V tomto článku se dozvíte vše podstatné o elektrokolech, jak fungují,
jak ho postavit a jak odhadnout, že někdo o svém elektrokole lže.
Co to je? Elektro kolo je jízdní kolo vybavené elektromotorem a akumulátory.
Dále budu používat pouze termín kolo, „elektro“ pro lepší čitelnost vynecháme.
Kolo můžete vybavit různými typy motorů, optimální je zabudování motoru
přímo do kola místo náby. Jinými typy motorů se zabývat nebudeme.
Kola jsou v zásadě dvou typů – tovární výroba a domácí stavba. Tovární
kola možná vypadají lépe, než stavěná, ale v praxi jsou na hovno, proto
se jimi zabývat nebudeme. (Proč jsou na hovno, pochopíte postupně)
V zásadě tedy půjde o popis domácí stavby výkonného kola se spoustou
vysvětlující omáčky.
Napřed trochu faktů. Evropské předpisy omezují výkon kola na max 250W
a silnější tovární prostě nekoupíte. Český předpis (Příloha č. 13 k vyhlášce
č.341/2002 sb.) budu citovat:
Jízdní kolo může být vybaveno dodatečně pomocným motorkem, jestliže
bude nadále zachován původní charakter jízdního kola (podle čl.
1, 2), pomocný motorek bude přiměřeně plnit podmínky ustanovení § 19 zákona,
jeho výkon nepřesáhne 1 kw, v případě použití spalovacího motoru, nebude
mít takový motor objem válce (válců) větší než 50 cm3, maximální konstrukční
rychlost nebude vyšší než 25 km.h-1, montáž pohonného systému (motor, nádrž
paliva nebo akumulátor) na jízdní kolo si nevyžádá zásah na jeho nosných
částech. Pokud vozidlo splňuje všechny výše uvedené požadavky, považuje
se pro potřeby této vyhlášky nadále za jízdní kolo.
Budeme se při stavbě snažit tato omezení dodržet, ale nebudeme je brát
jako dogma, na ulici stejně každý prd pozná a výkon podle vzhledu neodhadnete
:-)
Krok 1. Jaký výkon?
Já mám instalováno cca 3.5 kw a mohl jsem proto snadno vyzkoušet, jaký
výkon je kam potřeba.
250W (tovární kola) – dobré na rovinu nebo z kopce. Vhodné například
pro Pardubice. Sebemenší stoupání vás donutí mocně šlapat a v opravdovém
kopci nemáte šanci. Naopak si užijete s těžkým krámem. Cestovní rychlost
na rovině podle kondice kolem 10-20kmh, do kopce nepoužitelné
500W – minimum pro důchodce. Jestli přišlápnete, můžete si vyjet i na
Cukrák, apod. Rychlost kolem 25-30kmh, v kopci hodně pomůže ale musíte šlapat.
1000W – Dobré do města typu Praha, kopců není moc a až na pár výjimek
jsou vcelku mírné. Kolo už celkem slušně jede a když ho udržíte v otáčkách,
nebudete zklamáni. Cestovní rychlost kolem 30-40kmh, do kopce (5%) 15-20kmh
2000W – Plně dostačující i do terénu. Pokud máte už něco najeto a nebudete
líní šlápnou do pedálu, vyjedete skoro jakýkoli kopec. Na rovince 50-60kmh,
do kopce (5%) cca 30-35kmh bez šlapání.
3000W – Uvezete i přívěs s dětmi a dřív se převrátíte na krovky než by
v kopci zastavilo. Rychlosti nemá cenu psát, omezuje vás spíš stav cest
a pud sebezáchovy. Stejně ale běžně víc než 2kW potřebovat nebudete.
Pokud budete vy s kolem vážit zhruba 120kg a budete mít výkon 2kw, budete
mít stejný poměr hmotnosti a výkonu jako 1200kg těžká Fabie s 20kW motorem.
Vidíte, že uvedené výkony tomuto poměru v zásadě odpovídají.
Krok 2. Motor do předního nebo zadního kola?
Pokud vám stačí výkon do 500W, dejte motor do předního kola. Odměnou
vám bude snadná instalace a lepší rozložení váhy. Pokud chcete víc, tak
musíte dát motor dozadu, přední vidlice není na tah dopředu stavěná a brzy
by se ulomila s celkem předvídatelnými důsledky pro vaše zdraví.
Krok 3. Jaké napětí systému chcete, jaké akumulátory a jaký dojezd?
Toto je velmi důležité rozhodnutí.
Čím vyšší napětí, tím menší proudy, méně odpadního tepla a vyšší účinnost
pohonu. Ale zase dražší komponenty, nutnost silnější izolace a pečlivější
práce. Tovární výrobci dělají 24V a 36V, na 1000W bych doporučil min. 48V,
já mám 72V. Vyšší napětí, než 72V se běžně nepoužívá.
Dále vezměte do úvahy maximální vybíjecí proudy akumulátoru, abychom
je zbytečně neničili. Při výkonu motoru 1kW a napětí 48V bude maximální
vybíjecí proud kolem 20A. Z toho plyne, že potřebujete akumulátory o kapacitě
minimálně 15Ah-20Ah, abychom se někam dostali a nezůstali viset na prvním
kopci. Uvědomte si, že na konci kapacity je vybíjecí křivka hodně strmá
a výkon najednou není.
Dojezd spočítáte snadno, moje průměrná spotřeba proudu se pohybuje kolem
20Wh/km (liší se o pár Wh podle profilu cesty, směru větru, atd...) při
průměrné cestovní rychlosti kolem 30-40kmh. S kopce to jede samo, na rovině
to nechám tak nějak a do kopce řádně přiložím ať se motor netrápí. Pokud
tedy vezmete systém 48V - 20Ah, ujedete kolem 50km. Já mám 72V - 20Ah,
což dává běžný dojezd kolem 70km. Bavíme se samozřejmě o stavu, kdy šlapete
proto, abyste se cestou trochu protáhli nebo na někoho udělali dojem. Když
chcete opravdu šlapat, dojezd samozřejmě roste o vzdálenost, kterou ušlapete.
Cvičně si spočítejte dojezd komerčního kola 36V - 10Ah a výsledek porovnejte
s propagačními materiály. Tomu se říká „reklamní lži faktor“, nebo také
„čínské kilometry“ :-)
Vypočtený dojezd berte jako maximální, kapacita baterie stárnutím klesá
a při nižších teplotách z ní také nevymáčknete všechno. Poslední čtvrtinu
kapacity také musíte počítat se sníženým výkonem a není nic horšího, než
zůstat viset pod posledním velkým kopcem s těžkým kolem a prázdnými akumulátory.
Rekuperace je podstatná výhoda, pokud ji máte. Ne proto, že ušetříte
energii, počítejte průměrně cca 5%, ale hlavně z kopce funguje jako levná
brzda, která se neopotřebuje, nepřehřeje a nerozbije. Na přibrzďování je
geniální, čím rychleji jedete, tím je účinnější.
Krok 4. Jaký typ akumulátorů?
Olověné jsou levné a spolehlivé, ale těžké. Na slabé kolo s malým dojezdem
ale plně postačí. Pokud chcete výkon a vysokou životnost, jděte do LiFePo4.
Li-Ion a Li-Pol na kolo vynechte, kdyby nastal nějaký problém v elektrice,
výsledný ohýnek pod zadkem by byl vzhledem k velikosti akumulátorů poněkud
zdravý škodlivý. LiFePo4 jsou o něco málo těžší, ale bezpečné.
Krok 5. Jak měřit spotřebu proudu, dojezd, atd...?
Můžete použít běžný wattmetr pro modeláře - jsou stavěné do 50V. Pokud
máte vyšší napětí, nebo chcete pořádné vybavení, určitě doporučuji tento.
Je to pecka, měří všechno co je potřeba. Prodejce umí slušně anglicky a
zasílá i do ČR.
Krok 6. Přestavět stávající kolo nebo postavit nové?
Určitě nové od základu. Požadavky na elektrokolo jsou zcela jiné než
na běžné kolo. U běžného kola hraje roli nízká hmotnost a cena strmě roste
se snižující se váhou. Pro elektrokolo ale váha není podstatná a je důležité
použít těžší a robustní komponenty. Na čem nešetřit:
Rám, přední vidlice, přední brzda, nosič, ráfky, dráty, duše, pneu
Rám buď masivní hliníkový, nebo ocelový vyrobený na zakázku. Zadní kolo
nechte pevné, nepokoušejte se postavit celoodpružené kolo, akumulátory
jsou prostě moc těžké a nenápadná chyba vy vyvážení, nebo větší vůle v závěsu
kola vás může zabít. Tlumiče na takovou váhu také nejsou stavěné. Na silnici
celoodpružené stejně nevyužijete a na kamenité cestě prostě musíte zpomalit.
Nemáte enduro, ale kolo.
Přední vidlici použijte nějaký typ na freeride, musí spolehlivě držet
za každou cenu. Představte si tvrdé brzdění, kdy na ni ve slušné rychlosti
hupne přes metrák váhy (vy + kolo).
Přední brzda bude nutná mechanická kotoučová. Hydraulickou dát nemůžete,
potřebujete dát brzdové páčky s vypínači na motor a ty jsem v provedení pro
hydrauliku zatím neviděl. Zadní brzda stačí obyčejná na ráfek.
Dráty, duše, ráfek zase typy na freeride, heslem stavby je spolehlivost
a odolnost, váha a cena jsou podružné.
Krok 7. Čekají mě nějaké záludnosti?
Hlavní problém je usazení zadního kola s motorem. Díky šířce motoru
bude v rámu posunuté trochu doleva a budete mít problém na něj seřídit
zadní brzdu. Poraďte si, chce to si s tím trošku pohrát.
Druhá záludnost je umístění akumulátorů. Doporučuji nechat vyrobit nerez
nebo hliníkový box na zadní nosič.
- bude pevný a uzamykatelný
- akumulátory a hlavně řídící jednotka mohou přes kovovou stěnu dobře
chladit
- nemusíte řešit uložení kabelů, apod. Schránka už může obsahovat potřebné
úchyty a sloužit i jako společná kostra.
Krok 8. Kolik ta mrcha bude vážit?
K váze akumulátorů připočtěte cca 5kg na motor a elektroniku a samozřejmě
váhu vlastního kola. Moje kolo váží cca 40-45kg. Při šlapání připomíná
výlety na několikadenní štreky s plnými brašnami. Ale na rozdíl od štreku
tohle kolo umí jet úplně samo i do kopce, takže hmotnost je vcelku nepodstatná.
I když je trochu horší na manipulaci, dá se s tím žít. Přinejhorším ho například
před nakládáním na auto kapku odstrojíte.
Krok 9. Kolik ta mrcha bude stát?
Hodně. Mě stálo cca 70kkč Ale na rozdíl od komerčních kološmejdů za
20-60 tisíc je tohle opravdu použitelné.
Jak se na tom jezdí?
Nasednete, trochu prošlápnete aby se kolo pohnulo a pohnete akcelerační
páčkou. Zezadu se ozve zavrnění a kolo se odpíchne s pořádným „zátahemocpodapyčo“.
Se spalovacím motorem to je neporovnatelné, žádný hluk, žádné chvění, sedlo
vás prostě kopne do zadku a jedete. Když páčku podržíte pár vteřin v jedné
pozici, zapne se tempomat a můžete ji pustit. Tempomat se týká příkonu
motoru, ne rychlosti, ale i tak je to pohoda.
Pokud sáhnete na páčku nebo na brzdy, tempomat a tím pádem i motor se
odpojí a jedete na normálním kole do doby, než zase sáhnete na páčku. Do
prudšího kopce nesmíte zvlášť se slabším motorem jet moc pomalu, při příliš
nízkých otáčkách ztrácí motor účinnost, optimální je 10kmh nebo víc. Ale
když tak můžete trochu přišlápnout, zrychlit, motor se zase chytne a dobrý.
Na měřáku si přitom můžete hlídat odběr proudu, celkovou spotřebovanou
energii, rychlost, účinnost rekuperace, atd... Na rovině se dá hladce dosáhnout
rychlostí kolem 50-60kmh, z kopce vás omezí pud sebezáchovy a možnost uschovat
energii do akumulátoru, takže na klidně trochu zpomalíte. Rekuperace se
na mém kole zapne, jak překvapivé – namáčknutím brzdové páčky :-) Na měřáku
se okamžitě objeví výkon se záporným znaménkem a kolo zpomaluje... No a
to je celé umění jízdy na elektrokole. Žádná spojka, žádná převodovka,
nic... Jedna páčka.
Hlavní a zásadní výhody elektrokola
- je velmi tiché, jen při rozjezdu je slyšet slabé vrnění
- můžete všude. Na cyklostezky, na silnici, na pěší zónu, atd... Ne
že by byl dobrý nápad to po pěší zóně nebo cyklostezce valit 60, ale opatrně
tudy můžete jet, což třeba v centru Prahy ušetří hodně km a hodně času.
Přitom nezapomeňte, že máte stroj, který při výkonu přes 1kw nesplňuje
předpisy a jako kolo jen vypadá, takže ze sebe dělejte hodně slušného a
ohleduplného cyklistu. Rychlost naženete jinde a na chvíli zastavit a počkat
vám neublíží.
Na silnici to můžete pálit co to dá. Když pojedete ve třetině pruhu
stejných 50kmh jako auta kolem vás, je to pro všechny bezpečnější i přehlednější
než kdybyste se plácali 10kmh někde u obrubníku. Nezapomeňte na pořádné
osvětlení dopředu i dozadu (i ve dne!!!, jste netypicky rychlý, tak sviťte)
a na reflexní vestu. Nejspíš vás může trefit někdo, kdo si vás nevšimne.
Provoz je zadarmo. Při spotřebě 20Wh/km vás jeden km vyjde ani ne na
desetník, přitom po městě můžete být rychlejší než leckterý scooter s podobnou
pořizovací cenou a navíc spotřebou 3l/100km.
Je čisté. Nesmrdí, není mastné, nechcípá na volnoběh, nepřehřívá se.
Můžete si ho klidně vzít do obýváku.
Minimální údržba, asi jako u normálního kola občas otřít hadrem, zkontrolovat
vycentrování a seřídit brzdy. Řetěz vydrží mnoho tisíc km :-)
Můžete dráždit pumpičkáře. Představte si skupinku borců v buzioblečkách,
jak se v “pelotonu” sápou z posledních sil rychlostí 15-20kmh třeba ze Štěchovic
na Slapy a mezi nimi projede dvojnásobnou rychlostí maník na obyčejném
horském kole, který (pro zachování dojmu) zlehka šlape do pedálů a záhy
zmizí v dáli :-)
Hlavní a zásadní nevýhody elektrokola
- pořizovací cena
- pořizovací cena
- pořizovací cena
- nesmíte zapomenou ho nabít.
- nesmíte ho půjčit ženě, nebo budete stavět další
Na případné dotazy odpovím v diskusi a v souladu s bodem 5. D-FENSových
pravidel webu žádám všechny čtenáře a jmenovitě Honzu ZZR, aby do diskuse
případně přispěli buď slušně a věcně, nebo vůbec. Děkuji.
18.5.2010 opas