Herbstrückblick 2011 auf die Entwicklung der Pedelec
Verfasst: Freitag 11. November 2011, 19:54
Saisonrückblick 2011 auf die Entwicklung der Pedelec.
Am Ende der Saison bietet sich die Gelegenheit, eine Bilanz des "Fahrrad
sommers" zu ziehen. Auch im Sommer treiben die Firmen, im Kampf um
Marktanteile die Entwicklung weiter. Manches ist noch nicht ausgereift &
wird wohl erst im Frühjahr in den Geschäften stehen. Die aus meiner Sicht gravierensten Entwicklungen seien im Folgenden erwähnt.
1. Das "elektrische Getriebe" hält Einzug.
Das ist unpräzise aber einprägsam. Soll heißen, die Schaltvorgänge steuert eine Überwachungsschaltung die den Wirkungsgrad des Motors im Auge hat.Viele Pedelecfahrer verfügen nur über ein "geringes technisches Verständnis".Oft fehlt auch das Interesse. Folge: die Räder werden "falsch gefahren". Die negativen Folgen werden dem Rad angelastet & nicht der "falschen Fahrweise". Hier setzen die Entwickler an. Um eine maximale Reichweite zu erzielen, muß die Tretunterstützung optimiert werden. Viele Fahrer wählen am Berg & bei Gegenwind
eine zu große Übersetzung. ( zu kleines Ritzel hinten)
Es wird mit gleicher Kraft getreten, aber zu kleiner Drehzahl, die
Motorunterstützung wird gering. Man schaltet in eine höhere Unterstüt-
zungsstufe, was einen Ausgleich bewirkt. Die Motordrehzahl ist jedoch
verhältnismäßig gering, ( am Berg & Gegenwind ) der Wirkungsgrad
sinkt.Der Motor beginnt Strom zu ziehen, ohne eine adäquate Leistung zu
bringen. Vergleichbar als führe man im 4.Gang ( bei einem 5.Ganggetriebe) mit Vollgas auf der Autobahn. Der Arbeitspunkt des Elektromotors auf seiner "Arbeitsskennlinie" bewegt sich in Richtung
"magnetische Sättigung", von daher der unverhältnismäßige Stromanstieg
Technisch betrachtet müßte ein automatisches Getriebe
( Planeten-Getriebe-Variante ) für eine Drehzahlerhöhung des Rotors sorgen. Bion-X arbeitet an einer Lösung, ob andere Hersteller in aller Stille am gleichen Problem arbeiten weiß ich nicht, vermute es aber.
So versucht man als Zwischenlösung die herkömmlichen Schaltungen zu
optimieren. Beim Pedelec wird sich wohl das elektrisch,- mit kleinem Servosteller ( Motor oder Magnetsteller ) elektronisch gesteuerte Schaltwerk durchsetzen. Strom ist da, eine Steuerung kann leicht als "Chip" mit in die Gesamtsteuerung integriert werden. Schwierig wird es,
wenn man versucht solche Schaltwerke ans normale Rad anzupassen, damit sind die Schaltwerkhersteller eifrig beschäftigt. Eine Alternative stellt das hydraulisch gesteuerte Schaltwerk da. Es ist zur Zeit eine ernste Alternative zum elektrischen Schaltwerk, & bietet Vorteile beim Normalrad, wegen der nicht notwendigen Spannungsversorgung. In die Tat umgesetzt haben zur Zeit 3 Hersteller den "Automaten".
1.die "Nu-Vinci Schaltung N360 - Typ "Harmony" (der Fa. Fallbrook) bei der eine Trittfrequenz von z.B. 45 ..50 oder ähnlich eingestellt wird.
Der Schaltautomat ändert dann sebstständig die Übersetzung
bei wechselnder Last, wenn man mit annähernd gleicher Trittkraft und gleicher Tittfrequenz fährt, für die Pedelecunterstützung ideal. Weniger ausgereift ist die "Automatix" von "S-Ram". Fliehkraftgewichte schalten bei ~ 14 kmh um, ähnlich wie die Saxonette mittels Fliehkraftgewichten bei ~ 12kmh einkuppelt. Da sie nur 2-Gänge hat, wird man sehen ob der
Markt das annimmt, oder mehr Schaltstufen fliehkraftgesteuert notwendig
sind.
2. Eine automatisch schaltende Rücktrittnabe mit 7 Gängen hat der Her-
steller "JD" mit seiner "TranzX-AGT" ( Automatic-Gear-Transmission )
herausgebracht. Getriebe & Bremse in einem Gehäuse löst bei mir Skepsis aus. Wo bleibt der Abrieb der Bremse? Wird er zum Schmirgel für die Zahnräder ? Eine separate Bremse wäre mir da vertrauenserweckender. Wer wechseltdie Bremsbeläge bei einer "so verbauten Bremse"aus ? Das wird sicherlich nicht für "Heimwerker" geeignet sein. Nächstes Jahr werden wir sicherlich bezüglich der Kundenakzeptanz mehr wissen. Ob die Betriebssicherheit
sich als ausreichend erweist, sieht man dann auch. Für geübte Fahrer & "Puristen" wird das "bowdenzugesteuerte Schaltwerk" vermutlich
die bevorzugte Wahl bleiben, weil weniger störanfällig & billiger.
Die Kette als Kraftübertragungsteil bekommt ebenfalls Konkurenz. Der
Kardanantrieb & der Zahnriemen machen mobil. Beim Zahnriemen scheint die Sache auf stabileren Füssen zu stehen, weil sich ein Zulieferer mit großer Sachkompetenz der Sache angenommen hat. "Gates" als
spezialisierter "Carbon-Riemenhersteller" stellt nicht nur den Riemen her,
sondern bietet das Ganze als Antrieb den Radherstellern an. Riemen samt angepassten Zahnrädern. Seitdem der Riemen eine mittige Führungsnut & die Zahnräder einen angepassten Führungssteg haben, läuft der Antrieb ohne das Problem, daß der Riemen abspringt. Aus der Startphase, daß man den Riemen nur an hochpreisigen "Edelrädern" verwendet, ist man heraus. Der Riemenantrieb hält Einzug bei Mittelklasserädern & Pedelecs. Besonders bei Pedelecs sind gute Marktchancen zu erwarten. Das der Riemen etwas mehr an "Biegearbeit" verbraucht als die Kette, mit ihren vielen Einzelgelenken wird rasch einleuchten. Da beim Pedelec der Motoranteil
beim Vortrieb stets zunimmt, kommt diesem Nachteil in Zukunft
immer weniger Bedeutung zu. Waren vor ~ 6 Jahren Unterstützungen von
25% Gang & Gäbe, läuft heute unter 50% nichts mehr. ( Tendenz steigend) Der Riemenantrieb verschmiert nicht mehr die Hosen. Auf einen Kettenschutz kann verzichtet werden. Da er offen läuft, sieht man gleich ob etwas klemmt oder nicht in Ordnung ist. Fremkörper lassen sich leicht entfernen. Die Standzeit des Riemens scheint der Kette ebenbürtig zu sein. Erfahrungen über 10 Jahre liegen noch nicht vor, doch lange
Belastungstests versprechen Langlebigkeit. Ein Haken ist
noch an der Sache. Der Riemen verträgt sich nicht mit der Kettenschaltung. Er erfordert zur Zeit noch eine Nabenschaltung. Ob das auf Dauer ein Nachteil ist, bleibt Spekulation, da die Getriebe an Gebrauchstüchtigkeit gewaltig aufholen. ( Stichwort- el.Automatik ) Da zur Zeit auch Entwicklungen laufen um das Getriebe mit dem Tretlager zu verbinden, weiß niemand wo die Entwicklung endet. Gelänge es, das Tretlagergetriebe mit dem Mittelmotor zu kombinieren, würden sich neue Anwendungsfelder ergebeben. Da es bereits solche Getriebe gibt, wohl zu "Traumpreisen", ist das keine "Kaffesatzleserei" sondern real.
Nimmt man die zu vermutenden Weiterentwicklungen als Grundlage, kommt man zu dem Schluß, daß sich das Pedelec langsam aber stetig
vom Fahrrad fort entwickeln wird, zu einer "eigenen Gattung". Die mit der Akkuweiterentwicklung zunehmende Energie, macht es möglich, Veränderungen vorzunehmen die einseits angenehm sind, objektiv betrachtet das "System Fahrrad" jedoch negativ belasten. Beispiele: Dicke Reifen erhöhen den Fahrkomfort, verschlechtern aber den Rollwiderstand. Elektrische Getriebe verbessern einerseits
den Motorwirkungsgrad & die Schaltbequemlichkeit, erhöhen aber das Fahrgewicht & die Störanfälligkeit. Der Zahnriemen kann offen laufen, ist sauber, wartungsarm, erhöht aber die mechanischen Übertragungsverluste. Größeres Fahrzeuggewicht gleicht der Motor größtenteils aus. Das schafft Spielraum zu Entwicklungen, weg vom Fahrrad-Design. Der Kardanantrieb krankt etwas an der Sache, daß zur Zeit nur 2 Radhersteller an diesem Antrieb arbeiten, um ihn dann in eigenen Rädern zu vermarkten.
Diese Firmen sind die Fa. Urban-Bike-Concepts BV. aus Holland
( Utrecht) & der dänische Hersteller Biomega ( weniger bekannt ) Da beide Firmen keine großen Stückzahlen erreichen, bleibt wenig Gewinn über, um in Forschung & Entwicklung stark zu investieren. Ohne dies wird man am Markt aber kaum Boden gewinnen. Würde der Kardanantrieb von einem Zuliefer hergestellt, der anschließend die "großen Radhersteller" beliefert, stände mehr Power hinter der Sache. Der Karanantrieb hat auch den Vorteil ( wie der Riemen ) keine verschmierten Hosenbeine mehr. Werden die Kegelräder gekapselt, kann Lanlebigkeit erwartet werden.Ob die Kardanwelle offen läuft, oder ins Rahmenrohr eingelassen wird,
ist noch offen. ( beides geht ) Ob eine Metallausführung oder ein ganz neues Konzept mit Kunststoff sinnvoller ist, oder ob es für verschiedene Anforderungs-Profile besser zwei Lösungsansätze geben muß, ist ungeklärt. Ich deute hier nur an, wie im Detail die Dinge oft schwierig werden. Kleinen Firmen fehlt da in der Regel das finanzielle Polster um längere Entwicklungen zu tragen.Der Kardanantrieb hat systembedingt 2 Kegelräder nötg um eine Kraftübertragung um einen
90 Grad-Winkel hinzukriegen, das bedingt Reibungsverluste. Das ist ähnlich ein Problem, wie beim Zahnriemen. Vieles spricht für eine Lösung mit Kunststoffteilen wo die Einzelräder nicht zu klein ausfallen dürfen, da die Materialfestigkeit nicht an Stahl heran reicht. ( der spezifische Flächendruck muß verringert werden ) Dafür tauscht man das Weglassen einer Kapselung mit Fett oder Öl & Gewicht ein.
Bei den Motoren kristallisiert sich mehr & mehr eine Entwicklung von 3 Säulen heraus. Der Heckmotor bleibt den "Sportfreunden mit erhöhtem Leistungsanspruch" vorbehalten. Er steht & fällt jedoch damit, ob es
gelingt eine Übersetzungsänderung wie oben beschrieben machbar zu machen. Gelingt dies nicht, wird sein Marktanteil rückläufig sein. Der "Allrounder" ist der Mittelmotor. Am Berg & bei Gegenwind unschlagbar.
Kombiniert mit einer elektronisch gesteuerten Schaltung löst er das
Wirkungsgradproblem (wie oben beschrieben) mit Bravour.Gelingt es den Bosch-Motor mit einem Tretlagergetriebe zu kombinieren, für einen Preis den die Mittelklasse noch tragen kann, wäre ein Durchbruch vollzogen. Die Sensoren des Boschantriebes könnten größtenteils genutzt werden. (Synergieeffekt) Als Krönung folgt logischereise eine Getriebeausführung als Automatik. Damit sähen die anderen Antriebsarten schlagartig
"alt - aus". Das dies so kommt, dafür sprechen einige Ansätze. Für die
Zielgruppe "anspruchsvolle Biker" - mit einem Rad der Mittelklase & Oberklasse bieten sich hier beste Marktchancen.
Unterteilt man feiner, wird der Boschantrieb das Rennen machen. Er bietet für die Entwickler zur Zeit die beste Plattform um mit Weiterentwicklung des Antriebkonzeptes voran zu kommen. Er ist im Detail bereits so "durchkonstruiert", wie es manch andere
Mitbewerber auf dem Motormarkt nicht nach 10 Jahren sind. Ob Panasonic die Herausforderung annimmt & seinen Antrieb modernisiert , möglichst etwas besser als Bosch zur Zeit, - wird man sehen. Da die Zuwachsraten für Pedelec sich fast überschlagen, ist die Motivation der Hersteller groß.
Für den gemütlichen Freizeitfahrer ist der Frontmotor die beste Wahl. Wer nur gemütlich spazieren fahren will, kommt mit einem kleinen 180 W Motor zurecht.. Für Touren ist der 250 W Motor jedoch ein Muß.
Da die Akkus mehr & mehr den Tagesbedarf an Leistung decken, kommt der Stromrückgewinnung ( Rekuperation) stets weniger Bedeutung zu. Die Stromrückgewinnung bringt in der Praxis 10% mehr an Reichweite. Diesen Wert habe ich in 5 Jahren Praxis als Durchschnitt ermittelt. Fährt man mit einem Akku mit 504 Wh, wie ich - nach der Umrüstung - was einer Reichweite von gut 70km ( mit 100% ) entspricht,
kann man auf die zusätzlichen 7 "Rekuperationskilometer" leicht verzichten. Die" von der Stange" beziehbaren Nachrüstakkus der 36V - Klasse bieten 750 Wh. Bei 48 V gibt es bereits 1000 Wh. - bei einem Maximalgewicht bis 5kg. Damit wäre aus technischer Sicht das Akkuproblem gelöst.
In der Praxis beschränken Verkaufsüberlegungen - Gewichtersparnis-Gründe - oder einfach mangelne Innovationsbereitschaft ob die Pedelec mit starken Akkus geliefert werden. Für ein Stadtrad weniger notwendig, für Tourer oder Sportfahrer aber ein starkes Kaufargument.
Für die Freunde des "S-Pedelec" kommt der Durchbruch in Sicht. Die Fa. Bulls bringt ein "E45" heraus mit "echtem" 500 W "Green-Mover" Heckmotor ( Außenläufer ohne Getriebe) ähnlich dem BionX-Motor, mit 2-stufiger Rekuperation ( stromrückgewinnende Motorbremse)
Eine artgerechte 36V - Technik mit 19Ah - Akku ~ 684 Wh. Kein Weltrekord, aber geeignet, bei einer angenommenen "km-Energie" von 14Wh ~ 50 km Fahrstrecke zu schaffen. Bei stromsparender Fahrweise wären auch 100 km "drin", aber dann ist der Spaßfaktor des "S-Pedelec" außer Kraft. Der Motor kan softwaremäßig auf 250 W vom Händler
umprogrammiert werden. ( für vorsichtige Anfänger ) Da der Preis um
3500 € schwanken wird, kein Spaß für Leute die genau rechnen müssen oder wollen. Ob jemand ein 250 W -Pedelec für ~ 3500 fahren möchte, scheint mir unwahrscheinlich, doch "Fans" gibt es, die danach nicht fragen.
Zur Reichweite:
Dem Spuk der oft wolkigen Reichweiten-Versprechen kann man entkommen, wenn man sich "eine Richtzahl" merkt. Diese Richtzahl heißt: " 7 Watth pro Kilometer " Der Wert bezieht sich auf einen Unterstützungsgrad von 100% . Bei S-Pedelec & Mountain-Bike im Gelände, rechnet man mit 10 ... 14 Wh/km - je nach Fahrweise.
Darunter empfindet man den Schub als "dünn", darüber nähert sich die Sache mehr & mehr dem "Mofafeeling". Wer etwas für die Gesundheit tun will, aber bei Bergfahrten & Gegenwind auch noch zurecht kommen will, ist mit 100% Unterstützung bestens bedient.
Heißt also: Akku hat 350 Wh - geteilt durch 7Wh gleich ~ 50 km Reich-
weite unter normalen Bedingungen
Akku hat 490 Wh - " geteilt durch 7Wh gleich ~70 km
" " 280 " - " " " " " " ~40 km " usw.
Möchte man mit z.B. 200% Unterstützung fahren, verringert sich die Reichweite auf etwa 60..70% zum Wert von 100%. Dies ergibt sich in der Praxis, weil der Antrieb nicht dauernd mit maximalem "Tritt" angesteuert wird. Ähnliches gilt, wenn man
300% ( BionX ) ins Verhältnis zu 200% setzt. Es genügt aber, sich den Richtwert von 7 Watth pro km Strecke ( für 100% ) einzuprägen.
Um nicht zu überziehen, schließe ich hier für Heute. Gruß Doran
Am Ende der Saison bietet sich die Gelegenheit, eine Bilanz des "Fahrrad
sommers" zu ziehen. Auch im Sommer treiben die Firmen, im Kampf um
Marktanteile die Entwicklung weiter. Manches ist noch nicht ausgereift &
wird wohl erst im Frühjahr in den Geschäften stehen. Die aus meiner Sicht gravierensten Entwicklungen seien im Folgenden erwähnt.
1. Das "elektrische Getriebe" hält Einzug.
Das ist unpräzise aber einprägsam. Soll heißen, die Schaltvorgänge steuert eine Überwachungsschaltung die den Wirkungsgrad des Motors im Auge hat.Viele Pedelecfahrer verfügen nur über ein "geringes technisches Verständnis".Oft fehlt auch das Interesse. Folge: die Räder werden "falsch gefahren". Die negativen Folgen werden dem Rad angelastet & nicht der "falschen Fahrweise". Hier setzen die Entwickler an. Um eine maximale Reichweite zu erzielen, muß die Tretunterstützung optimiert werden. Viele Fahrer wählen am Berg & bei Gegenwind
eine zu große Übersetzung. ( zu kleines Ritzel hinten)
Es wird mit gleicher Kraft getreten, aber zu kleiner Drehzahl, die
Motorunterstützung wird gering. Man schaltet in eine höhere Unterstüt-
zungsstufe, was einen Ausgleich bewirkt. Die Motordrehzahl ist jedoch
verhältnismäßig gering, ( am Berg & Gegenwind ) der Wirkungsgrad
sinkt.Der Motor beginnt Strom zu ziehen, ohne eine adäquate Leistung zu
bringen. Vergleichbar als führe man im 4.Gang ( bei einem 5.Ganggetriebe) mit Vollgas auf der Autobahn. Der Arbeitspunkt des Elektromotors auf seiner "Arbeitsskennlinie" bewegt sich in Richtung
"magnetische Sättigung", von daher der unverhältnismäßige Stromanstieg
Technisch betrachtet müßte ein automatisches Getriebe
( Planeten-Getriebe-Variante ) für eine Drehzahlerhöhung des Rotors sorgen. Bion-X arbeitet an einer Lösung, ob andere Hersteller in aller Stille am gleichen Problem arbeiten weiß ich nicht, vermute es aber.
So versucht man als Zwischenlösung die herkömmlichen Schaltungen zu
optimieren. Beim Pedelec wird sich wohl das elektrisch,- mit kleinem Servosteller ( Motor oder Magnetsteller ) elektronisch gesteuerte Schaltwerk durchsetzen. Strom ist da, eine Steuerung kann leicht als "Chip" mit in die Gesamtsteuerung integriert werden. Schwierig wird es,
wenn man versucht solche Schaltwerke ans normale Rad anzupassen, damit sind die Schaltwerkhersteller eifrig beschäftigt. Eine Alternative stellt das hydraulisch gesteuerte Schaltwerk da. Es ist zur Zeit eine ernste Alternative zum elektrischen Schaltwerk, & bietet Vorteile beim Normalrad, wegen der nicht notwendigen Spannungsversorgung. In die Tat umgesetzt haben zur Zeit 3 Hersteller den "Automaten".
1.die "Nu-Vinci Schaltung N360 - Typ "Harmony" (der Fa. Fallbrook) bei der eine Trittfrequenz von z.B. 45 ..50 oder ähnlich eingestellt wird.
Der Schaltautomat ändert dann sebstständig die Übersetzung
bei wechselnder Last, wenn man mit annähernd gleicher Trittkraft und gleicher Tittfrequenz fährt, für die Pedelecunterstützung ideal. Weniger ausgereift ist die "Automatix" von "S-Ram". Fliehkraftgewichte schalten bei ~ 14 kmh um, ähnlich wie die Saxonette mittels Fliehkraftgewichten bei ~ 12kmh einkuppelt. Da sie nur 2-Gänge hat, wird man sehen ob der
Markt das annimmt, oder mehr Schaltstufen fliehkraftgesteuert notwendig
sind.
2. Eine automatisch schaltende Rücktrittnabe mit 7 Gängen hat der Her-
steller "JD" mit seiner "TranzX-AGT" ( Automatic-Gear-Transmission )
herausgebracht. Getriebe & Bremse in einem Gehäuse löst bei mir Skepsis aus. Wo bleibt der Abrieb der Bremse? Wird er zum Schmirgel für die Zahnräder ? Eine separate Bremse wäre mir da vertrauenserweckender. Wer wechseltdie Bremsbeläge bei einer "so verbauten Bremse"aus ? Das wird sicherlich nicht für "Heimwerker" geeignet sein. Nächstes Jahr werden wir sicherlich bezüglich der Kundenakzeptanz mehr wissen. Ob die Betriebssicherheit
sich als ausreichend erweist, sieht man dann auch. Für geübte Fahrer & "Puristen" wird das "bowdenzugesteuerte Schaltwerk" vermutlich
die bevorzugte Wahl bleiben, weil weniger störanfällig & billiger.
Die Kette als Kraftübertragungsteil bekommt ebenfalls Konkurenz. Der
Kardanantrieb & der Zahnriemen machen mobil. Beim Zahnriemen scheint die Sache auf stabileren Füssen zu stehen, weil sich ein Zulieferer mit großer Sachkompetenz der Sache angenommen hat. "Gates" als
spezialisierter "Carbon-Riemenhersteller" stellt nicht nur den Riemen her,
sondern bietet das Ganze als Antrieb den Radherstellern an. Riemen samt angepassten Zahnrädern. Seitdem der Riemen eine mittige Führungsnut & die Zahnräder einen angepassten Führungssteg haben, läuft der Antrieb ohne das Problem, daß der Riemen abspringt. Aus der Startphase, daß man den Riemen nur an hochpreisigen "Edelrädern" verwendet, ist man heraus. Der Riemenantrieb hält Einzug bei Mittelklasserädern & Pedelecs. Besonders bei Pedelecs sind gute Marktchancen zu erwarten. Das der Riemen etwas mehr an "Biegearbeit" verbraucht als die Kette, mit ihren vielen Einzelgelenken wird rasch einleuchten. Da beim Pedelec der Motoranteil
beim Vortrieb stets zunimmt, kommt diesem Nachteil in Zukunft
immer weniger Bedeutung zu. Waren vor ~ 6 Jahren Unterstützungen von
25% Gang & Gäbe, läuft heute unter 50% nichts mehr. ( Tendenz steigend) Der Riemenantrieb verschmiert nicht mehr die Hosen. Auf einen Kettenschutz kann verzichtet werden. Da er offen läuft, sieht man gleich ob etwas klemmt oder nicht in Ordnung ist. Fremkörper lassen sich leicht entfernen. Die Standzeit des Riemens scheint der Kette ebenbürtig zu sein. Erfahrungen über 10 Jahre liegen noch nicht vor, doch lange
Belastungstests versprechen Langlebigkeit. Ein Haken ist
noch an der Sache. Der Riemen verträgt sich nicht mit der Kettenschaltung. Er erfordert zur Zeit noch eine Nabenschaltung. Ob das auf Dauer ein Nachteil ist, bleibt Spekulation, da die Getriebe an Gebrauchstüchtigkeit gewaltig aufholen. ( Stichwort- el.Automatik ) Da zur Zeit auch Entwicklungen laufen um das Getriebe mit dem Tretlager zu verbinden, weiß niemand wo die Entwicklung endet. Gelänge es, das Tretlagergetriebe mit dem Mittelmotor zu kombinieren, würden sich neue Anwendungsfelder ergebeben. Da es bereits solche Getriebe gibt, wohl zu "Traumpreisen", ist das keine "Kaffesatzleserei" sondern real.
Nimmt man die zu vermutenden Weiterentwicklungen als Grundlage, kommt man zu dem Schluß, daß sich das Pedelec langsam aber stetig
vom Fahrrad fort entwickeln wird, zu einer "eigenen Gattung". Die mit der Akkuweiterentwicklung zunehmende Energie, macht es möglich, Veränderungen vorzunehmen die einseits angenehm sind, objektiv betrachtet das "System Fahrrad" jedoch negativ belasten. Beispiele: Dicke Reifen erhöhen den Fahrkomfort, verschlechtern aber den Rollwiderstand. Elektrische Getriebe verbessern einerseits
den Motorwirkungsgrad & die Schaltbequemlichkeit, erhöhen aber das Fahrgewicht & die Störanfälligkeit. Der Zahnriemen kann offen laufen, ist sauber, wartungsarm, erhöht aber die mechanischen Übertragungsverluste. Größeres Fahrzeuggewicht gleicht der Motor größtenteils aus. Das schafft Spielraum zu Entwicklungen, weg vom Fahrrad-Design. Der Kardanantrieb krankt etwas an der Sache, daß zur Zeit nur 2 Radhersteller an diesem Antrieb arbeiten, um ihn dann in eigenen Rädern zu vermarkten.
Diese Firmen sind die Fa. Urban-Bike-Concepts BV. aus Holland
( Utrecht) & der dänische Hersteller Biomega ( weniger bekannt ) Da beide Firmen keine großen Stückzahlen erreichen, bleibt wenig Gewinn über, um in Forschung & Entwicklung stark zu investieren. Ohne dies wird man am Markt aber kaum Boden gewinnen. Würde der Kardanantrieb von einem Zuliefer hergestellt, der anschließend die "großen Radhersteller" beliefert, stände mehr Power hinter der Sache. Der Karanantrieb hat auch den Vorteil ( wie der Riemen ) keine verschmierten Hosenbeine mehr. Werden die Kegelräder gekapselt, kann Lanlebigkeit erwartet werden.Ob die Kardanwelle offen läuft, oder ins Rahmenrohr eingelassen wird,
ist noch offen. ( beides geht ) Ob eine Metallausführung oder ein ganz neues Konzept mit Kunststoff sinnvoller ist, oder ob es für verschiedene Anforderungs-Profile besser zwei Lösungsansätze geben muß, ist ungeklärt. Ich deute hier nur an, wie im Detail die Dinge oft schwierig werden. Kleinen Firmen fehlt da in der Regel das finanzielle Polster um längere Entwicklungen zu tragen.Der Kardanantrieb hat systembedingt 2 Kegelräder nötg um eine Kraftübertragung um einen
90 Grad-Winkel hinzukriegen, das bedingt Reibungsverluste. Das ist ähnlich ein Problem, wie beim Zahnriemen. Vieles spricht für eine Lösung mit Kunststoffteilen wo die Einzelräder nicht zu klein ausfallen dürfen, da die Materialfestigkeit nicht an Stahl heran reicht. ( der spezifische Flächendruck muß verringert werden ) Dafür tauscht man das Weglassen einer Kapselung mit Fett oder Öl & Gewicht ein.
Bei den Motoren kristallisiert sich mehr & mehr eine Entwicklung von 3 Säulen heraus. Der Heckmotor bleibt den "Sportfreunden mit erhöhtem Leistungsanspruch" vorbehalten. Er steht & fällt jedoch damit, ob es
gelingt eine Übersetzungsänderung wie oben beschrieben machbar zu machen. Gelingt dies nicht, wird sein Marktanteil rückläufig sein. Der "Allrounder" ist der Mittelmotor. Am Berg & bei Gegenwind unschlagbar.
Kombiniert mit einer elektronisch gesteuerten Schaltung löst er das
Wirkungsgradproblem (wie oben beschrieben) mit Bravour.Gelingt es den Bosch-Motor mit einem Tretlagergetriebe zu kombinieren, für einen Preis den die Mittelklasse noch tragen kann, wäre ein Durchbruch vollzogen. Die Sensoren des Boschantriebes könnten größtenteils genutzt werden. (Synergieeffekt) Als Krönung folgt logischereise eine Getriebeausführung als Automatik. Damit sähen die anderen Antriebsarten schlagartig
"alt - aus". Das dies so kommt, dafür sprechen einige Ansätze. Für die
Zielgruppe "anspruchsvolle Biker" - mit einem Rad der Mittelklase & Oberklasse bieten sich hier beste Marktchancen.
Unterteilt man feiner, wird der Boschantrieb das Rennen machen. Er bietet für die Entwickler zur Zeit die beste Plattform um mit Weiterentwicklung des Antriebkonzeptes voran zu kommen. Er ist im Detail bereits so "durchkonstruiert", wie es manch andere
Mitbewerber auf dem Motormarkt nicht nach 10 Jahren sind. Ob Panasonic die Herausforderung annimmt & seinen Antrieb modernisiert , möglichst etwas besser als Bosch zur Zeit, - wird man sehen. Da die Zuwachsraten für Pedelec sich fast überschlagen, ist die Motivation der Hersteller groß.
Für den gemütlichen Freizeitfahrer ist der Frontmotor die beste Wahl. Wer nur gemütlich spazieren fahren will, kommt mit einem kleinen 180 W Motor zurecht.. Für Touren ist der 250 W Motor jedoch ein Muß.
Da die Akkus mehr & mehr den Tagesbedarf an Leistung decken, kommt der Stromrückgewinnung ( Rekuperation) stets weniger Bedeutung zu. Die Stromrückgewinnung bringt in der Praxis 10% mehr an Reichweite. Diesen Wert habe ich in 5 Jahren Praxis als Durchschnitt ermittelt. Fährt man mit einem Akku mit 504 Wh, wie ich - nach der Umrüstung - was einer Reichweite von gut 70km ( mit 100% ) entspricht,
kann man auf die zusätzlichen 7 "Rekuperationskilometer" leicht verzichten. Die" von der Stange" beziehbaren Nachrüstakkus der 36V - Klasse bieten 750 Wh. Bei 48 V gibt es bereits 1000 Wh. - bei einem Maximalgewicht bis 5kg. Damit wäre aus technischer Sicht das Akkuproblem gelöst.
In der Praxis beschränken Verkaufsüberlegungen - Gewichtersparnis-Gründe - oder einfach mangelne Innovationsbereitschaft ob die Pedelec mit starken Akkus geliefert werden. Für ein Stadtrad weniger notwendig, für Tourer oder Sportfahrer aber ein starkes Kaufargument.
Für die Freunde des "S-Pedelec" kommt der Durchbruch in Sicht. Die Fa. Bulls bringt ein "E45" heraus mit "echtem" 500 W "Green-Mover" Heckmotor ( Außenläufer ohne Getriebe) ähnlich dem BionX-Motor, mit 2-stufiger Rekuperation ( stromrückgewinnende Motorbremse)
Eine artgerechte 36V - Technik mit 19Ah - Akku ~ 684 Wh. Kein Weltrekord, aber geeignet, bei einer angenommenen "km-Energie" von 14Wh ~ 50 km Fahrstrecke zu schaffen. Bei stromsparender Fahrweise wären auch 100 km "drin", aber dann ist der Spaßfaktor des "S-Pedelec" außer Kraft. Der Motor kan softwaremäßig auf 250 W vom Händler
umprogrammiert werden. ( für vorsichtige Anfänger ) Da der Preis um
3500 € schwanken wird, kein Spaß für Leute die genau rechnen müssen oder wollen. Ob jemand ein 250 W -Pedelec für ~ 3500 fahren möchte, scheint mir unwahrscheinlich, doch "Fans" gibt es, die danach nicht fragen.
Zur Reichweite:
Dem Spuk der oft wolkigen Reichweiten-Versprechen kann man entkommen, wenn man sich "eine Richtzahl" merkt. Diese Richtzahl heißt: " 7 Watth pro Kilometer " Der Wert bezieht sich auf einen Unterstützungsgrad von 100% . Bei S-Pedelec & Mountain-Bike im Gelände, rechnet man mit 10 ... 14 Wh/km - je nach Fahrweise.
Darunter empfindet man den Schub als "dünn", darüber nähert sich die Sache mehr & mehr dem "Mofafeeling". Wer etwas für die Gesundheit tun will, aber bei Bergfahrten & Gegenwind auch noch zurecht kommen will, ist mit 100% Unterstützung bestens bedient.
Heißt also: Akku hat 350 Wh - geteilt durch 7Wh gleich ~ 50 km Reich-
weite unter normalen Bedingungen
Akku hat 490 Wh - " geteilt durch 7Wh gleich ~70 km
" " 280 " - " " " " " " ~40 km " usw.
Möchte man mit z.B. 200% Unterstützung fahren, verringert sich die Reichweite auf etwa 60..70% zum Wert von 100%. Dies ergibt sich in der Praxis, weil der Antrieb nicht dauernd mit maximalem "Tritt" angesteuert wird. Ähnliches gilt, wenn man
300% ( BionX ) ins Verhältnis zu 200% setzt. Es genügt aber, sich den Richtwert von 7 Watth pro km Strecke ( für 100% ) einzuprägen.
Um nicht zu überziehen, schließe ich hier für Heute. Gruß Doran
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