Какое расстояние можно проехать на одной зарядке аккумулятора?

Прежде чем купить электровелосипед (http://lifepo4.by/catalog/gornyy), будущие владельцы озадачиваются вопросом:
- какое расстояние можно проехать на одной зарядке аккумулятора? И от чего зависит расстояние пробега?

В инструкциях по эксплуатации электровелосипедов указываются самые разные цифры пробега. Разночтения связаны с тем, что, как правило, не совсем ясно - указан пробег в режиме скутера только на электродвигателе  или в режиме педалирования и помощи электродвигателя.

Разобраться в этом довольно просто, если принять во внимание относительно небольшую мощность электродвигателя велосипеда и массу электровелосипеда c байкером.
При мощности двигателя в 250 Вт, весе велосипеда 24 кг, а велосипедиста 76 кг, на 1 кг массы приходится 2,5 Вт мощности двигателя. (Для сравнения: -  удельная мощность у большинства легковых автомобилей в 10 – 20 раз больше.)
Очевидно, что при такой небольшой удельной мощности двигателя, изменение внешних условий поездки будет оказывать сильное влияние на расходование энергии аккумулятора и как следствие на расстояние, которое способен преодолеть велосипед на имеющемся запасе электроэнергии.

Так, если на велосипеде установлен аккумулятор на 36V емкостью 10 A/ч, то запасенная в нем энергия которую может израсходовать мотор колесо, составит 1 296 000 джоулей (36*10*3600).
Если же на велосипеде установлен аккумулятор на 24V емкостью 10 A/ч, то запасенная в нем энергия будет меньше на 30%  - всего 864 000 джоуля (24*10*3600) и соотвественно пробег такого велосипеда на аккумуляторе будет на 30% меньше.

По данным стендовых замеров расхода энергии аккумулятора, можно представить картину пробега элекровелосипеда в режиме скутера. T.е. без педалирования, только на электродвигателе. Замеры проводились на двигателе 250 Вт, типа мотор колесо фирмы BAFANG, с внутренним планетарным редуктром. Данные справедливы для велосипедиста массой до 70 кг, кпд двигателя ~ 80% и установленного аккумулятора 36V емкостью 10 A/ч:

  •  При равномерном движении электровелосипеда по ровной прямой дороге с асфальтовым покрытием, со скоростью 12 км в час, при отсутствии встречного ветра расходуется примерно 27 000 дж/км. Пройденное расстояние на элекродвигателе составит 48 км;
  •  При равномерном движении электровелосипеда по ровной прямой дороге со скоростью 25 км в час, при отсутствии встречного ветра, расходуется уже примерно 40 000 дж/км. Пройденное расстояние на элекродвигателе составит 32 км;
  •   При равномерном движении электровелосипеда по ровной прямой дороге со скоростью 18 км. в час и встречном ветре 4-6 м/c, расходуется примерно 53 000 дж/км. Пройденное расстояние на элекродвигателе составит 24 км;

    Помощь педалированием в соотношении по мощности  1:1 увеличит пробег в два раза.

   На расход энергии аккумулятора сильно влияют:

  •  Выбор типа двигателя мотор колеса. Двигатель с внутренним планетарным редуктором обеспечит на 30% большую дистанцию пробега по сравнению с двигателем прямого привода. Это самый гланый ресурс экономного расходования энергии аккумулятора http://www.e-bikekit.com/ebike-kits/electric-bike-motor;
  • общий вес велосипеда с нагрузкой. В выгодном положении будут велосипеды с рамой из алюминиевых сплавов, легкие и емкие аккумуляторы,  велосипедисты с малым весом и малым грузом на багажнике;
  • Давление в шинах. Оно должно быть довольно большим, чтобы уменьшить сопротивление качению колес, за счет уменьшения пятна контакта с дорожным покрытием;
  • cкорость движения – основной фактор экономии энергии аккумулятора. И аэродинамическое сопротивление, и сопротивление качению, и все виды трения в механизмах электровелосипеда находится в квадратичной зависимости от скорости движения. Если Ваша скорость движения выросла в 2 раза, то расход энергии на преодоление сопротивления вырастает в 4 раза.
    Мощность двигателя необходимая для преодоления сопротивления воздуха для велосипедиста едущего со скоростью: 10 км/ч ~10Вт, 20 км/ч ~ 60Вт, 30 км/ч ~200Вт, 40 км/ч ~ 450Вт, 50 км/ч ~ 900Вт, 60 км/ч ~ 1500Вт, 70 км/ч ~ 2500Вт;
  •   стиль езды - едва ли не решающий фактор расходования энергии аккумулятора. Резкие разгоны, езда на большой скорости и частые торможения, можно отнести к нерациональному расходованию энергии. Как говорят бывалые автомобилисты: - “тормозить – все равно, что бензин на дорогу лить”;

Вот как выглядят наблюдения компании Bosсh относительно пробега электровелосипеда с литий железо фосфатным аккумулятором 36 В емкостью 8,2 А/ч (масса – 2,5 кг), электродвигателем 250 Вт (масса - 4кг) в зависимости от стиля вождения и условий эксплуатации.

     Расстояние пробега электровелосипеда на одной зарядке аккумулятора
   в зависимости от стиля вождения и условий эксплуатации
(по данным компании Bosch):

Grafic probega

  *Смешанный стиль вождения – равное использование всех четырех режимов

 Стиль вождения электровелосипеда:

Турбо

Включена максимальная мощность помощи двигателя.
Работа велосипедиста 100% + помощь двигателя 250%

Спорт

Включена средняя мощность помощи двигателя.
Работа велосипедиста 100% + помощь двигателя 180%

Круиз

Включена малая мощность помощи двигателя для длительных поездок.
Работа велосипедиста 100% + помощь двигателя 100%

Эконом

Включена малая мощность помощи двигателя для длительных поездок.
Работа
велосипедиста 100% + помощь двигателя 30%

                             uslowia

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


             Резюме:

На пробег электровелосипеда оказывают влияние следующие основные факторы:

  • тип двигателя мотор колеса (редукторный или прямой привод);
  • состояние дорожного покрытия;
  • рельеф местности;
  • встречный или попутный ветер;
  • стиль вождения;
  • масса груза на багажнике;
  • масса велосипедиста;
  • окружающая температура;
  • емкость аккумулятора.

 С целью экономии энергии запасенной в аккумуляторе и увеличения пробега электровелосипеда, нужно соблюдать следующие условия:

  • не ездить на скоростях выше 18 – 20 км/час;
  • избегать резких разгонов и торможений;
  • давление в шинах должно быть достаточно высоким;
  • вес велосипеда с аккумулятором должен быть по возможности минимальным;

Если требуется обеспечить пробег велосипеда на одной зарядке более 30 км, или есть необходимость совершения длительных поездок по песчаным грунтовым дорогам, лесу или пересеченной местности, то задачу можно решить несколькими способами:

  • установить на велосипед аккумулятор большей емкости (например 15-16 А/час);
  • взять с собой дополнительный аккумулятор и заменить в дороге разрядившийся аккумулятор;
  • Если требуется обеспечить пробег велосипеда на одной зарядке более 40 км, или есть необходимость совершения длительных поездок по песчаным грунтовым дорогам, лесу или пересеченной местности, то имеет смысл приобрести электровелосипед с энергоемким аккумулятором 15-16 A/час, или установить на велосипед дополнительный аккумулятор подключенный параллельно штатному. Причем желательно, чтобы аккумуляторы работали оба одновременно. Дополнительные аккумуляторы с креплением на багажник часто выпускаются достаточно энергоемкими 10-20 А/час http://velomotor.by/akkumulyator. Установкой дополнительного аккумулятора можно довести пробег электровелосипеда в режиме скутера  до 100-150 км без подзарядки.
    При установке дополнительной батареи нужно иметь в виду, что дополнительная батареи должена иметь однотипный химический состав со штатной, иметь аналогичное рабочее напряжение и работать батареи должны оба одновременно. Например - оба должны быть литий ионными на напряжение 36В. Параллельное включение и одновременная работа обеспечит не только больший запас энергии, но и значительно увеличит ресурс работы аккумуляторов, за счет более щадящих условий эксплуатации.
    Зарядка параллельно включенных аккумуляторов должна производиться обязательно раздельно, штатными зарядными устройствами. Перед зарядкой, разрядные терминалы аккумуляоров должны быть отключены (ключи батарей должны быть в положении "Отключено"). Если же зарядка одной из батарей ведется не через штатное зарядное устройство, а через разрядный терминал, то это быстро приведет к разбалансировке батареи и катастрофической потере емкости.