!» — взвизгнул один ютубер в видео, опубликованном в 2017 году. Его едва слышно из-за мчащегося ветра после того, как он разогнался до скорости более 70 миль в час на самодельном электронном велосипеде, который он описывает как «самый опасный и небезопасный велосипед из когда-либо существовавших».

«Ну, это нужно было сделать», — добавил он. «Я не был бы Тони, если бы поступал как обычно!» (С Тони, ютубером, не удалось связаться для получения комментариев.)

Другие знают о подводных камнях и хорошо с ними справляются. Хави Эрнандес, 39 летУ летнего отца-домохозяйки, живущего в Южной Калифорнии, более 19 000 подписчиков на YouTube, где он публикуется под псевдонимом «Javi’s Boom Tech». В основном он публикует видео о динамиках Bluetooth, но в последнее время он начал создавать собственные электронные велосипеды. Его последний, который он называет «Cirkit», лучше всего можно описать как дань уважения минибайкам Taco 1970-х годов. Вертикальный руль, длинное банановое сиденье, рама в форме параллелограмма и зеленые акценты Day-Glo заметно контрастируют с большинством электровелосипедов, сделанных своими руками, с их крысиным гнездом проводов и комично несоответствующими деталями.

Один из электронных велосипедов Cirkit Хави Эрнандеса. Фото Хави Эрнандеса

Фото Хави Эрнандеса

Эрнандес говорит, что ему помог друг, которого он называет «Человеком дождя среди электронных велосипедов», который научил его, как создавать батареи, контроллеры и другие необходимые запчасти. В частности, батареи было трудно построить с нуля. По его словам, аккуратное размещение десятков литий-ионных аккумуляторных элементов 18650 в упаковке, а затем подключение, точечная сварка и пайка всего вместе требует большого мастерства.

«Это сердце и душа мотоцикла, — сказал Эрнандес. «Если батарея не может выдать запрошенную мощность, то не имеет значения, что у вас есть, вплоть до контроллера и двигателя».

В конце концов, он получил двигатель мощностью 7000 Вт и аккумуляторную батарею на 70 вольт, способную непрерывно выдавать 300 ампер. Другими словами, «зверь», сказал Эрнандес. Сравните это с грузовым велосипедом Rad Power Bikes, RadWagon, который имеет номинальную мощность 750 Вт и 48-вольтовый аккумулятор.

Он получил двигатель мощностью 7000 Вт и аккумуляторную батарею на 70 вольт

«Короче говоря, мы закончили байк, и его максимальная скорость увеличилась с 15, 16 миль в час до примерно 45 миль в час», — усмехнулся Эрнандес. «Маленькая ракета».

Большинство компаний, производящих электровелосипеды, придерживаются американской системы классификации, которая ограничивает скорость велосипеда класса 3 до 28 миль в час. Но Эрнандес говорит, что ему нравится кататься по Лос-Анджелесу на своем велосипеде Cirkit, который бросает вызов правилам.