Silniki, sterowniki i ramy do ebików – poradnik

Sporo jest różnych ciekawych silników ? Postaram się opisać, który silnik ma jakie zastosowanie i który powinieneś wybrać do jakich zastosowań, jakie sterowniki do nich dobrać itp.

1. Główny podział silników:

• przekładniowe
• bezprzekładniowe

Silniki rowerowe charakteryzują się także:
– różną mocą
– różną prędkością
– różnym momentem obrotowym
– różną wagą
– różną głośnością pracy
– oporową lub bezoporową konstrukcją

Powinniśmy na początku sprecyzować jaki zasięg, jaka prędkość i jaki teren nas interesuje do jazdy. Są firmy, które oferują jeden silnik do każdych warunków eksploatacji. Jest to bardzo korzystne dla firm, które je dystrybuują, ale niekoniecznie daje zadowolenie dla konsumenta. Dobrze dobrany silnik da dużo frajdy, dlatego warto się zapoznać z doświadczeniem osób, które znają się na rzeczy.

Zalety silników przekładniowych:
– Są małe i lekkie, rower z ich zastosowaniem jest dużo bardziej zwrotny. Bez oporowa konstrukcja nie stanowi żadnych oporów po skończeniu się prądu. Nie mają żadnych sił hamujących, świetnie się spisują podczas eksploatacji w mieście. Z kolei dzięki przekładni redukcyjnej pobierają dużo mniej prądu na start z miejsca, dlatego przy częstych światłach hamowaniu i przyspieszaniu zasięg znacząco wzrośnie.
– Dają radę na lekkich podjazdach, zazwyczaj ich konstrukcja nie jest zabezpieczona termicznie, dlatego nie nadają się w bardzo strome podjazdy (mowa tutaj o Beskidach, Sudetach itp). 
– Silniki te bardzo dobrze służą do prędkości ok 40km/h przy mocach znamionowych 500W i 1000W na rozruch. Jedynie delikatnie słychać pracę przekładni podczas jazdy. Nie jest to uciążliwe, ale silniki bez przekładni są zazwyczaj bardziej ciche przy zastosowaniu sterownika sinus.

Zalety silników bezprzekładniowych:
– Wyróżnia je bardzo prosta konstrukcja w serwisowaniu, są wieczne i bezawaryjne (jeżeli kupimy produkt MXUS, Nine Continent, Crystalyte Voilamart lub QS MOTOR).
Są przystosowane do wyższych prędkości – świetnie się spisują od 40km/h do nawet 120km/h. Uzwojenie prędkością dobiera się do odpowiedniego terenu eksploatacji.
– Są nieco szerszej konstrukcji, a ich budowa wymaga często stosowania dodatkowych podkładek montażowych i dystansowania tarczy hamulcowej – ich montaż jest trudniejszy.
– Dobrze spisują się w mocniejszych konstrukcjach, gdzie wybieramy sporo większy akumulator, tak aby energia się nie skończyła, gdyż posiadają siłę hamującą i trudniej się pedałuje bez prądu w baterii.

Jak widzicie każde silniki mają inną charakterystykę, żaden z nich nie jest jednoznacznie lepszy, czy gorszy. Każdy z nich może być lepszy do innego zastosowania. Dobieramy je względem indywidualnych potrzeb, analizując plusy i minusy.

Gdy chcemy mieć lekki rower, bo wnosimy go po schodach i chcemy mieć akumulator typu bidon, i gdy prędkość 40km/h jest dla nas wystarczająca, to polecam silnik przekładniowy.
Z kolei gdy jeździmy do pracy na krótkich dystansach, chcemy jak najszybciej dojechać na miejsce, to wymagamy prędkości powyżej 50km/h, wtedy lepszym wyborem będzie zakup napędu z silnikiem bezprzekładniowym.

2. Jaki silnik, do jakiej mocy?

Aby wyciągnąć maksimum mocy z danego silnika i jednocześnie sprawić, żeby silnik się jak najmniej grzał, to należy zalać silnik Ferrofluidem oraz zastosować radiatory chłodzące, tzw. hubsink.

– silnik mxcus 3K Turbo V3 – maksymalna bezpieczna moc przy zabezpieczeniu termicznym silnika, to 72V i 60A prądu ciągłego max na sterowniku: nominalnie 72V*60A = 4320 Watt  przy pełnej baterii 84V*60A = 5040 Watt

– silnik QS Motor 205 – w kwestii tego silnika jest kilka nawojów od 3T do 7T. Każdy nawój może przyjąć inną moc.

Dla 4T max to 16,5 kW na asfalcie i 10 kW w terenie – przy aku nominalnie 72V, czyli: 72v*190A = 13 680 Watt przy pełnym aku: 84V*190A = 16 340 Watt

3. Nawój silników:
W zależności od terenu eksploatacji, należy dobrać inny nawój silnika.
Gdy mamy zamiar podjeżdżać pod spore wzniesienia itp, to wówczas należy wybrać silnik, który ma duży moment obrotowy na starcie/duże przyspieszenie, ale kosztem niższej prędkości maksymalnej.
Z kolei, gdy jeździmy po płaskim terenie lub pod niewielkie wzniesienia, to wtedy lepiej brać silniki tzw. o szybkim nawoju, czyli mają one niższy moment obrotowy na starcie, ale za to sporo wyższą prędkość maksymalną. 

NAWOJE SILNIKA dla QS Motor 205 i baterii o napięciu nominalnym 72V:

3T – wolne przyspieszenie, ale najwyższa prędkość Vmax np.   91-106 km/h
4T – średnie przyspieszenie i bardzo dobra prędkość Vmax np.  82-96 km/h
5T – szybkie przyspieszenie i dobra prędkość Vmax np.             76-86 km/h
6T – najszybsze przyspieszenie, ale niska prędkość Vmax np.   48-56 km/h

Dla rowerów hardtail / full – rozmiary kół
Zdecydowanie ważny jest rozmiar obręczy. Jeżeli dla koła 28 lub co gorsza 29″ wybierzemy silnik szybki np 10×6, to jego moment obrotowy będzie niewystarczający, aby silnik rozpędzić do prędkości 55km/h, silnik będzie wolno przyspieszał i mocno się grzał. Przez to zasięg będzie mniejszy, niż na prawidłowo dobranym silniku, a prędkość nie będzie wcale większa!

Dla kolarza ważącego do 90kg:
koło 28″ lub 29″ gdy chcemy jeździć w terenie, to wybieramy przekładniowy silnik, lub bez przekładniowy MXUS/MGVOLT WILLAGE o nawoju 7×9 dla prędkości 40km/h lub 8×8 dla prędkości 48km/h lub odpowiednik z QS Motor 6T. Jeżeli jesteśmy wysportowani i chcemy naprawdę mocno pedałować i osiągać prędkości ok 60km/h, to możemy do 28-29″ zastosować silnik 10×6, w innych przypadkach odradzam.

Koło 26″ i 24″  – wybieramy silnik MXUS/MG VOLT ROCKET 10×6 jeżeli chcemy jeździć ok 50km/h i raczej w ternie płaskim czy to z pedałowaniem, czy też bez. Jeżeli w grę wchodzi las, piasek, błoto i podjazdy pozostałbym przy nawoju 8×8, jeżeli prędkość 42km/h będzie wystarczająca lub QS MOTOR 6T. Dobrze sprawdzi się też silnik przekładniowy w lesie i na podjazdach, jeżeli zamierzamy go wspomóc i popedałować, aby zwiększyć żywotność przekładni.
Jeżeli kolarz waży 95-120kg lub więcej, to lepszym wyborem będzie silnik wolnoobrotowy, gdyż szybszemu zabraknie momentu i będzie się przegrzewał, nie mając siły się rozpędzić.

Dla napięcia 60V, prędkość silników wzrośnie analogicznie o 18%-20%.
Nie zaleca się montażu silników przekładniowych z racji na wyższą moc i moment, który może przyczynić się do przedwczesnego wyeksploatowania przekładni w silniku.
Dlatego lepiej wybrać silnik wolnoobrotowy DD – bez przekładniowy, żeby mieć większą moc i lepszego kopa na starcie, gdyż prędkości rzędu 60km/h na rowerze wymagają dobrej techniki jazdy i odpowiednich hamulców.
Do koła 28 i 29″ zdecydowanie odradzam montaż silników 10×6 na 60V. Dla chcących osiągnąć 55km/h warto zastosować nawój 8×8 lub max 9×7 (nie mylić z 7×9!) bądź QS Motor 6T, taka opcja jest dobra i na płaski teren i na lekkie podjazdy.

Koło 26″ bardziej sprzyja do jazdy w terenie, przy większych prędkościach szczególnie zalecany jest rower FULL w pełni amortyzowany. Tutaj mamy duże pole do popisu:
jeżeli prędkość 50km/h będzie wystarczająca, przewidujemy jazdę w terenie, po szutrze, ścieżkach leśnych montujemy silnik QS Motor 6T lub MXUS 8×8.
Dobrą alternatywą na ostrzejsze podjazdy dla 60V jest silnik 3K Turbo o nawoju 1604, który posiada dużą moc i rozwija dużą prędkość, ale coś za coś -> jest ciężki +12kg jak na zwykły rower to już jest mocno znacząca waga i trzeba się zastanowić, czy dana aluminiowa rama wytrzyma jazdę z takim silnikiem…

Jeśli chodzi o rower Full na kołach 26″, to: np. Giant Trance, Kona Coiler/Stinky lub Cube AMS 100 itp. to montujemy np. silnik 8×8 / 9×7 lub QS motor 6T. Spodziewana prędkość 60km/h będzie wystarczająca, fajnie rower pojeździ zarówno w terenie jak i na codzień asfalt/przelotówka itp. MXUS 3K rozwija prędkość 80km/h i na 72V nie jest rozsądnym wyborem dla naszego bezpieczeństwa, gdyż aluminiowa rama nie wytrzyma zbyt długiej jazdy z prędkościami powyżej 60 km/h… a chyba nie chcecie, aby przy 65-70 km/h pękła Wam aluminiowa rama….?

Dla napięcia 72V uwzględniając zwykły rower:
koło 28/29″ montujemy tylko silnik wolnoobrotowy tj. QS Motor 6T i silnik 7×9. Prędkość 55km/h powinna być wystarczająca, gdyż rowery na kołach 28″ nie są amortyzowane i nie chcielibyście, żeby po najechaniu przy 60km/h na kamień rama pękła. Oj na pewno nie… Do tego służą rowery custom, ale o nich poniżej…

4. Ramy wzmocnione, tzw. Customy:

• EKROSS LITE, TELEPORT PRIME, KARIWA LITE, SPARK LITE
• pełnoprawne ramy MONSTER EBIKE: KARIWA, FALCON V2, V3;
  EV SPARK 122mm lub 145mm

Do ram typu Lite/Slim – czyli tych wąskich, nie montujemy już silników MXUSa 30H, gdyż są za słabe do tak ciężkich konstrukcji. Tutaj potrzeba minimum Mxcusa 3k Turbo.
Ramy te są przystosowane do kół rowerowych 26″ lub 24″, albo ich odpowiedniki moto, czyli 21″ lub 19″. Można także zamontować koło 18″ moto z tyłu i do tego szersza opona np.3.00 lub 3.25, niż na obręcze 19, czy 21″ moto.

Dobór baterii i sterowników:
Mamy tutaj 3 opcje napięcia zasilania dla baterii: 60V (16S) 72V (20S) i 86V (24S).
Dla 60V wybór padnie zdecydowanie na MXUS 3K Turbo z nawojem 1604 1km/h/V
* Sterownik 60V 45A albo KUNTENG KT + LCD, jeżeli lubimy pedałować
* Sabvoton Mini lub ML wektorowy 45-60A, jeżeli chcemy mieć ogromny moment obrotowy od 0km/h i błyskawiczną reakcję na manetkę. Wersje sabvotonów z czujnikiem pas oczywiście są, ale szczerze odradzam, bo pas potrafi szarpać w zależności od egzemplarza. Na rok 2020 nie jest to nadal zbyt dobrze dopracowane. Aby Sabek dobrze obsługiwał pasa, to warto zainteresować się komputerkiem MPe od www.bikel.pl.

5. Baterie i sterowniki

Moi drodzy, gdybym skupił się jeszcze głębiej powinienem opisać jaki akumulator do jakiego silnika, do jakiego terenu dobrać i artykuł nie skończyłby się na 3 stronach A4, ale to już materiał na 3 godzinny film lub kilkudziesięcio stronicową książkę z obrazkami.
Pokrótce przejdę do doboru sterowników do wybranych silników tak bardziej ogólnie ?

Niżej opisałem jakie sterowniki można zainstalować do jakiego silnika pod względem mocy, aby silnika nie spalić i wycisnąć z niego maksymalną dostępną moc. Oczywiście sterownik słabszy można zamontować zawsze. Natomiast nie zalecam tych parametrów przekraczać!

– Silnik MXUS 30H dla akumulatorów bidonowych 48V/52V 13S5P i 14S5P najlepiej – zestroić ze sterownikiem o prądzie wejściowym z baterii do 35A. Jeżeli zakupiłeś zestaw ze sterownikiem 40-45A z serii KT w ustawieniach możesz ograniczyć prąd wejściowy do 35A, tak samo w sabwotonie mini lub barmalu. Jest to istotne, aby nie skracać żywotności ogniw w akumulatorze 13S5P!
Dla bidonów 13S6P i 7P możemy korzystać ze sterowników 48V 40A.
Musimy wiedzieć, że sterownik 35A podaje mniej więcej 50-70% prądu i jest to tzw. rated current, zobacz, na serii KT masz go nadrukowanego na każdym sterowniku. Analogicznie stosujemy akumulator bidon 13S5P na ogniwach Sanyo GA, gdzie prąd ciągły zalecany jest 4,5-5A na ogniwo, max prąd chwilowy 10A (10 sekund). Mamy sterownik, który ma 35A/5A=7A na ogniwo prąd chwilowy i ok 22-25A prąd ciągły, więc jest idealnie. Wykorzystamy pełną moc którą można pobrać z ogniw i zapewnimy możliwie najlepsze przyspieszenie bez przedwczesnej degradacji ogniw.

!!!!! Sytuacja zmienia się w przypadku, gdy wystawimy akumulator np. na słońce –wsiądziemy na rower, uff… jak gorąco i manetka w opór. Dojedziemy na miejsce i okaże się, hmm ogniwa mają 80-90 stopni straciły 20% zdolności do oddawania prądu. Pojawiają się spadki napięcia akumulator został bezpowrotnie zniszczony! Dlatego nigdy nie zostawiaj roweru z akumulatorem na słońcu, a jeżeli tak się zdarzy, to ogranicz wysiłek z silnika do max 30%!!!

Przy parametrach 48V i 35A prądu nie ma konieczności zabezpieczenia silnika termicznie, a jeżeli zamierzasz jeździć w terenie powinieneś zabezpieczyć zarówno silnik, jak i sterownik termicznie.
Silnik MXUS XF40-30H/30C wytrzyma sterownik 48V 45A, 60V 40A max 45A 72V 35A przy zabezpieczeniu termicznym!
Silnik QS motor wytrzyma troszkę więcej – przy zabezpieczeniu termicznym wytrzyma 48V 60A, 60V 45A i 72V 40-45A max.
Moc sterownika nie wpływa na zasięg, jeżeli delikatnie operujesz manetką. Z doświadczenia wiem, że zazwyczaj gaz wkręca się do oporu i wtedy większa moc na przyspieszenie, tym krótszy zasięg, tak jak spalanie w aucie, rośnie temperatura silnika, sterownika, przewodów i ogniw, co niesie za sobą straty energii.

– Silnik MXUS 3K turbo współpracuje ze sterownikami 48-72V, o mocy do 60A przy 72V i zabezpieczeniu termicznym. Przy sabvotonie 72080 również można MXUSa 3K turbo eksploatować, ale trzeba uważać aby wkleić w odpowiednim miejscu zabezpieczenie termiczne dobrym klejem termoprzewodzącym. Źle wklejony czujnik w kilka sekund gazu w terenie za dużo i silnik ma już 200 stopni, także generalnie zalecane parametry to max 72V 60A. Oczywiście też MXUSa 3K wypadałoby termicznie zabezpieczyć.

W kwestii akumulatora, chcę pisać tak jak jest naprawdę, bo podawane zasięgi przez co niektóre firmy/producentów ebików rzędu 120km przy akumulatorze 360Wh, to jest taka bajka, że aż żal to komentować!

Najlepsze metoda, to skorzystanie z tego kalkulatora i zaznaczenie podjazd 1% i już wszystko wiemy: http://www.apk.electricbikesimulator.com/index,pl.html

Zaznaczasz silnik, prędkość jaką chcesz uzyskać, wybierasz średnicę obręczy i zmieniasz wartość Ah do uzyskania oczekiwanego zasięgu. Kalkulator powie, jaki akumulator potrzebujesz, a potem trzeba to tylko przeliczyć elektrycznie, co zrobi każdy wykonawca akumulatora.
Do przeliczenia parametrów fajnie nadaje sie aplikacja na androida, zeskanuj ten QR CODE i zainstaluj apkę na telefonie.
Oczywiście nie jest to aż takie super proste, ale każdy szanujący się wykonawca akumulatorów zapyta o sterownik i silnik, jaki masz w rowerze, jaką prędkość uzyskuje pojazd i przygotuje dla ciebie odpowiednie prądowo ogniwa, które:
* jeżeli zlecisz budowę dobrej firmie, będą służyć kilka lat
* jeżeli przyoszczędzisz 30% dostaniesz akumulator na kiepskiej jakości depakietach, które pierwsze problemy zaczną sprawiać po kilku miesiącach, albo co gorsza kilku cyklach.

Ilość wykonawców cały czas rośnie, jest 5-6 wiodących firm i mnóstwo domorosłych konstruktorów z lepszym lub gorszym skutkiem. Ja tylko powiem od siebie. Nowe Sanyo GA w hurcie klasy B z nie starszą niż roczną datą produkcji kosztuje 14-15zł za 1 szt. i ok 3-3,5zł porządne zgrzanie na taśmie czysty nikiel. Koszt budowy bidonu 65 ogniw to 1200zł + 180 zł obudowa, 90zł BMS, 20zł kaftan termokurczliwy, przekładni z włókna szklanego ok 10zł i ok 150zł robocizna za jej złożenie. Sumarycznie nie da się zrobić gotowego akumulatora na nowych ogniwach poniżej 1600zł w konfiguracji 13S5P. Czasami trafiają się fuchy, że można kupić nowe ogniwa ze starszej dostawy po 11-12zł/szt np z 2018r i to jest akceptowalne, wtedy można zejść do tych 1400-1450zł. Wszelkie akumulatory 13S5P za 1100-1200zł bidonowe mają raczej krótki żywot na niskiej jakości depakietowanych ogniwach z niepewnego źródła. No chyba, że macie jakieś sprawdzone źródła ogniw depakietowanych, to co innego. Wtedy takowe ogniwa np. Sanyo Ga można nabyć za ok. 7-8 zł za sztukę.

Ciekawe oferty zestawów, silników i sterowników znajdziesz np. w firmie mgvolt.pl lub nexun.pl