Přestavba koloběžky na elektrokoloběžku s páskovým pohonem

Přestavba koloběžky na elektrokoloběžku umožňuje zachovat pohyb při odrážení a současně získat pomoc elektromotoru, který usnadní jízdu do kopce, proti větru nebo na delších trasách. U klasické koloběžky lze elektrický pohon řešit například nábojovým motorem v kole, zatímco páskový pohon přenáší sílu motoru na pneumatiku prostřednictvím třecího pásku.

Při návrhu takové přestavby je nutné řešit motor, akumulátor, řídící jednotku, ovládání, brzdové odpojení, uchycení komponentů, přenos výkonu a bezpečné rozložení hmotnosti. Důležitá je také vhodná základní koloběžka, protože ne každý rám, vidlice a typ kola jsou pro dodatečnou elektrifikaci vhodné.

Jak funguje páskový pohon

Páskový pohon využívá motor, který se opírá o pneumatiku nebo speciální poháněnou plochu kola. Otáčení motoru se prostřednictvím pásku přenáší na kolo, takže není nutné používat nábojový elektromotor zabudovaný přímo do ráfku.

Výhodou tohoto řešení může být jednodušší výměna kola, menší zásah do původního výpletu a možnost zachovat běžnou vidlici. Páskový mechanismus však musí být přesně vyrovnaný, dostatečně pevný a chráněný před nečistotami, protože prokluz, špatné napnutí nebo kontakt s vodou mohou zhoršit účinnost přenosu výkonu.

U koloběžky je třeba počítat také s tím, že jezdec většinou stojí na stupátku a odráží se pouze jednou nohou. Motor proto musí pomáhat plynule, aby při rozjezdu nevyvolal prudké škubnutí nebo ztrátu stability.

Volba základní koloběžky

Již při výběru velikosti jsem měl jasno, že nafukovací kola jsou základ. Připadal tak na výběr rozměr kol 20/16, 20/20, 26/20 a 28/20.

Nejmenší rozměr jsem vyloučil hned, jelikož při své výšce 192cm bych na ní vypadal jako jeden z medvědů z filmu Šest medvědů s Cibulkou. Naopak největší rozměr 28/20 mi připadá už jako moc „silniční“.

Výběr tedy zůstal mezi velikostí 26/20 a 20/20. Dlouho jsem rozmýšlel jakou vzít, ale nakonec vyhrála velikost 26/20.

Pro elektrickou přestavbu je důležité, aby rám unesl dodatečnou hmotnost baterie, motoru a držáků. Zároveň musí být dostatek místa pro kabeláž, řídící jednotku a bezpečné uchycení akumulátoru.

Proč zvolit nafukovací kola

Nafukovací pneumatiky zvyšují pohodlí na popraskaném asfaltu, dlažbě, štěrku i lesních cestách. Částečně také tlumí vibrace, které by se u pevné koloběžky s elektrickým pohonem mohly přenášet do rukou a zad.

Komfort při jízdě lze dále zvýšit odpružením. Odpružení není jen o pohodlí, ale také o bezpečí. Koloběžka s kvalitním tlumičem si poradí s nečekanými nerovnostmi, které by jinak mohly vést ke ztrátě stability.

Lepší kontakt kol s povrchem znamená kratší brzdnou dráhu, snazší ovladatelnost a méně únavy při dlouhých jízdách. Překonáváte obrubníky i dlažební kostky s lehkostí, kterou jste dřív znali jen z videí na internetu nebo z vyprávění přátel o prémiových modelech koloběžek.

Volba elektromotoru

Při výběru motoru je třeba zohlednit napětí systému, požadovanou rychlost, hmotnost jezdce, sklon tras a způsob přenosu výkonu. U páskového pohonu se motor obvykle montuje k rámu nebo k držáku v blízkosti poháněného kola.

V jedné z popsaných přestaveb byl použit bezkartáčový motor Magic Pie 2 s výkonem 1000W při 48V (750W při 36V). Kroutící moment tohoto motoru by měl být 27,3 Nm.

Motor obsahuje 56 magnetů a jeho váha je 8,7kg. K motoru musí být řídící jednotka, která řídí jeho otáčky a moment.

U jiné přestavby byl použit elektromotor do předního kola EB-AF0824D16:24V/250W. Otáčky 310 ot/minPrůměr 117 mm, pro montáž do přední 100 mm vidlice kol pro 20″(24″) kolo s ráfkovounebo kotoučovou brzdou s jednostupňovým ozubeným planetovým převodem, volnoběžka.

Hmotnost tohoto motoru byla 2,8 kg. Nábojový motor představuje alternativu k páskovému pohonu, protože sílu přenáší přímo přes kolo a nevyžaduje přítlačný mechanismus.

Páskový pohon versus motor v náboji

U páskového pohonu je nejdůležitější nastavit přítlak tak, aby motor přenášel výkon bez výrazného prokluzu, ale současně nebrzdil kolo nadměrným tlakem. Příliš malý přítlak způsobí ztráty výkonu a opotřebení pásku, příliš velký přítlak zvyšuje zatížení motoru a ložisek.

Řídící jednotka a ovládání

K motoru musí být řídící jednotka, která řídí jeho otáčky a moment. Parametry jednotky lze nastavovat pomocí softwaru výrobce a tím si odladit chod motoru.

Jedna z možností je omezit rozběhové proudy a tím prodloužit životnost baterie nebo naopak nastavit ostřejší reakci na plyn. Jediná věc, která mi na řídící jednotce chybí je přepínač výkonových profilů, který by například pro jízdu ve městě výkon omezil.

U 24V systému byla použita řídící jednotka pro 24V elektromotory s 250 W s regulací asistence. Možnost připojení akcelerační páčky, možnost připojení brzdových pák s odpojením pohonu.

Výkon se reguluje pomoci palcové akcelerační páčky umístěné na pravé straně řidítek. Brzdové páčky jsou opatřeny odpojovacím spínačem který při použití brzd odpojuje pohon.

Na řídící jednotce se nachází kromě konektoru pro připojeni brzdových páček a akcelerační rukojeti také konektor pro připojení spínače pro 60 % výkon motoru a také tempomatu.

Brzdové odpojení a bezpečnost

Brzdové páčky s odpojovacím spínačem při použití brzdy přeruší pohon. Toto řešení snižuje riziko, že motor bude při brzdění stále tlačit koloběžku vpřed.

Tempomat funguje asi stejně jako v automobilu a to tak, že při jízdě v určité rychlosti stisknete spínač a následně jej i s akcelerační páčkou pustíte a koloběžka jede stále stejnou rychlostí.

To platí až do momentu než jej odpojíte pomocí akcelerační páčky nebo použitím brzd. U páskového pohonu je automatické odpojení obzvlášť důležité, protože motor zůstává mechanicky spojený s poháněným kolem prostřednictvím pásku.

Bezpečný systém by měl umožnit okamžité přerušení výkonu při brzdění, uvolnění ovladače nebo poruše některé části řízení. Kabely je nutné vést tak, aby se nemohly dostat do kola, pásku, brzdy nebo skládacího mechanismu.

Akumulátor

Akumulátor je obvykle nejtěžší a nejdražší část elektrické přestavby. Největší položku tvoří baterie s cenou od 5 do 10 tisíc.

V dřívější době se používalo k napájení koloběžek a kol gelové olověné akumulátory. I když jejich cena je velmi přívětivá, tak kapacita na určitou váhu již ne.

Tento typ napájení jsem hned vypustil a ubíral se směrem lithiových baterií. Lze použít nejčastěji používané Li-Ion, LiFePO4 případně modelářské Li-Pol akumulátory.

Na elektrokolech se často používají 36V akumulátory, následně pak 48V, ojediněle 24V. Pro svou konstrukci jsem se rozhodl pro 48V sestavu aby byl využit veškerý možný výkon motoru.

Ceny hotových akumulátorů se pohybují okolo 12-15tisíc, takže jsem se rozhodl pro stavbu vlastní baterie. Akumulátor bude poskládaný z oblíbených článků typu 18650, který udává i její rozměr (65mm délka, 18mm průměr).

Parametry bateriových sestav

Zapojení článků bude 13S4P, tj. 13 článků sériově a každý článek bude 4x paralelně, celkově tedy 52 článků. Celkové napětí akumulátoru bude 48,1V (nabitý 54,6V; vybitý 39V), kapacita 13,4Ah a maximální odebraný proud 26,8A.

Z akumulátoru bude tedy možné dostat 645Wh. V baterii bude osazena i BMS (battery management system), jedná o obvod, který balancuje články hlavně při nabíjení, ale kontroluje jejich stav i při vybíjení.

Takto složitý akumulátor se bez BMS neobejde a brzy by mohlo dojít ke zničení akumulátoru. Celková váha baterie bude cca 2,8kg, v případě použití plastového krytu o trochu více.

Lithiové baterie LiFePO4 s BMS O-9FCbaterie LiFePO4 24V v ABS pouzdře 24 x LFP26650 cylindrických článků s nom.kapacitou 3300 mAh a min.3100 mAh.

Kapacita baterií 9 až 9,5 Ah zaručena kapacita minimálně 9Ah při proudu zátěže 9A. Maximální nabíjecí proud 9A a proud zátěže 18A, samovybíjení baterií: 5% měsíčně.

Otestována cyklická trvanlivost článků: 1000 nabíjecích cyklů - 90% kapacity, kalendářní životnost: min. 5 let.

Umístění baterie a řídící jednotky

Umístění baterie ovlivňuje stabilitu, ovladatelnost i pohodlí. Těžké komponenty by měly být uchyceny co nejníže a co nejblíže středu koloběžky, aby se zbytečně nezvyšovalo těžiště.

A vše prozatím umístěné v brašně na řidítkach: SPORT ARSENAL 440. Připevnění brašny před řidítky držákem klickfix hlavní kapsa uzavíratelná zipem.

Vnitřní kapsička na drobné věci čelní kapsa uzavíratelná zipem, boční síťové kapsy Klickfix - snadné a rychlé připnutí/odepnutí brašny max. nosnost brašny s držákem Klickfix: 4 kg objem: 7 litrů rozměr: (d x š x v): 15 x 24 x 18 cm.

Takové řešení může být vhodné pro ověření funkce, ale pro trvalý provoz je lepší vytvořit pevný kryt nebo rámový držák. Baterie musí být chráněna před otřesy, vodou, nečistotami a mechanickým poškozením.

Nyní se již ekoloběh opět přestavuje, jelikož jak jsem již psal umístění baterie a řídící jednotky v brašně bylo provizorní. Nyní již jen čekám až mi bude na míru ušitá krycí brašna.

Elektrická instalace

Elektrická instalace zahrnuje baterii, pojistku, hlavní vypínač, řídící jednotku, motor, ovládací prvek a brzdové spínače. Všechny konektory musí být dostatečně dimenzované pro očekávaný proud a chráněné před vlhkostí.

Napájecí vodiče je třeba vést co nejkratší trasou, upevnit je ke konstrukci a zabránit jejich odírání. Kabeláž nesmí omezovat řízení ani skládání koloběžky.

U páskového pohonu je vhodné oddělit elektrickou část od mechanického mechanismu tak, aby případné uvolnění pásku nepoškodilo kabely nebo řídící jednotku.

Výkon, rychlost a dojezd

Dojezd závisí na kopcovitosti terénu a také vaší dopomoci. Při neustálém chodu na maximální výkon je udávaný dojezd 20 KM (40 KM při dopomoci šlapáním - myšleno při použití na kole).

Z mé zkušenosti je dojezd a použitelným výkonem 20KM. Kdy zhruba do 10 KM je výkon stále stejný a následně se snižujícím se napětím mírně klesá.

Tato vzdálenost je při převážném využití motoru (tempomat při výkonu na max.) a minimální dopomoci. Jízda tak 50% pevná vozovka / cyklostezka 50% les / lesní cesta / štěrk.

Rychlost na rovině vyvinutá pouze motorem cca 20-25 km/h. Při mírném sklonu až 30 km/h. Z kopce je rychlost neomezena moje maximum je asi 55 km/h.

Tyto hodnoty nelze automaticky přenášet na každou přestavbu. Výsledek ovlivní převodový poměr páskového pohonu, průměr kola, výkon motoru, napětí baterie, hmotnost jezdce, tlak v pneumatikách, sklon trasy i teplota.

Nabíjení

Doba nabíjení je zhruba 2-3 hodiny podle množství zbytkové energie v baterii. Ideální je dobíjet vždy cca 70-90% baterie což mi běžně trvá do dvou hodin.

Nabíječka musí odpovídat chemii článků a napětí konkrétní baterie. Nabíječku pro LiFePO4 nelze bez ověření použít pro jiný typ lithiového akumulátoru.

Během nabíjení je nutné baterii umístit na nehořlavé a stabilní místo, kontrolovat konektory a nepoužívat poškozený akumulátor. BMS zvyšuje bezpečnost, ale nenahrazuje správnou konstrukci baterie, vhodnou nabíječku a pravidelnou kontrolu.

Hmotnost přestavěné koloběžky

Váha koloběhu před přestavbou cca 8 kg. Po přestavbě 17 kg.

U výkonnější konstrukce byla výchozí koloběžka Olpran A6 s hmotností 11,5kg. Motor Magic Pie 2 měl hmotnost 8,7kg a baterie měla mít přibližně 2,8kg.

Dodatečná hmotnost mění chování koloběžky při rozjezdu, brzdění, přenášení i jízdě v zatáčkách. Rám, vidlice, brzdy a stojánek proto musí být posouzeny jako celek.

Rozpočet přestavby

Jelikož cena elektromotoru a komponentů není již tak závratná, rozhodl jsem se, že do toho půjdu a zakoupil následující komponenty.

V jiné konfiguraci byly jednotlivé komponenty uvedeny takto: Elektromotor do předního kola EB-AF0824D16 (2400 kč), lithiové baterie LiFePO4(soft pack) O-9SP IFR 26650- 8Ah (4900 kč), nabíječka LiFePO4 baterií F256-040-D-SP (690 kč), řídící jednotka (500 kč), 2x brzdové páčky se spínačem BL-02 (150 kč/ks) a akcelerační rukoť TT-01 (150 kč).

Montáž a mechanické práce

Mechanická část přestavby zahrnuje upevnění motoru, vytvoření držáku páskového pohonu, nastavení přítlaku, uchycení baterie, instalaci ovladačů a kontrolu brzd.

U nábojového motoru je nutné vyřešit správné usazení motorového kola, výplet, kabelový vývod a prostor pro brzdu. U páskového pohonu odpadá výměna celého kola, ale přibývá požadavek na přesnou geometrii držáku.

Zdánlivě snadné objednání ráfku a následné zapletení elektromotoru do něj může představovat problém. Následovala návštěva prodejny kde bylo vše hotovo za par dni.

Po dokončení montáže je třeba zkontrolovat dotažení šroubů, volný chod kola, souosost pásku, funkci brzd, odpojení motoru, reakci akcelerátoru a zahřívání motoru při zatížení.

Odpružení a komfort

Přestavba na odpružený model totiž není jen kosmetickou úpravou, ale skutečnou revolucí v každém detailu. Vzduchový tlumič - srdce celého systému, který pohltí každý výmol, obrubník nebo dlažební kostku.

V rámci přestavby dostanete: zbrusu nový rám, který je navržený přímo pro odpruženou stavbu - pevný, ale zároveň příjemně pružný ve všech správných místech.

Hlavové složení pro maximálně přesné řízení a stabilitu i v ostrých zatáčkách. Kompletní zadní stavbu s integrovaným odpružením. Zadní blatník pro čistou a bezstarostnou jízdu za každého počasí. Zadní světlo pro vaši bezpečnost a viditelnost.

Představte si, že vyrazíte na svou oblíbenou trasu - a najednou si všimnete, že silnice, po které jste dříve jezdili s napětím, protože byla poseta prasklinami a výmoly, už nepředstavuje žádný problém. Vaše záda vám děkují, ruce necítí žádné vibrace a vy si užíváte čistou radost z pohybu.

Legislativní omezení

U přestavby na elektrokoloběžku je nutné rozlišovat konstrukční možnosti a provozní režim na pozemních komunikacích. Řídící jednotka může být nastavena s omezením rychlosti na 25 km/h.

Při profesionální montáži přestavba zahrnuje nastavení řídící jednotky dle platné legislativy, omezení rychlosti na 25 km/h (tuto hodnotu si můžete pomocí návodu sami odblokovat, pokud budete jezdit mimo pozemní komunikaci).

Samotné odblokování rychlosti nemění povinnost jezdit bezpečně a přizpůsobit rychlost povrchu, viditelnosti, provozu a schopnostem jezdce. Vyšší rychlost zároveň výrazně zvyšuje nároky na brzdy, pneumatiky, rám a pevnost páskového mechanismu.

Možnosti odborné montáže

Montáž u nás zakoupené elektrosady včetně režijního materiálu. Přestavba na elektrokoloběžku obsahuje montáž přímého pohonu vč. demontování původního kola.

Součástí může být instalace rámové baterie dle předchozí konzultace (včetně výroby a instalace speciální AL lišty), instalace LCD displeje, pokud sada obsahuje, instalace ovládacích prvků a instalace akcelerátoru na řídítka kola, pokud je obsažen v sadě.

Dále může zahrnovat instalaci brzdových páček na řídítka kola, pokud jsou obsaženy v sadě, drobný materiál (stahovací pásky, šrouby a matice atd.), celkovou kontrolu funkcí a jízdní zkoušku.

Při převzetí elektrokolobšžky s vámi projdeme jeho nastavení a ukážeme vám, jak elektrokoloběžku správně ovládat.

V ceně přestavby není zahrnuto: samotná sada pro přestavbu a instalace nebo výměna dalších komponentů dle přání zákazníka.

Praktické zkušenosti z provozu

Počátkem minulého léta jsem si pořídil koloběžku Kostka Laser Star. Původně jsem chtěl jen nějaký obyčejný „no name“ model na posunovaní po městě.

Nicméně cenový rozdíl mezi „no name“ modelem a koloběžkou Kostka Laser Star byl necelých 1500 kč jelikož to byl loňský model (2009) za akční cenu. Neodolal jsem a rovnou na ni odjížděl z prodejny domu.

Jezdil jsem skoro každý den pokud mi to počasí dovolilo do práce což mi dalo skoro 10 km denně. A dále jsem začal jezdit do blízkých hor tedy spíš z nich dolu, jelikož výškoví rozdíl je 300-600 metrů a dobře dostupny jak MHD tak cyklobusy.

Dokud jsem nezačal přemýšlet o přídavném pomocném elektrickém pohonu byla celková vzdálenost kterou jsem urazil zhruba kolem 500 KM. A pak to začalo, už ani nevím kde byl prvotní impuls a já začal přemýšlet o přestavbě na elektro pohon.

Hlavním přínosem, který pro mě bude mít, je snížení nákladů na dopravu po krátkých trasách (cesty po městě, občasně do práce, …). Cílem je vytvořit konkurence schopný dopravní prostředek za poloviční cenu, kterou bych platil za hotové řešení.

Kontrola před první jízdou

• zkontrolovat pevnost uchycení motoru a držáku pásku;
• ověřit souosost pásku s poháněným kolem;
• zkontrolovat přítlak a případný prokluz;
• prověřit funkci obou brzd;
• ověřit okamžité odpojení motoru při použití brzdy;
• zkontrolovat upevnění baterie a řídící jednotky;
• prohlédnout kabeláž v okolí kol, pásku a brzd;
• ověřit funkci akcelerační páčky;
• provést krátkou zkoušku s omezeným výkonem;
• zkontrolovat zahřívání motoru, konektorů a řídící jednotky.

První jízdu je vhodné absolvovat na klidném a přehledném místě. Výkon se nastavuje postupně, protože chování páskového pohonu se může lišit podle přítlaku, teploty, znečištění a typu pneumatiky.

Údržba páskového pohonu

Před každou jízdou je vhodné zkontrolovat, zda pásek není popraskaný, mastný, rozvolněný nebo posunutý mimo osu. Pneumatika musí mít správný tlak a nesmí být nadměrně opotřebená.

Pravidelně je třeba kontrolovat dotažení držáku motoru, stav ložisek, kabelové průchodky a případné známky přehřívání. Při jízdě v dešti nebo na štěrku se může do mechanismu dostat voda a nečistoty, které zhorší přenos výkonu.

Pokud motor při akceleraci zvyšuje otáčky, ale koloběžka nezrychluje, pravděpodobnou příčinou může být nedostatečný přítlak nebo opotřebený pásek. Pokud se motor výrazně zahřívá, je nutné snížit zatížení a zkontrolovat nastavení převodu i řídící jednotky.

Pro koho je přestavba vhodná

Elektromotor pro všechny jeho dobré vlastnosti, jako je třeba okamžitý náběh výkonu, tichý a bezemisní provoz uznávám. Nadšení z elektropohonu mě totiž nijak nebere.

Spousta lidí může mít mnohem vážnější důvody pro pořízení elektropřibližovadla než jen vlastní lenost nebo nadváhu ze špatné stravy. Myslím tím lidi více či méně tělesně postižené, nemocné, zkrátka lidi se zdravotním handicapem, nedovolujícím ani tu ze všeho nejvíc kochací jízdu.

Přestavba je vhodná také pro jezdce, kteří chtějí zachovat aktivní způsob jízdy, ale potřebují pomoc při delších trasách, stoupáních nebo návratu domů. Oproti čistě motorové elektrokoloběžce může být zachován přirozený pohyb a možnost využít vlastní odraz.

Výhody jsou jasné: maximální komfort, bezpečnost, styl a možnost využít svou koloběžku naplno. Přestavba je vhodná pro všechny generace - pro náročné jezdce, i pro začátečníky.

tags: #prestavba #kolobezky #na #elektrokolobezku #paskov