자전거를 전기 자전거로 개조하기 위해서는 브러쉬리스 모터가 장착된 림, 전기자전거 컨트롤러, 컨트롤 LCD, 전용 브레이크 레버, 모터 스로틀, PAS 센서 등이 필요합니다. 별도로 구매하려면 호환성 여부등 확인할 수 있는 방법이 별로 없기에 변환키트를 구입하는 게 좋은 방법입니다.
구입한 변환키트는 350W/36V/16인치 휠셋으로 36V 리튬이온 배터리 팩(별도 구매)으로 구동할 수 있습니다.
전기자전거 변환키트 구매 사이트에서는 보통 구성설정(디스플레이 종류, PAS 센서 유무, 스로틀 타입 등 선택)과 작동전압, 모터 출력, 바퀴사이즈를 선택할 수 있습니다. 작동전압 36V와 48V선택 시에는 배터리 팩 가격 및 크기, 크기에 따르는 배터리 장착 위치, 배터리 케이스 또는 거치방법, 모터 구동 시 전압강하 등을 고려해야 합니다.
36V 배터리 팩은 48V보다 저렴하고 크기가 적당하다고 판단했습니다. 전압강하에서는 48V 배터리가 강하폭이 조금 더 작아 유리합니다.
추가적으로 개조하고자 하는 자전거와 호환성 여부를 확인해야 합니다. 대표적으로 자전거 프레임 포크의 바퀴고정 방법이 개방형 드롭아웃 프레임인지 볼트 고정식인지 또는 QR방식인지를 파악하고 그에 맞는 모터허브를 제공하는 판매 사이트에서 구입해야 합니다. 개조하고자 하는 닥터바이크 F-16은 개방형 드롭아웃 프레임입니다. 또한 변속기어 스크라켓 장착방식도 확인해야 합니다. F-16은 프리휠 고정 방식입니다. 따라서 구입하고자 하는 모터허브의 변속기어 스프라켓 장착타입 역시 이와 일치해야 합니다.
구입 시 가격: $112.25
운송비: $25.26
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▲ 상기 물품은 판매중지되었네요. 16인치 바퀴용 제품을 판매하는 업체가 많이 줄었습니다. 20인치 부터는 많습니다.
16인치 비슷한 물품
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※ ※ ※ 전기자전거로 개조하는 것보다는 전기자전거 자체를 사는게 더욱 저렴할 것 같습니다.
배터리 용량에 따라 가격차이가 나며 비싼만큼 오래 탑니다.
자전거 및 개조 키트 구입, 악세서리, 운송비로 50만원 이상 소요되었으며 개조에 걸리는 시간등 노동력을 생각하면 적당한 가격의 전기자전거를 구매하는게 나을 것 같다는 생각입니다.
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▶ 36V 배터리 팩
배터리 팩 구입 시 우선 고려한 사항은 배터리 사이즈와 그에 따르는 보관방법 및 적당한 케이스를 선택할 수 있는가였습니다.
배터리 팩 크기: 290 * 68 * 40 mm(±3mm)
용량:36V/100Ah(간단히 계산하면 10A로 10시간 사용가능 - 실사용 시간은 이런 식으로 계산되지 않습니다)
추가적으로 고려할 사항으로 배터리와 전기자전거 컨트롤러와의 연결 방식(커넥터)의 선택입니다. 구입한 전기자전거 변환키트의 컨트롤러는 배터리 연결부의 커넥터로 PP30을 사용하고 있습니다. 하지만 PP30 커넥터로 구성된 배터리 팩을 찾을 수 없었습니다. PP30과 배터리 팩에서 제공하는 커넥터의 종류에 대응하는 전원 커넥터 변환 케이블이 있는지 확인한 후에 XT60+DC잭 옵션을 선택했습니다. 전원 커넥터 변환 케이블은 XT60-PP30 구성입니다. XT60 커넥터는 전기자전거 컨트롤러에 변환 케이블을 통해 연결되고 DC잭은 배터리 충전기와 연결되어 전기를 충전하게 됩니다.
구입 시 가격: $40.25
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* 무료배송이고 DHL을 이용한다는데 도착 예정일 보다 빠르게 왔습니다.
같은 사양의 더 저렴한 배터리를 구입했었으나 배송사고가 발생해서 환불받은 적이 있습니다. 구입 시 배송추적 된다고 했으나 배송정보가 입력되지 않고 있었으며 며칠뒤 상품을 알리에서 내렸고 그 뒤로는 업체가 사라졌습니다.
아직 환불 신청 유예일이 남아 있었으나 배송정보가 입력되지 않았고 업체까지 사라졌으므로 내주문 -> 고객센터 -> 채팅상담에서 요청한 정보 입력 후 환불 처리하였습니다.
▶ XT60-PP30 구성 전원 커넥터 변환 케이블
구입 시 가격: $5.22
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▶ 컨트롤러 및 배터리 보관용 자전거 트라이앵글 방수 하드 케이스(삼각백)
용량 2.5L 더블 집 모델(B67)을 구입하였습니다. 배터리 팩을 약간 기울인 상태에서 빡빡하게 들어갑니다.
사이즈: 약 290 * 90 * 100 mm
구입 시 가격: $13.69
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전기자전거 변환키트 수령 및 개봉
16인치 모터 허브는 충격 방지를 위해 스티로폼으로 보호되어 있으며 각종 전기용품은 별도의 박스에 포장되어 도착했습니다. 추가로 사은품과 컨트롤러 케이스가 포함되어 있습니다.
모터 허브의 림 상태 확인 및 림 테이프 부착
림 안쪽을 한 바퀴 살펴보면 스포크(바퀴 살) 장착용 구멍들이 뚫려 있습니다. 그 구멍에 튀어나온 비드가 있다면 비드를 제거해 주어야 합니다. 비드가 바람이 들어간 튜브를 손상시켜 펑크를 유발할 수 있습니다. 한 군데를 발견하여 다이소에서 구입한 2,000원짜리 줄로 제거해 주었습니다. 또한 스포크 장착용 구멍들에 튜브가 손상되지 않도록 림테이프를 붙여줍니다. 미리 구매한 림테이프가 없으므로 매직 스카치테이프 작은 것으로 두 바퀴 둘러주고 튜브 밸브용 구멍은 뚫어 주었습니다. 운이 좋게도 매직 스카치테이프 폭이 구입한 16인치 모터허브의 림 내측 홀 라인 폭과 딱 맞아떨어집니다.
디스크 브레이크 장착
닥터 바이크 F-16의 순정 디스크 브레이크와 제공된 브레이크 디스크는 외경은 같지만 고정부의 나사 구멍 위치가 달라 호환되지 않으므로 미리 제공된 디스크를 장착해 줍니다. 이때 모터 허브에 부착되어 있는 브레이크 디스크 설치용 브래킷은 제거를 하고 장착하여야 합니다. 뒷바퀴 교환 시 자전거 프레임에 장착된 브레이크 몸통과 간섭하여 바퀴가 들어가지 않게 됩니다. 저는 현장에서 브래킷을 제거하고 브레이크 디스크를 다시 장착해 주어야만 했습니다.
▶▶▶ 개조에 사용된 미니벨로 - 닥터바이크 F16 구입 및 개봉기(16인치 접이식자전거)
전기자전거 개조 준비
준비물:
1. 몽키 스패너(뒷바퀴 고정용 16MM 너트 / 프리휠 스프라켓 탈부착)
2. 자전거 구입 시 제공한 육각렌치(브레이크 패드 고정 볼트/브레이크 핸들 등 풀기 및 잠그기)
3. 다이소용 작은 드라이버 셋(스크루 및 육각렌치 - 스로틀 및 S866 설치 시 사용)
4. 프리휠 스프라켓 분리 도구
5. 크랭크암 분리 도구(PAS센서를 설치하려면 분리해야 함)
6. 타이어 바람 넣는 휴대용 에어 펌프
7. 변환키트 부품(브레이크 핸들, 스로틀, S866, PAS 센서, 컨트롤러, 16인치 모터 허브)
8. PAS 센서 부착용 순간접착제
9. 배터리 팩/전원 커넥터 변환 케이블
10. 배터리/컨트롤러 보관용 가방
11. 있다면 전동 임팩/14MM 복스알(크레크암 고정 볼트 제거에 사용)
12. 케이블 고정용 집타이
13. 칼 또는 니퍼
14. 실란트/슈레더 밸브 코어 제거 도구(실란트 주입 시 사용)
F-16 프레임에서 뒷바퀴 탈거
자전거 변속기어를 6단 제일 작은 기어로 위치해 주고 자전거를 뒤집어 세워놓습니다.
양쪽 16MM 너트를 풀어주고 드롭아웃 슬롯을 따라 뒤로 당겨 뽑아 줍니다. 드롭아웃 슬롯에서 바퀴가 빠져나오면 6단 기어에서 체인을 벗겨주고 완전히 분리하면 됩니다.
기어 스프라켓 및 타이어 분리
타이어 및 튜브를 분리하기 전에 기어 스프라켓을 먼저 분리하는 게 몽키 스페너에 힘을 주는데 용이합니다. 저는 타이어와 튜브를 먼저 제거하고 스프라켓 분리 작업을 해주었습니다.
스프라켓 분리도구를 사진과 같이 삽입해 준 뒤에 몽키 스페너를 끼우고 반시계 방향으로 풀어줍니다. 단단히 잠겨있기 때문에 그냥 손 힘만으로는 풀 수 없고 바퀴를 세운 상태에서 반시계 방향으로 돌아가도록 몽키 스페너를 발로 밟아 주어야 힘이 제대로 들어가면서 풀리게 됩니다. 이때 바퀴를 세운 상태에서 잘 고정해 주어야 하는데 타이어가 장착되어 있다면 좀 더 수월할 것입니다.
▶ 프리휠 스프라켓 분리도구에 따라 분리에 실패할 수 있습니다.
프리휠 스프라켓 분리도구만 구입한 뒤 크랭크암 분리도구를 구매하기 위해 프리휠 스프라켓 분리도구가 포함된 일반적인 분리도구 세트를 추가로 구매하였습니다. 처음에는 분리도구 세트에 포함된 프리휠 스프라켓 분리도구를 사용하여 프리휠 스프라켓 분리를 시도하였으나 그 도구가 미세하게 작아 정상적으로 분리시키지 못하고 헛돌게(빠가 납니다) 됩니다.
분리도구가 한 개만 있었다면 애매한 상태에서 작업이 중단될 뻔했습니다.
이제 타이어를 제거해 줍니다. 타이어 제거 방법은 아래 링크해 놓은 동영상을 참조하시기 바랍니다. 하지만 동영상 처럼 되지 않아 주걱 역할을 하는 도구를 이용하여 타이어의 한쪽을 빼내고 난 뒤 튜브를 빼내는 도중에 튜브의 바람이 완전히 빠지지 않은 상태였다는 것을 알게 되었습니다. 아마도 튜브의 바람이 완전히 빠지지 않아서 동영상 처럼 되지 않았을 수 있습니다. 슈레더 밸브의 경우 밸브 안에 있는 핀을 눌러주면 바람이 빠집니다. 적당한 도구가 없어 에어펌프의 연결부를 꽂아놓고 레버로 잠그지 않은 상태에서 눌러서 바람을 뺏었습니다. 어쨌든 튜브를 빼내기 위해서는 튜브 내의 바람을 완전히 빼내어야 합니다.
모터허브에 타이어 및 스프라켓 장착
빼낸 타이어와 튜브를 모터 허브에 장착해 줍니다. 타이어 제거 방법의 역순으로 해주면 됩니다. 꼼꼼하게 타이어를 주물러 주어 안에 있는 튜브의 위치가 잘 자리 잡도록 해주고 바람을 넣어줍니다.
다음으로 모터허브의 보호용 캡과 고정용 너트 및 와샤를 모두 제거해 줍니다. 스프라켓 쪽에는 모터 컨트롤 케이블이 나사 안쪽을 통과하여 설치되어 있으므로 케이블이 손상되지 않도록 빼내어 줍니다.
순정 바퀴에서 분리한 스프라켓의 중심홀에 먼저 모터 컨트롤 케이블을 끼워 넣고 스프라켓을 모터 허브의 스프라켓 장착부에 시계방향으로 돌려 장착합니다. 장착할 때는 몽키스패너를 이용하여 손 힘만으로 단단하게 장착해도 됩니다.
뒷바퀴 드롭아웃 슬롯에 모터 허브 장착
모터 허브를 장착할 때 많은 시간이 소요되었습니다. 첫 번째로 브레이크 디스크가 자전거 프레임에 달린 브레이크 패드 사이로 잘 들어가는지 여부와 두 번째로 드롭아웃 슬롯에 잘 들어가는지에서 어려움이 있었습니다.
처음에는 브레이크 디스크의 스페이스 브래킷을 제거하지 않은 상태에서 작업을 했었습니다. 이 브래킷을 제거해야 된다는 것을 깨달을 때까지 넣었다 뺏다를 반복하는 중에 시간이 소요(브레이크 패드에 걸려 드롭아웃 슬롯 근처도 못 감)되었으며 허브 축에 끼워 넣는 와샤의 구성을 결정하는 데에도 시간이 소요되었습니다.
업체 측 예시를 살펴보면 자전거 프레임의 바퀴장착부(포크)의 폭에 따라 일반 와샤와 스톱퍼 와샤를 조합해서 장착하고 있습니다. 여기에 더불어 디스크 브레이크가 패드 사이에 안착하도록 조합해야 합니다.
우선 브레이크 패드가 조금이나마 움직일 수 있도록 고정 나사를 풀어주어 장착 시 브레이크 디스크가 패드 사이에 잘 들어가도록 여유를 확보해 줍니다.
업체는 얇은 와샤 1개, 두꺼운 와샤 1개, 스톱퍼 와샤 2개를 제공하고 있습니다. 포크의 드롭아웃 슬롯 안에 들어가야 할 와샤의 설치 구성은 아래와 같습니다.
드롭아웃 슬롯 - 두꺼운 와샤 - 기어 스프라켓 - 모터허브 - 브레이크 디스크 - 얇은 와샤 - 스토퍼와샤 - 드롭아웃 슬롯
▶ 뒷바퀴 장착 시 유의 사항
1. 자전거 체인을 6단 기어에 먼저 걸어놓고 끼워 넣으세요
2. 모터 컨트롤 케이블이 전방을 향하도록 하고 끼워 넣으세요. 상기 사진의 두꺼운 와샤 예시 사진처럼 컨트롤 케이블이 나오는 부분의 꺾어질 수 있도록 파인 U자홈이 보여서는 안 됩니다. 힘들게 끼워 넣었는데 다시 작업해야 했습니다.
▶ 모터허브 끼워 넣는 방법
1. 자전거 체인을 먼저 걸고 브레이크 디스크가 패드 사이에 들어간 상태에서 최대한 드롭아웃 슬롯에 가깝게 합니다.
2. 모터 컨트롤 케이블이 전방으로 꺾이도록 위치시키면서 허브축의 평평한 면과 드롭아웃 슬롯이 최대한 평행하도록 위치시킵니다.
3. 스프라켓 쪽의 드롭아웃 슬롯에 두꺼운 와샤가 살짝 거치도록 끼워 넣고 브레이크 패드 쪽을 보면 스토퍼 와샤가 드롭아웃 슬롯에 걸려있는 것을 볼 수 있습니다. 포크를 바깥으로 벌려주면서 스토퍼 와샤를 밀어 넣습니다.
4. 스프라켓 쪽 포크 역시 바깥으로 벌려주면서 드롭아웃 슬롯에 걸쳐있는 와샤를 완전히 밀어 넣어줍니다.
간단히 얘기하자면 포크를 바깥으로 벌려주면서 뒷바퀴를 장착해야 합니다.
장착이 되면 순정 바퀴가 있던 위치보다는 덜 들어가게 됩니다. 모터 허브 축이 더 두껍습니다. 스프라켓 쪽 축은 더 이상 앞으로 움직이지 않게 된 상태입니다. 따라서 바퀴가 자전거 센터축과 일치하도록 브레이크 디스크 쪽 축을 앞뒤로 살짝씩 조절해 줍니다. 일치가 되었으면 고정용 너트를 채워줍니다. 이제 스프라켓 쪽 드롭아웃 슬롯 바깥쪽에 스토퍼 와샤를 끼워주고 고정용 너트를 채워주면 됩니다.
* 와샤의 조합은 제공되는 와샤만을 사용하여 교체할 경우에 이렇게 해야 합니다. 다만 별도의 두께별 와샤가 있다면 포크를 바깥으로 벌리지 않고도 브레이크 디스크와 패드 간의 간섭이 없는 상태로 손쉽게 체결할 수 있을 것입니다.
PAS 센서 장착
PAS 센서를 장착하기 위해서는 크랭크암을 분리해야 합니다. 우선 크랭크암 볼트 캡을 제거하고 M14 소켓을 이용하여 고정용 볼트를 풀어줍니다.
아래 사진의 크랭크암 제거툴의 검은색 소켓 안의 은색 심이 최대한 안쪽으로 들어가도록 은색 M14 소켓 부분을 반시계방향으로 돌려줍니다. 검은색 소켓 안의 심이 최대한 안쪽으로 들어간 상태에서 상기 가운데 사진에 보이는 나사산에 최대한 채워 줍니다. 몽키 스패너를 사용하면 좋습니다. 이제 은색 M14 소켓 부분을 시계 방향으로 돌려주면 들어가 있던 은색 심이 툴 안에서 나오면서 페달축에 압력을 가하고 그 압력으로 인해 페달축에 고정되어 있는 크랭크암이 분리되도록 해줍니다.
크랭크암이 분리되면 자전거 프레임의 페달축 고정부(PAS 센서 부착 부위)와 PAS 센서의 접합부에 순간접착제를 발라서 아래 사진처럼 PAS 센서를 부착해 줍니다. 부착 후에 안쪽 경계면에도 보강을 위해 접착제를 추가로 발라줍니다.
다음으로 아래 사진처럼 마그네틱 휠을 끼워 넣어 주고 크랭크암을 부착해 줍니다.
자전거 거치대 장착
디스크 브레이크 쪽 드롭아웃 슬롯에는 자전거 거치대가 장착되어 있었습니다. 자전거 거치대는 순정 바퀴축에 끼울 수 있도록 구멍이 뚫려있고 또한 가로로 보이는 드롭아웃 슬롯 웨이에 맞춰져 움직이지 않은 상태에서 고정용 너트에 의해 축과 함께 고정되도록 되어 있습니다. 하지만 모터 허브의 축이 순정 바퀴축보다 두껍습니다. 또한 모터 허브를 장착할 때 스토퍼 와샤를 사용하여 드롭아웃 슬롯 웨이가 막히게 됩니다. 이는 자전거 거치대의 드롭아웃 슬롯 웨이에 맞춰지도록 되어 있는 거치대 고정부 형상과 스토퍼 와샤 간의 간섭을 발생시키고 단단하게 조이지 못하게 합니다. 자전거 거치대를 장착하기 위해서는 거치대의 구멍을 넓혀야 하고 간섭이 발생되는 고정부 형상을 제거해 주어야 단단하게 고정할 수 있습니다.
브레이크 핸들 교체 및 컨트롤러 배선
브레이크 핸들을 교체하기 위해서는 핸들바의 고무 손잡이를 빼내어야 합니다. 잘 안 빠지는데 돌리면서 빼면 그나마 수월합니다. 손잡이가 빠졌다면 변속기를 빼냅니다. 다음으로 앞바퀴와 뒷바퀴의 브레이크 와이어 고정 볼트를 풀어 브레이크를 느슨하게 해 줍니다. 느슨한 상태에서 브레이크를 잡으면 보이는 브레이크 와이어 걸이에서 와이어 멈치를 제거해 줍니다.
와이어 장력 조절 나사를 상기 사진과 같이 브레이크 핸들 홈과 일치하도록 정렬한 뒤 브레이크 와이어를 홈 사이로 빼내어줍니다. 브레이크 와이어는 그대로 사용할 것이므로 그대로 놓아두고 브레이크 핸들을 핸들바에서 빼내어 줍니다.
생각해 둔 핸들바 구성요소 위치에 따라 엄지 스로틀, S866 디스플레이, 기어 변속기, 전기자전거 변환키트에서 제공하는 브레이크 핸들을 적당한 위치에 장착합니다. 모든 구성품이 제자리에 위치했다면 브레이크 와이어를 와이어 걸이에 걸어준 뒤 장력조절 나사를 모두 잠가 줍니다. 핸들 두 개를 모두 완료했으면 앞서 풀어놓았던 브레이크 와이어 고정볼트를 잠가주는데 브레이크 와이어를 적당한 힘으로 당겨주면서 잠가줍니다. 고무 손잡이도 다시 끼워주어 마무리합니다.
브레이크 핸들의 컨트롤러 연결용 전선 두 개와 엄지 스로틀 제어 전선 한 개 S866 제어전선 한 개 해서 모두 4개의 전선을 기존 브레이크/변속기 와이어와 간섭이 생기지 않도록 한꺼번에 잘 묶어 놓습니다.
컨트롤러와 배터리를 장치할 수 있는 방수 트라이앵글 하드 케이스를 짐받이 아래 설치해 주고 케이스의 지퍼 끝단에 뚫려있는 구멍으로 4개의 전선과 PAS 센서 전선을 넣어줍니다. 가방을 통과한 전선을 아래 사진처럼 컨트롤러에 연결해 줍니다.
컨트롤러의 커넥터들은 잘못 연결되지 않도록 커넥터 종류 또는 암/수 등으로 잘 구분되어 있습니다. 모터 허브 연결용 방수잭은 컨트롤러를 케이스에 넣고 케이스의 구멍을 통해 우측으로 빼줍니다. 빼낸 연결잭을 모터 허브에서 나온 방수잭과 화살표가 일치하도록 끼워줍니다. 안으로 깊게 끼워주어야 합니다. 꽉 연결이 되지 않으면 S866에서 E 07 에러를 표시하게 됩니다. 거리가 짧기 때문에 변환 키트에 포함되어 온 모터 제어용 방수 연장 케이블은 사용하지 않습니다.
변속기 세팅
뒷바퀴를 모터 허브로 교체하면 스프라켓의 위치가 순정보다 대략 체인 폭만큼 자전거 프레임 포크와 더 가까워집니다. 순정 뒷바퀴에서의 6단 기어 위치가 모터 허브에서는 5단 기어 위치가 되고 1단으로 변경할 경우 1단 기어를 넘어가 체인이 빠지게 됩니다.
우선 기어 변속 핸들을 6단(현재는 5단) H에 위치시킵니다. 다음으로 변속기 몸체 아래에 있는 와이어 고정 너트를 풀어 장력을 없애줍니다. 이 상태에서 오른쪽 2번 하이 리미트 나사를 반시계 방향으로 풀어주면 뒷변속기 풀리가 6단 기어 쪽으로 움직이게 됩니다. 6단 기어에 맞게 풀리가 위치했다면 페달을 돌려 체인이 6단에 물리게 해 줍니다. 체인이 6단에 물렸을 때 풀리와 일직선이 되도록 나사를 조이거나 풀어줍니다.
1단을 조정하기 위해서는 왼쪽 L(3.L 로우 리미트) 나사를 조정해 주어야 합니다. 우선 기어가 저단으로 이동하도록 뒷변속기 몸체를 밀어주면서 페달을 돌립니다.
1단 기어와 풀리가 일직선으로 됐을 때 풀리가 더 이상 안쪽으로 들어가지 않도록 L 리미트 나사를 조여줍니다. 리미트 세팅은 완료되었습니다. 이제 밀어주고 있던 풀리몸체를 천천히 놓으면서 페달을 돌려 다시 6단으로 이동합니다. 이동한 후에 4번 와이어 장력 조절 너트를 잠가줍니다. 변속기 와이어를 약간 당기면서 1번 와이어 고정너트를 잠가줍니다. 페달을 돌리면서 변속기 레버를 변경해 봅니다. 만약 레버가 원하는 위치에 까지 가지 않는다면 4번 와이어 장력 조절 너트를 풀어주거나 1번 와이어 너트를 이용해서 와이어 장력을 수동으로 조절해 주면 변속기 레버의 이동 위치를 조절할 수 있습니다.
6단에서 체인과 짐받이 고정 볼트 간섭 수정
순정 뒷바퀴에서는 추가로 설치한 짐받이의 고정용 브래킷이 체인과 간섭이 발생하지 않았으나 모터 허브로 교체하면서 포크와 6단 기어에 물린 체인과의 거리가 가까워짐에 따라 포크에 장착된 짐받이 고정용 브래킷과 체인과의 간섭이 발생하였습니다. 간섭을 해소하기 위해 고정위치와 양면으로 된 짐받이 고정용 브래킷을 한 면만 사용하여 고정하게 되었습니다. 하중 지지는 충분합니다.
전기자전거 시험 운행 및 S866 세팅
배터리를 연결하고 PAS 센서 및 스로틀로 시험운행 해 보았습니다.
정지 중 PAS 2단계에서 페달을 밟으면 자전거가 앞으로 튀어나가는 것을 느낄 수 있습니다. 페달이 약 반바퀴 돌아갔을 때 모터가 작동하는 것 같습니다. 정지 중 PAS5단계에서 페달을 밟으면 앞바퀴가 약간 들리면서 나갑니다. PAS 센서로 작동할 때 속도에 따라 토크를 5단 속도까지 서서히 올리는 게 아니라 페달이 밟히고 있다고 인식이 되면 현재 속도와 상관없이 바로 5단 토크를 주는 것 같습니다. 급발진과 비슷하게 됩니다. 정지상태에서는 저단부터 출발해서 속도에 따라 한 단씩 올려가면서 타야 합니다. 스로틀은 단수에 따라 속도가 잘 적용됩니다. 3단에서의 풀 스로틀시 약 시속 18KM이고 5단에서 약 시속 25KM입니다. 모터 토크는 넘쳐나므로 바퀴사이즈에 따라 최고 속도는 더 나올 것입니다. 하지만 16인치 미니벨로에서 25KM 속도로 달리고 싶지는 않을 것입니다. 상당히 빠르다고 느끼는 속도는 18KM 3단이었습니다. 우선 닥터바이크 F-16으로 페달링 해서 낼 수 있는 최고 속도는 약 18KM입니다. 18KM가 되면 6단에서 페달이 헛돌게 됩니다. 더 속도를 내기 위해서는 앞기어를 더 큰 것으로 교체해야 할 것입니다.
▶ 기본 컨트롤러 세팅값(공장 설정)
P01: 2(S866 백라이트 밝기)
P02: 0(거리 단위 KM/마일)
P03: 36(배터리 전압)
P04: 10(10분 동안 작동 없으면 S866 꺼짐)
P05: 5(5단계 PAS 모드/스로틀 단계, 3:3단계, 9:9단계)
P06: 16(바퀴사이즈-인치)
P07: 1(기본값 1:홀센서 있는 경우)
P08: 100(100: 제한해제)
P09: 0(정지 상태에서 스로틀/PAS 사용)
P10: 2(드라이브 모드, 2:스로틀/PAS 동시 사용, 1:스로틀만 0:PAS만)
P11: 1(1~5, 부스트(모터 작동) 딜레이, 1: 노딜레이)
P12: 5(1~5, 부스트(모터 작동) 강도: 출발 시 모터 출력 세기, 0:스로틀 비활성화 5:컨트롤러 최대 성능)
P13: 8(PAS 마그네틱 개수)
P14: 13(전류 한계값)
P15: 31.0(고정됨, 컨트롤러 언더 볼트(DC30+-5)/ 배터리(28V-42V) 보호 볼트)
P16: + 버튼 5초 동안 누르기 -> 총 거리 초기화
P17: 0(쿠르즈 기능 사용유무, 1:풀 스로틀 유지 시 일정시간 후 자동 세팅, 브레이크 잡으면 해제, 0:사용 안 함)
P18: 100(속도 안 맞을 때 조정 비율 설정)
P19: 1(시스템 시작 시 PAS단계 0, 1: 시작 시 PAS 단계 1)
P20: 0(프로토콜 넘버 2 사용)
PAS에 대한 생각
장거리를 꾸준하게 달릴 경우 단계별로 PAS를 올리게 됨으로 유용할 것입니다(9단이 배터리 절약에 유리).
시내에서 가다 서다 반복할 경우에는 PAS가 고단인 상태이고 정지상태에서 페달링을 하게 되면 넘쳐나는 토크로 인해 자전거가 갑자기 앞으로 튀어나가는 것을 경험하게 됩니다.
정지 시에는 PAS가 고단이었다면 오토바이(시티 100)처럼 저단으로 변경해 주어야 안전합니다. 오토바이(시티 100)의 경우 정지 중 고단(토크가 딸림)에서 출발 시 앞으로 튀어나가지 않습니다.
따라서 PAS를 끄고 필요할 때마다 스로틀로 조절하는 게 더 안전하게 느껴집니다.
쿠르즈 기능은 풀 스로틀 유지 시 일정시간 후 자동 세팅되며 잘 작동합니다. 하지만 배터리 전력 소비가 감당되지 않을 것입니다.
스로틀 테스트 및 브레이크 작동 시 스로틀 정지 테스트
PAS 테스트
배터리 팩과 컨트롤러 전원선 XT60 커넥터 연결 시 스파크 발생
지극히 정상적인 현상이라고 합니다. 컨트롤러에는 기동용 콘덴서가 있고 짧은 시간 동안에 방전됩니다. 배터리를 연결하기 전에는 콘덴서가 텅 빈 상태에서 커넥터의 접촉단자가 미세하게 닫는 순간 콘덴서에서 큰 전류를 빨아들이게 되고 이때 접촉된 접촉단자의 좁은 면적 때문에 저항이 급격히 올라가 열이 발생하고 스파크가 생기게 된다고 합니다.
일단 한번 연결한 뒤 다시 커넥터를 뽑았다 연결하면 콘덴서가 방전되기 전이므로 큰 전류를 필요로 하지 않아 스파크가 발생하지 않게 됩니다.
스파크를 줄이는 방법으로는
1. 최초 접촉 면적을 넓게 하여 급격한 저항의 발생을 억제하는 방법
1-1. 커넥터를 빠르게 꼽는다.(미세하게 효과 있음)
2-1. 별도의 스위치를 통해 순간적으로 넓은 접촉면을 갖도록 한다.
2. 프리차징 회로를 구성하여 저전류로 콘덴서를 천천히 충전한 뒤 메인 커넥터를 연결하거나 프리차징 회로가 포함된 안티 스파크 커넥터를 사용하는 방법
프리차징 회로는 1W 30옴 저항이 필요하다고 합니다.
36V 배터리의 경우 큰 문제없이 사용할 수 있다고는 하나 커넥터에 스파크 자국이 남아 해결해 보기로 합니다. 우선 전기제품에서 나온 16A 250 VAC 스위치를 이용하여 온/오프 스위치로 사용하기로 하고 전원 커넥터 변환 케이블에 설치해 주었습니다. 장점으로는 스위치를 끔으로써 대기전류 소모를 줄일 수 있으며 스파크가 발생하더라도 스위치에서 발행하고 문제가 발생하더라도 좀 더 저렴한 스위치를 교체해 주면 해결될 것입니다. 주문한 온-오프-온 스위치가 도착하면 프리차징 회로를 구성하여 연결할 생각입니다.
KCD3 16A 250 AVC 온-오프-온 전원스위치
1PCS KCD3 Rocker Switch ON-OFF ON-OFF-ON 2 Position 3Pins Electrical equipment With Light Power Switch 16A 250V / 20A 125V AC -
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1W 30옴 저항
20pcs 1W Metal Film Resistor 2.4 2.7 3 24 27 30 240 270 300 R K Ohm 0.27ohm 1% Five-color Ring Resistance 2R4 2R7 3R 2.4K 2.7K
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스위치의 위치를 버튼표시 ⚊에 위치하면 1번과 2번이 연결됩니다. 버튼표시 ⚌에 위치하면 2번과 3번이 연결됩니다. 처음에는 1번과 3번을 뒤바뀌게 연결시켜 놓고 프리차징 회로가 아닌 배터리에 직접 연결됐다고 생각하여 작동을 시켰습니다. 스로틀을 올릴 때마다 모터가 움찔하면서 배터리 게이지가 출렁입니다. 모터가 컨트롤러의 콘덴서의 전력을 소비하면 배터리 게이지가 빈상태가 되고 프리차징 회로에서 천천히 충전되면서 배터리 게이지가 다시 차는 게 보입니다. 따라서 S866의 배터리 게이지는 배터리팩의 남은 전력을 보여주는 것이 아니라 컨트롤러의 콘덴서의 전력량을 표시한다는 것을 알게 되었습니다. 또한 여러 번 테스트하다 보니 1W 30옴 저항이 타버렸다는 걸 알게 되었습니다. 상기 사진의 연결 상태에서는 ⚊ 표시일 때 프리차징이 됩니다. ⚌ 표시일 때 정상적인 배터리팩 연결이 됩니다.
전기자전거 풀 스로틀 테스트 중 셧다운 발생
S866 디스플레이에 배터리 전압이 36V(배터리 약 50% 남은 상태)로 표시된 상태였고(배터리 3칸) 최대 전류값 13 암페어로 설정되었을 때 풀 스로틀시 셧다운되었습니다. 이때는 모터가 작동할 때 전압강하가 발생한다는 생각을 하지 못해 배터리 볼트가 36V이고 배터리 칸이 3칸으로 표시되어 있어 전력은 충분하다고 생각했었습니다. 일정 시간 지난 뒤 배터리 재연결시 작동했으나 이때 또 풀스로틀 테스트를 함으로써 다시 셧다운 되었고 한 번 더 셧다운을 반복한 뒤에는 다시 작동되지 않았습니다. 이후 배터리를 충전시켰습니다.
▶ 셧다운 추정 원인
1. BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)에 의해 셧다운
풀 스로틀시 배터리 팩의 특정셀이 BMS 설정값(예 2.9V) 이하로 떨어지는 경우 BMS에 의해 셧다운.
2. 컨트롤러 P15값(31V) 이하로 전압강하가 발행하여 이에 따라 셧다운.
3. 배터리 전압이 36V 이하인 경우
일반적인 작동 시에도 배터리 팩의 전압이 36V이하가 되면 셧다운 됩니다. 셧다운 됐을 때 멀티미터로 측정한 배터리팩 아웃 볼트는 35.9V였습니다. 배터리 팩을 완충하면 42.2V가 됩니다. 42V에서 36V로 전력이 소모될 때까지 사용할 수 있습니다. 현재의 배터리 팩의 용량이 부족한 느낌이 듭니다.
▶ 전압강하 테스트(측정 전압 표시 모드)
전류 한계값 10A로 세팅하고 언덕에서 풀스로틀시(로드 시) 약 4.5V 전압강하(39V -> 34.5V) 발생하였습니다.
속도 기준으로 PAS 저단에서 전압강하 더 많이 발생하는 것 같습니다. 즉 스로틀 강도에 따라 토크가 많이 발생하고 전압강하도 많이 되는 것 같습니다.
- PAS 3단에서 풀 스로틀시 속도 약 18KM 약 4.5V 전압강하
- PAS 5단에서 절반 스로틀시 약 18KM 약 2.5~3V 전압강하
▶ 수정 컨트롤러 세팅값
P01: 3(S866 백라이트 밝기)
P02: 0(거리 단위 KM/마일)
P03: 36(배터리 전압)
P04: 10(10분 동안 작동 없으면 S866 꺼짐)
P05: 5(5단계 PAS 모드/스로틀 단계, 3:3단계, 9:9단계)
P06: 16(바퀴사이즈-인치)
P07: 1(기본값 1:홀센서 있는 경우)
P08: 25(제한 속도 25km, 100: 제한해제)
P09: 0(정지 상태에서 스로틀/PAS 사용)
P10: 1(드라이브 모드, 2:스로틀/PAS 동시 사용, 1:스로틀만 0:PAS만)
P11: 1(1~5, 부스트(모터 작동) 딜레이, 1: 노딜레이)
P12: 1(1~5, 부스트(모터 작동) 강도: 출발 시 모터 출력 세기, 0:스로틀 비활성화 5:컨트롤러 최대 성능)
P13: 8(PAS 마그네틱 개수)
P14: 10(전류 한계값)
P15: 31.0(고정됨, 컨트롤러 언더 볼트(DC30+-5)/ 배터리(28V-42V) 보호 볼트)
P16: + 버튼 5초 동안 누르기 -> 총 거리 초기화
P17: 0(쿠르즈 기능 사용유무, 1:풀 스로틀 유지 시 일정시간 후 자동 세팅, 브레이크 잡으면 해제, 0:사용 안 함)
P18: 100(속도 안 맞을 때 조정 비율 설정)
P19: 1(시스템 시작 시 PAS단계 0, 1: 시작 시 PAS 단계 1)
P20: 0(프로토콜 넘버 2 사용)
S866 LCD에서 제어할 수 있는 헤드라이트 장착
구입한 36V LED 헤드라이트는 경적이 포함되어 있습니다. 따라서 제어 커넥터가 3 핀입니다. 하지만 S866은 단지 헤드라이트만 제어하므로 2 핀이고 두 핀 모두 암 커넥터입니다. LED 헤드라이트의 3핀 암커넥터를 2핀 수커넥터로 변경한 뒤 S866 커넥터에 연결해 주었습니다.
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무선 후미등 KS-SF31 장착
무선으로 제어할 수 있는 충전식 후미등을 장착하였습니다. 가속도 센서로 속도가 줄어들 경우 자동차의 브레이크등처럼 밝게 표시됩니다. 좌/우 깜빡이를 표시할 수 있습니다. 경적/도난 방지기능도 있습니다. 도난 방지는 락을 걸어놓았을 때 속도 변화를 감지하면 경고음이 울리는 방식 같습니다. 기본적으로 사운드 소리가 너무 크게 설정되어 있으므로 사운드 크기를 작게 줄여주는 게 좋을 것 같습니다.
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전기 자전거로 변환하기 위해 꼭 보아야 할 동영상
▶ 타이어 튜브 교체 참조 영상
▶ 전기자전거 변환키트 설치 참조 영상
▶ 프리휠 스프라켓 분리 참조 영상
▶ KT-8C PAS SENSOR 설치 참조 영상
▶ LCD 디스플레이 S866 사용 및 설정 참조 영상
▶ 변속기 재설정 참조 영상
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