von: Anonym
Re: Nachrüstung temporärer E-Antrieb - 06.07.20 07:30
Mit dem automatischen Ausschwenken bei 25km/h (die Reibrolle wird von jeder Radgröße gleich angetrieben) befreit sich das System von dem Problem der Überdrehzahl ähnlich einem Freilauf. Schon mal gut. Wenn @radler-dd die Unterstützung noch bei 10 - 12% als wirksam empfunden hat, klingt das auch gut. Das Justieren und das Ein-/Ausklinken unter Nutzung des Kniehebelprinzips ist auch sehr clever (beim seeligen Velosolex war das anders).
Schauen wir mal, was wir aus den wenigen Daten der HP und scharfem Hingucken dort herauslutschen bzw. herausorakeln können.
25km/h und 250W heißt, dass der Motor mit 36N am Reifen hilft (egal welche Reifengröße). Meist wird das in der Ebene nicht gebraucht, so dass er dort viel weniger unterstützen muss. Aber wenn der Motor voll mit 250W schieben müsste und die Reibrolle mit 50mm schätzt wird, dann dreht sie mit 2653rpm und liefert 0,9Nm (0,9Nm x 2 x pi x 2653rpm / 60 = 250W). Von der Gesetzeslage sind echte 250W am Reifen erlaubt, d.h. der Motor darf z.B. 300W produzieren bzw. elektrisch aufnehmen, wenn er 50W in Verluste, Reibung und Walken verballert (der Akku muss halt zahlen). Deshalb rechnen wir im weiteren mal ohne Verluste.
Jetzt mal mit Kreuzotter ein paar Fälle gerechnet:
- Fahrt mit 25km/h und einer leichten Steigung, so dass volle 250W von Motor und 150W von Fahrer notwendig sind.
78kg + 20kg + 17kg, 25km/h, 400W: Es werden noch 3% Steigung geschafft. Ohne Gepäck mit Motor knapp 4%, ohne Motor und ohne Gepäck 0% (genau die Grenze für einen 150W-Fahrer in der Ebene, Gepäck spielt nur als Luftwiderstand eine Rolle).
- Jetzt mal nur mit 10km/h. Wenn wir jetzt mal annehmen, der Motor verhält sich wie ein typischer, geregelter Grunddrehzahl-Magnetmotor, dann liefert er immer noch 0,9Nm bzw. 36N an das Hinterrad, aber nun entspricht dies nur noch 100W. Drehmoment und Leistung sind zwei unterschiedliche Größen, man darf nicht einfach den Strom und damit das Drehmoment 2,5-fach hochsetzen, um wieder 250W zu haben. Also:
78kg + 20kg + 17kg, 10km/h, 250W: Jetzt sind 7% Steigung möglich, ohne Motor
- Nochmals weiter runter, also auf 5km/h. Der Motor liefert immer noch sein volles Drehmoment von 0,9Nm, aber jetzt bedeutet dies nur noch 50W. Also:
78kg + 20kg + 17kg, 5km/h, 200W: Jetzt sind 12% Steigung möglich. Das passt zu @radler-dd. Ohne Motor, also nur mit 150W Fahrer sind es knapp 9%.
Also insgesamt scheint mir das System ziemlich geschickt ausgelegt zu sein. Die Unterstützung am Berg ist doch recht gut, aber eben prinzipbedingt begrenzt. Das ist gut für hügelige Landschaft, aber nicht der Spezialist für lange Gebirgspässe. Die Details des Verhaltens kann nur @radler-dd berichten. Grundsätzlich kann jeder Magnetmotor so geregelt werden, dass er auch beim Stillstand thermisch dauerfest ist. D.h. aber z.B. strikte Beschränkung auf die 0,9Nm oben, wenn man die mal als thermisch zulässiges Dauerdrehmoment nimmt. Eigentlich wegen fehlendem Fahrtwind im Stillstand vielleicht sogar etwas weniger, aber dafür hat er im Stillstand fast keine Eisenverluste, so dass es wieder passt. Warum überhitzen so viele Motoren am Berg? Weil die Stromregelung entweder gar nicht vorhanden ist oder so schlecht, dass sie einfach den Strom nicht genügend begrenzt und/oder gezielt überlastet wird, um das fehlende Dauerdrehmoment zu kaschieren (in der Hoffnung, dass die Bergfahrt nur kurz ist).
Die aktuellen E-Car-Magnetmotoren mit ihren Regelungen haben ein paar mehr Tricks noch auf Lager, die aber vermutlich bei den E-Bike-Systemen (noch) nicht genutzt werden.
Schauen wir mal, was wir aus den wenigen Daten der HP und scharfem Hingucken dort herauslutschen bzw. herausorakeln können.
25km/h und 250W heißt, dass der Motor mit 36N am Reifen hilft (egal welche Reifengröße). Meist wird das in der Ebene nicht gebraucht, so dass er dort viel weniger unterstützen muss. Aber wenn der Motor voll mit 250W schieben müsste und die Reibrolle mit 50mm schätzt wird, dann dreht sie mit 2653rpm und liefert 0,9Nm (0,9Nm x 2 x pi x 2653rpm / 60 = 250W). Von der Gesetzeslage sind echte 250W am Reifen erlaubt, d.h. der Motor darf z.B. 300W produzieren bzw. elektrisch aufnehmen, wenn er 50W in Verluste, Reibung und Walken verballert (der Akku muss halt zahlen). Deshalb rechnen wir im weiteren mal ohne Verluste.
Jetzt mal mit Kreuzotter ein paar Fälle gerechnet:
- Fahrt mit 25km/h und einer leichten Steigung, so dass volle 250W von Motor und 150W von Fahrer notwendig sind.
78kg + 20kg + 17kg, 25km/h, 400W: Es werden noch 3% Steigung geschafft. Ohne Gepäck mit Motor knapp 4%, ohne Motor und ohne Gepäck 0% (genau die Grenze für einen 150W-Fahrer in der Ebene, Gepäck spielt nur als Luftwiderstand eine Rolle).
- Jetzt mal nur mit 10km/h. Wenn wir jetzt mal annehmen, der Motor verhält sich wie ein typischer, geregelter Grunddrehzahl-Magnetmotor, dann liefert er immer noch 0,9Nm bzw. 36N an das Hinterrad, aber nun entspricht dies nur noch 100W. Drehmoment und Leistung sind zwei unterschiedliche Größen, man darf nicht einfach den Strom und damit das Drehmoment 2,5-fach hochsetzen, um wieder 250W zu haben. Also:
78kg + 20kg + 17kg, 10km/h, 250W: Jetzt sind 7% Steigung möglich, ohne Motor
- Nochmals weiter runter, also auf 5km/h. Der Motor liefert immer noch sein volles Drehmoment von 0,9Nm, aber jetzt bedeutet dies nur noch 50W. Also:
78kg + 20kg + 17kg, 5km/h, 200W: Jetzt sind 12% Steigung möglich. Das passt zu @radler-dd. Ohne Motor, also nur mit 150W Fahrer sind es knapp 9%.
Also insgesamt scheint mir das System ziemlich geschickt ausgelegt zu sein. Die Unterstützung am Berg ist doch recht gut, aber eben prinzipbedingt begrenzt. Das ist gut für hügelige Landschaft, aber nicht der Spezialist für lange Gebirgspässe. Die Details des Verhaltens kann nur @radler-dd berichten. Grundsätzlich kann jeder Magnetmotor so geregelt werden, dass er auch beim Stillstand thermisch dauerfest ist. D.h. aber z.B. strikte Beschränkung auf die 0,9Nm oben, wenn man die mal als thermisch zulässiges Dauerdrehmoment nimmt. Eigentlich wegen fehlendem Fahrtwind im Stillstand vielleicht sogar etwas weniger, aber dafür hat er im Stillstand fast keine Eisenverluste, so dass es wieder passt. Warum überhitzen so viele Motoren am Berg? Weil die Stromregelung entweder gar nicht vorhanden ist oder so schlecht, dass sie einfach den Strom nicht genügend begrenzt und/oder gezielt überlastet wird, um das fehlende Dauerdrehmoment zu kaschieren (in der Hoffnung, dass die Bergfahrt nur kurz ist).
Die aktuellen E-Car-Magnetmotoren mit ihren Regelungen haben ein paar mehr Tricks noch auf Lager, die aber vermutlich bei den E-Bike-Systemen (noch) nicht genutzt werden.