Здравствуйте, Гость

Войти в личный кабинет



ВАША КОРЗИНА ПУСТА
http://www.electra.com.ua/components/com_jshopping/files/img_products грн /magazin/cart/delete.html /magazin/product/view.html Ваша корзина пуста. Показать/скрыть подробности Параметры ⇓ Товар добавлен в корзину Товаров ВАША КОРЗИНА ПУСТА Товаров в корзине на сумму Удалить
currency

  • electra motor1
  • electra nabor1
  • electra akb1

Максимальная скорость электровелосипеда (Часть 2)

Опубликовано в Тех. характеристики Просмотров: 9315

max speed 2Оговаривая тему максимальной скорости перемещения электровелосипеда, не мешало бы заодно произвести также и обзор самих скоростных моделей этого вида средства передвижения в мира. Так, одними из самих быстрых серийных моделей электровелосипедов являются разработки германской компаний «PG-Bikes» и «UBC». Технические параметры электрического велосипеда под названием Black Trail просто ошеломляют. Электрический мотор обеспечивает разгон велосипедной техники до рекордных 100 км/ч.

На максимальной скорости электробайк Black Trail проезжает от 40 до 60 километров пути, при скорости же 30-50 км/ч запас хода на одном заряде возрастает до целых 160-200 километров. Поражает то, что для подзарядки 48V17Ah литий-ионной аккумуляторной батареи на 80% требуется всего 30 минут.

При хороших скоростных показателях вес электровелосипеда Black Trail минимален – всего 19,8 кг. Снижение веса достигнуто за счет использования в конструкции немецкого электрического велосипеда углеволокна, алюминиевых, титановых и магниевых материалов.

max speed 2 1

max speed 2 2

Иной моделью велосипеда, позволяющей взглянуть на мир велосипедной электрики совсем другими глазами, является разработка венгерской фирмы «М55». Для вариации электрического велосипеда М55 с 1.3 кВт электромотором и восемью литиевыми аккумуляторными батареями A123, интегрированными во внутреннее пространство рамы, характерна возможность разгона до 77 км/ч, однако, несмотря на высокие показатели скорости передвижения, запас хода этого электровелосипеда ограничивается 44 километрами. При более спокойной манере езды возможно расширение диапазона пробега электровелосипеда от одной подзарядки до 100 километров. Осуществление 80% подзарядки аккумуляторных батареи электробайка М55 достигается всего за 15 минут.

Не только высокая скорость является главной изюминкой этого электровелосипеда премиум-класса - по желанию заказчика внешняя поверхность двухколесного транспортного средства может быть инструктирована драгоценными камнями, покрыта золотым или серебряным напылением.

max speed 2 3

Исследование параметров ускорения электрических велосипедов

Интересный эксперимент, посвященный исследованию скоростных характеристик велосипедных мотор-колес, был проведен инженерами Рижского технического университета. В качестве сравнительных экспонатов было использовано пять моделей электровелосипедов, укомплектованных мотор-колесами разной мощности (от 0,2 до 1,0 кВт). Тестирования проводили в равных условиях на идентичных велосипедных дорожках. Фиксирование скорости, развиваемой каждым из экземпляров электровелосипедов, проводилось научным радаром на двух плоских, прямых участках асфальтированной дороги, протяжностью 300 м. Все электровелосипеды имели практически 100% уровень заряда батарей.

Результаты исследований показали, что максимальная скорость и динамика разгона электрического велосипеда определяется в первую очередь типом и мощностью используемого в транспортном средстве электромотора. В значительной степени на них также влияет вес велосипеда и ездока, передаточное число, КПД и другие параметры. Если электровелосипед будет иметь несколько передач, то характер ускорения и максимальная скорость для каждой из них будут отличаться.

Знание параметров работы и эксплуатации электрических транспортных средств важно с точки зрения:

- определения функционального предназначения транспортного средства (например, перемещения по трассе или же бездорожью; использования электромотора с целью обеспечения помощи при педалировании или же самостоятельного перемещения исключительно благодаря работе одного электрического двигателя);

- выявления наиболее экономически выгодной скорости передвижения, способной обеспечить максимальный пробег на одном заряде аккумуляторных батарей;

- обеспечения возможности безопасного выполнения динамических маневров.

Главной целью проведенного исследователями Рижского технического университета испытания являлось сравнение возможностей велосипедных мотор-колес разной мощности с позиции динамики, при использовании разных вариантов передач, перемещении велосипедистов, существенно отличающихся между собой по весу, с помощью или без дополнительной помощи педалей.

Пять испытываемых электровелосипедов с мотор-колесами разной мощности в экспериментальных целях получили условное обозначение EB1, EB2, ..., EB5.

Технические параметры экспериментальных вариантов электрических велосипедов

№ п/п

Условное

название

электрического

велосипеда в

экспериментах

Номинальная

мощность

электромотора,

Вт

Вес

электровело-сипеда

вместе с

батареями, кг

Вес

электровело-сипеда

с батареями и

велосипедистом,

Мощность

на единицу веса,

W·kg-1

1. EB1-1000 1000 39.5 121.5 8.23
2. EB2-500 500 68.5 150.5 3.32
500 68.5 230.5* 2.17*
3. EB3-250 250 31.0 113.0 2.21
4. EB4-200 200 35.8 117.8 1.70
5. EB5-200 200 37.5 119.5 1.67

*- электрический велосипед EB2-500 был протестирован также с пассажиром

Показатели ускорения электровелосипедов фиксировались при помощи специального научного радара в разные дни на двух плоских асфальтированных прямых протяжностью 300 м со средним коэффициентом сопротивления качению от 0,018 до 0,020. Поверхность дорожного покрытия во время экспериментов была сухой, температура окружающей среды находилась в пределах +15 ± 2 ° C, скорость ветра не превышала 2,5 м/с.

При помощи программного обеспечения Stalker ATS были сохранены данные о развиваемой образцами скорости, времени поездки, а затем вычислены показатели ускорения и преодоленного ими расстояния. Показатели ускорения, развиваемой скорость и пройденного расстояния фиксировались каждые 0,03 секунды.

Вначале эксперимента радар помещали прямо позади электрических велосипедов. Непосредственное участие в эксперименте принимало два человека: один работал с радаром, другой же ездил на велосипеде. После подачи команды оператора радара велосипедист резко стартовал, выжимая ручку акселератора до максимума на протяжении всего времени преодоления экспериментального участка трассы. Таким образом было зафиксировано время ускорения от 0 км/ч до максимального показателя скорости, характерного для конкретного варианта электровелосипеда. После завершения испытания велосипед возвращали в исходное положение, и для подтверждения правдоподобности полученных результатов повторяли эксперимент с каждым из электрических транспортных средств по меньшей мере ещё по 5 раз. Если во время проведения испытания на дороге появлялся автомобиль или иное транспортное средство, которое могло нарушить радиолокационные измерения, эксперимент проводили повторно. Кроме того, программное обеспечение Stalker ATS делало фактически невозможным искажение экспериментальных данных.

1 speed 2

Рис. 1. Исходные данные радара и пример исключения повторений

Из всех повторений в тестовом режиме во внимание брались лишь ближайшие данные, между которыми наблюдались корреляционная зависимость. Средние значения были рассчитаны при наличии не менее трех повторений. Лишь после этого строились кривые v = f (t) и s = f (t). Эксперименты с электровелосипедами EB1-1000, EB3-250 и EB5-200 предполагали лишь фиксирования показателей их разгона, то есть параметров ускорения мотор-колес на разных участках пути при повороте ручки газа. В случае же с велосипедом EB4-200 дополнительно была протестирована возможность увеличения параметров работоспособности при дополнительном педалировании и повороте ручки акселератора на пол оборота максимального стартового ускорения. Испытания электрического велосипеда EB2-500 были проведены при применении 3 различных передач и стилей движения, кроме того, ускорение на 3-й передаче осуществлялось при наличии на транспортном средстве ещё одного пассажира.

Результаты и обсуждения

Показатели ускорения всех тестируемых велосипедов графически отображены на рис. 2-5. Поскольку мотор-колесам разной мощности свойственны разные показатели максимальной развиваемой скорости и времени достижения максимального скоростного предела, для сравнения было выбрано время набора всеми электровелосипедами скорости 15 км/ч, и пройденное расстояние на 15 секунде ускорения.

2 speed 2

Рис. 2. Результаты тестирования электровелосипедов EB1-1000 и EB3-250

3 speed 2

Рис. 3. Результаты тестирования электровелосипедов EB4-200 и EB5-200

4 speed 2

Рис. 4. Результаты тестирования электровелосипеда EB2-500

Все отображенные выше графически результаты можно увидеть в нижеизложенной таблице.

Резюмирование параметров ускорения для всех режимов тестирования

№ п/п Испытываемый электровелосипед Результаты тестирования

Время разгона от

0 до 15 км/ч

Преодолеваемое

расстояние при

ускорении до 15

км/ч, м

Скорость на 15

секунде

разгона, км/ч.

Преодолеваемое

расстояние после

15 секунд разгона, м

1. EB1-1000 2.94 6.77 38.52 107.57
2. EB2-500 (1-я передача) 3.20 7.71 24.50 81.62
3. EB2-500 (2-я передача) 3.33 7.73 29.97 91.30
4. EB2-500 (3-я передача) 3.36 8.13 33.04 94.52
5. EB2-500 (3-я передача + наличие дополнительного пассажира) 6.14 12.55 27.10 65.97
6. EB3-250 9.42 24.92 19.00 53.21
7. EB4-200 (без помощи педалей) 8.51 21.05 20.12 53.48
8. EB4-200 (с помощью педалей) 7.42 20.81 20.22 58.81
9. EB5-200 10.56 29.45 16.13 49.71

Уже вначале испытания стало ясным то, что электрические велосипеды с более высокой мощностью двигателя будут развивать на трассе большую скорость, а их старт будут более динамичным. Подобное мнение было экспериментально подтверждено тестированием, но все же существовали и исключения. Так, мотор-колеса той же мощности велосипедов EB4-200 и EB5-200 развивали максимальную скорость с 34% разницы в получаемых значениях параметров. Небольшие отсечки можно было объяснить различием в весе велосипедов, а также отличительной конструкцией электрических мотор-колес (прямоприводный и редукторный двигатель), меньшим диаметром шин модели EB5-200. Существенное отставание электровелосипеда EB2-500 с 500 W мотор-колесом от EB3-250 (электрический двигатель 250 W) по скоростным показателям объясняется различием в конструктивном исполнение двух велосипедов, меньшим диаметром колес электровелосипеда, оснащенного 500 W электродвигателем, отличием используемых при перемещении транспортных средств передач. Нехитрые математические расчеты позволили удостоверится, что мощность 500 W мотор-колеса при одинаковых условиях испытания гарантированно позволила бы добиться ускорения до 15 км/ч в 3 раза быстрее, и на более коротком участке маршрута, по сравнения с EB3-250.

Анализируя работу электрического велосипеда EB2-500 с точки зрения динамики, можно сделать вывод, что на первых 5 секундах электровелосипед разгоняется одинаково, независимо от используемых передач, постепенно достигая скорости 20 км/ч. Дополнительное увеличения весовой нагрузки на электровелосипед, как показал эксперимент с ещё одним пассажиром, привело к тому, что для развития одной и той же скорости электровелосипеду понадобилось на 83% больше времени, вместе с тем, существенно сократилось и преодолеваемое расстояние при заданном промежутке времени (на 54%). Результаты испытаний электробайка EB4-200 показывают, что дополнительное педалирование на 15% увеличивает динамичность поездки.

Выводы:

1. Максимальна скорость и диапазон пробега электрических велосипедов в основном определяется мощностью устанавливаемых на них двигателей, однако эти параметры также могут зависеть от веса транспортного средства, передаточного числа от двигателя к колесам, коэффициента полезного действия электромотора и трансмиссии.

2. Учитывая то, что мощным велосипедным мотор-колесам свойственна более высокая динамика разгона и, соответственно, скорость перемещения, велосипедисты, управляющие электровелосипедами, комплектуемым такими двигателями, должны быть более осторожны и внимательны на дороге.

3. Если электрический велосипед имеет несколько передач, то характер ускорения в первые секунды для каждой из них в значительной степени схож, отличительной является только максимальная скорость для каждой из передач.

4. Комплектуя электровелосипед электронабором, велосипедист обязательно должен брать во внимание вес транспортного средства и перевозимого на нем груза, ибо от того, каким будет конечное весовое соотношение зависит требуемая мощность мотор-колеса для осуществления комфортного перемещения.

5. Дополнительное педалирование позволяет улучить динамику разгона и движения, сэкономив заряд батарей, но не увеличивает скорость передвижения транспортного средства выше максимального показателя, предусмотренного велосипедной электроникой.

sergey-volter