Проект туристического электровелосипеда Epic Аdventure

[Torsus_SD]

   Добрый день, уважаемый форумчане, и не побоюсь этого слова, единомышленники) Давно я не делал топиков на форуме, работа, рутина, продажа байка - все это не способствовало погружению в электротранспорт. Но, наконец, я более или менее преодолел эту скучную жизненную полосу, и наконец то с радостью могу сказать, что созрел для начала медленного воплощения своего шестого проекта, и третью инкарнацию рамы epic m5 2008. Ниже будет краткая история, кому не интересно можно прокрутить)

   Фотки первого байка я увы не нашел - слишком давно это было, увы. Собственно, по байкам не трудно отследить процесс поиска того что нравится и отсекания того что не нравится. Первый байк был с легкой тряпичной сумкой, 350 ваттным моторчиком и батарейкой на 700втч. И с него все и началось - как сейчас помню) Шел рост аккумуляторной батареи  - вначале 700, потом 1400, потом 2000, потом 2500.... Мотор сменился с мксуса 350 и ку 100 на мак 500 - но дальше что характерно не пошло, и мак оказался достаточным мотором по мощности. Контроллеры тоже менялись - ноунейм, инфинеон 9 фет, инфинеон 12 фет... ядреный 12фет - каждый из этих контроллеров привносил больше удобства и контроля, и последний - ядреный - позволил вытащить из мака всю возможную мощность, в виде 2200ватт. Совершенствовалась и бортовая электрика - вначале все питалось от отдельной батарейки на 12 вольт, потом за свет стали отвечать дисишки, а в последнем байке появилась и бортовая сеть 5в за счет контроллера, при питании света от 48в. Эстетика форм, грязе и влагозащита - все это улучшалось с каждым проектом по мере роста опыта, переход с хардтейла на подвес - был тоже своего рода революцией. Многие прошли такой путь поиска, проб, ошибок и эволюции, у каждого он свой.
   В конце концов, я пришел к пониманию, что же собственно говоря мне нравится, чего я хочу, и что мне нужно от электровелосипеда:

• Батарея емкостью 4700втч. Арифметика простая - это запас хода на 1 световой день + резервная емкость. Мой опыт показал что на трассе расход при 40кмч и помощи педалями - 10втч на км. таким образом, батареи хватит примерно на 350км дороги без размышлений о том хватит или нет, и останется еще 100км запаса на встречный ветер, форсмажор или еще что то. 350км это 9 часов дороги без учета отдыха - что за глаза
• Легкосьемная батарея. Это очень важное условие - такая батарея стояла на последней вариации Epic Travel-а, и эта фича применялась постоянно в поездках - батарея заряжалась в кафе, в отеле, в палатках, в том время как байк стоял вне помещения 
• Модульная батарея. 4700втч это батарея весом примерно 20кг, что очень много, и эта емкость избыточна в 90% случаев. Логично и грамотно разбить батарею на 2, емкостью по 2350втч и весом 10кг. 2500втч батарея на последнем эпике весила 11.5кг при емкости 2500, и была компактной и транспортабельной
• Высокое напряжение батареи, 22S. 13S конечно универсальное и привычное напряжение, но большая проблема найти зарядник потребной мощности, плюс проводники становятся внушительной толщины и веса.
• Зарядный блок 92в 30а. Уже куплен. Достаточно легкий (2кг), большой мощности, регулируемый. Логика простая - чем больше можно взять из сети, не повредив розетку и не выбив автоматы - тем лучше, лимит тут только в доступной мощности розетки.
• Контроллер Як6ф. Опять же заказан. Тут наверное особенно нечего комментировать - самый совершенный контроллер на рынке
• Двигатель остается неизменный - MAC все еще самое мощное решение в минимальном размере и весе на рынке. Он позволяет велосипеду двигаться 55-60 долговременно и до 80 на короткое время. При том что моя типичная скорость 40 - не вижу смысла наращивать мощности или скорости.
• Вес - в силу модульности, желаемый идеальный вес 30/40кг. Скорее всего достижимый будет чем то вроде 32/42кг. 32кг в типичной конфигурации, что позволяет переносить велосипед на себе по лестницам, пролетам, переходам и прочему - 42 в туристической.

Итак, предполагаемые ТХ, они же ТЗ, выше. Нетрудно видеть, что подобные свойства как правило возможны только на мангалах - а они, как известно, заметно тяжелее, не имеют легкосьемных батарей и возможности эксплуатировать байк как велосипед, плюс байки на их базе как правило не отличаются хорошим расходом. Единственный вариант - самодельная рама. Я весьма долго размышлял над тем, как ее сделать, как она должна выглядеть. В целом, большое влияние на меня оказали 3 байка - это Альбатрос товарища Ferrum, Epic m5 2008 и Sur Ron от китайцев. Первый - тем фактом что это самодельная пространственная рама, которая не выглядит мопедом, сделана самостоятельно из сплава АМГ6 и при том довольно легкая. Второй - тем, как реализована опять же красивая но при том компактная рама. Ниже фотки этих аппаратов, если кто то не знает


   Интересным в раме суррона является то, как выполнена рама - а именно, она состоит из плоских (литых) элементов, с выборкой изнутри и ребрами жесткости, тем самым это довольно легкое решение, при том занимающее меньше места чем трубы.
   Ну а m5 говорит нам то, как надо выполнять подвеску, которая не занимает дефицитное место внутри треугольника

  После долгих размышлений и кучи эскизов, я пришел к следующему чертежу - он очень предварительный, но размеры в нем уже реальные

  По сути, это глубокая переработка рамы М5. От нее берутся задние перья - воспроизвести такую подвеску самостоятельно очень сложно, да и не вижу смысла. Вес перьев около 800 грамм, я уже выкупил раму и снял их

  Передний треугольник - под самостоятельную разработку и изготовление. Ниже примерный эскиз в 3д

  Предполагается следующее - рама на эскизе состоит в основном из плоских элементов. На ЧПУ фрезере вырезаются боковины и прочие детали, скорее всего из плиты 10 - 12мм амг6. С внутренней стороны делается выборка (как на сурроне) с ребрами жесткости. Конструкция сваривается.
  Конструктивно рама - пространственная, плоские а не круглые элементы позволят сохранить малую ширину рамы - а это очень важно, так как расстояние между шатунами - фиксированное.  Ячейки на эскизе - 21700, они выбраны по той причине что относительно 18650 батарея за счет чуть большей толщины имеет чуть меньшей боковой профиль. Загрузка батарей - верхняя. Предполагаемая толщина рамы 70мм (ячейка) + 2мм (никель и изоляция) +4мм (текстолит) +1мм (чехол) +4мм (резерв) + 20мм (толщина рамы) = 101мм. На старом Travel

максимальная ширина между дугами 117мм. То есть, 101мм - более чем допустимая ширина рамы , с запасом.
  Для определения геометрии, я сделал очень точный чертеж исходной рамы м5, так как она меня полностью устраивает по геометрии, и сомнительно что я смог бы сам ее высчитать. В результате использования справочника, руководства по эксплуатации и снятия размеров, сделал очень точный чертеж рамы с всеми данными по геометрии
 
  Если интересно, ее параметры следующие: 615мм длинна рамы, 760мм от земли до верхней трубы в центре, угол рулевой 70.5 градусов, угол подседельной трубы 74 градуса, высота каретки 331мм (до земли от центра), 1120мм колесная база, 427мм расстояние от каретки до оси заднего колеса.
  Я не собираюсь их сильно менять, так как эти параметры очень сбалансированные - байк в меру верткий, в меру стабильный, хорошо ведет себя как на шоссе так и на грунте. компактный. Изменения, которые я на данный момент вижу логичными:
1) Уменьшить длину подседельной трубы, с целью уменьшить возможную минимальную. высоту посадки (грубо говоря ниже вдвинуть подседельный штырь)
2) Диаметр подседельной трубы поднять с 31мм до 34.9мм (внутренний). Чем толще, тем прочнее.
3) Рулевой стакан с прямого  - на конусный. Это современный стандарт, и подобный апгрейд позволит ставить современные вилки, + увеличит жесткость байка в целом, что очень полезно.
4) Увеличить длину колесной базы на 40мм за счет сдвигания шарниров навески заднего треугольника назад. Это позволит расположить между ними контроллер и электронику, и сделает байк чуть более стабильным на трассе ( и чуть более валенком на грунте).
  Эскизный чертеж на 2 батареи

  Предполагается, что в основном байк будет эксплуатироваться на 1 батарее - 2350втч емкости при мощности 2квт на двигателе  - это вполне себе достаточные ТХ для повседневной эксплуатации. Если же хочется прокатиться на дальняк, или просто уехать куда то на 200км и вернуться своим ходом, то сверху в раму вкладывается вторая, идентичная по емкости батарея (22s 6p 21700 теслабанки). Такая емкость должна позволить день, а то и два, не думать о подзарядке вообще, заряжаясь например в мотеле пока спишь. По приезду же куда хотел (например в питер тот же самый) вторую батарею можно оставить там где поселился и спокойно эксплуатировать байк как обычный средний электровел. Ну а тот факт что емкость таких батарей 4700 в сумме, то зарядка запараллеленной батареи даже 2700ваттами не приведет ни к деградации, ни к нагреву ячеек. Типовая же нагрузка в 400ватт на дальняке даст смешной +- 0.1с.
  Проект рассчитан на очень долгое и неспешное воплощение - свободного времени у меня не очень много. В данный момент я проектирую - освоил солид, в нем же планирую делать расчеты на прочность конструкции. Для удобства, оплатил 3д сканирование части рамы, и имею на руках очень точную модель заднего треугольника



  Вот, как то так. Дальше буду постить процесс проектирования и изготовления. Рассчитываю закончить к следующему сезону, если все сложится. Главная сложность будет в изготовлении - фрезеровка таких крупных деталей 100% влетит в копеечку. Но, думаю, прорвемся)

[Torsus_SD]

А еще я хотел бы поделиться чертежами рамы м5 , 3д моделью этой рамы, старым обвесом эпика, и 3д сканом дропаутов и перьев этой рамы. Пользуйтесь, если кому то нужно 
https://disk.yandex.ru/d/rQM-3KRUhVippQ
https://disk.yandex.ru/d/syRcD4RCVRbkKQ

[Torsus_SD]

   Есть у меня интересная идея, которую я хочу внедрить повсеместно в новом проекте. Если называть ее кратко - то это Интеграция. Меня весьма раздражает тот факт, что 99.9% велосипедов созданы по модульной технологии в плане обвеса - любая фара это независимый посторонний обьект, прикрепленный на велосипед, кнопки, дисплеи - все это отьемлимая часть байка, не особо идеально подходящая под него. это создает неаккуратность внешнего вида и обилие мест, куда может попасть грязь или влага - это тяжело чистить, например.

   Я планирую попробовать реализовать спорную, но заманчивую идею - максимальное число фич - освещение, проводка, клавиши и кнопки - будут выполнены как единое целое с частями байка. Клавиши будут утоплены в наплывах руля, гнезда штекеров  - являться частью рамы, распаечные коробки  - вклеены в рамы , отшлифованы с ней и окрашены, и тд и тп.

  Для пробы, я решил сделать заднее освещение. Место там же, где и было - верхние задние перья (под седлом часто закреплена подседельная сумка, потому подседельный штырь не вариант как место крепления света). Вот как было


   Хорошее решение, все еще работает, но собирает грязь в сопряжение металла и пластика, и создает лишние провода на перьях.
   А вот что я хочу сделать





   За счет 3д скана у меня на руках очень точная поверхность пера. Показанная выше деталь печатается из ПЕТГ пластика, вклеивается на эпоксидку на перо, зашлифовывается, шпаклюется, и окрашивается с пером зацело, становясь с рамой единым целым. На  выход идет 1 провод с питанием.
   Эти габариты заметно крупнее старых, немного развернуты в стороны, чтобы покрывать большую площадь. Предполагается использовать лед ленту шириной 4 мм, суммарной длинной 760мм (примерно 10 ватт освещения). Охлаждением будут служить перья рамы, немного выступающие внутри выемок под ленты, скорее всего через небольшую алюминиевыю пластинку.
   Единственный для меня вопрос - как найти надежную смолу или клей, которая с гарантией не будет трескаться в соединении пластик - алюминий. Посоветуете что то?

[Torsus_SD]

Просто, чтобы отметиться  Тема не мертвая) Медленно, тяжело, но процесс движется 








Детали закупаются, новый софт - осваивается, запчасти образмериваются и переносятся в 3д среду

[Stanislavchik]

Поедет в этом году?

[Torsus_SD]

Шансы есть, но не летом, в лучшем случае осенью или зимой

[Torsus_SD]

Сижу и прилежно считаю-проектирую усилители дропаутов) пока укладываюсь в 150 грамм веса (нержавейка)

[Stanislavchik]

У кого будешь резать?

[Statik]

В данном случае,конструируя постоянно и умеренно мелкие детали,выгоднее купить китайский маленький ЧПУ фрезер,главное выбрать правильную конструкцию.Рабочего поля 200:300мм. будет предостаточно.
И не надо бить поклоны и платить бешанные по совр. меркам деньги,а то "мастера" уже цены не сложат на эти безделушки размером с-пальчик.

[Torsus_SD]

Есть знакомый с нужным оборудованием, у него и планирую делать. Для меня это прям огромный шаг вперед в плане технического творчества) Скоро будут первые детальки в металле

[Torsus_SD]

3д печать очень удобный способ убедиться, что все собираемо и может быть смонтировано, что размеры совпадают. До кучи, модифицировал в очередной раз модель оси со стороны проводов - проточка теперь только под дропаут и усилитель - для гайки осталось больше резьбы, что надежнее, да и вывод проводов можно сделать плавнее