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Effiziente Antriebe für klimaschonende Mobilität |
Motor:
Grundsätzlich unterscheidet man zwischen Radnaben-Motoren (in eine Felge eingespeichter Motor) und Antrieben, die über ein Getriebe, eine Kette oder einen Zahnriemen die Kraft auf das Rad übertragen (z.B. Getriebemotor an der Pedalwelle).
Die Motoren sind entweder klassisch mit Kohlebürsten oder bürstenlos und mit oder ohne Getriebe aufgebaut.
Gegenüber anderen Antriebsarten hat der Radnabenmotor signifikante Vorteile:
- Beste Ausnutzung der Batterieenergie
Die Umsetzung der elektrischen in mechanische Energie erfolgt im Rad selbst. Es gibt keinen kürzeren Weg der Kraftübertragung als die vom Elektromotor über den Reifen auf die Straße.
Es gibt daher auch keine Leistungsverluste in mechanischen Übertragungselementen (Kettenräder, Kette, Schaltnabe, Lager).
- Höhere Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Antriebskomponenten
Die beiden Antriebsquellen Fahrer und Motor wirken auf verschiedenen Wegen: Die Antriebsleistung des Fahrers wirkt über die Kette auf das Hinterrad. Die Antriebsleistung des Motors wirkt auf das Vorderrad. Bei diesem „Allradantrieb" entsteht keine zusätzliche Belastung der Antriebsteile Kette, Kettenräder, Schaltnabe und Reifen sondern eine ausgeglichene Lastverteilung.
Bei jedem Elektroantrieb, der auf die Pedale oder die Kette wirkt, muss die gesamte Antriebsleistung (Fahrer + Motor) zum Hinterrad und auf die Straße übertragen werden. Die Folge ist erhöhter Verschleiß von Kette, Kettenrädern, Lagern, Schaltung und Reifen. Das Ergebnis sind häufigerer Ausfall und kürzere Lebensdauer bei eigentlich gleich guten Fahrradteilen. Alternativ müssten diese Komponenten so ausgelegt werden, dass sie der ständig höheren Belastung gewachsen sind. Für die meisten Fahrräder ist dies völlig offen.
- Angenehmes Fahrverhalten, Schiebehilfe, Anhängerbetrieb
Bei Motoreinbau im Vorderrad führt der „Allradantrieb" außerdem zu einem angenehmen Fahrgefühl. Insbesondere bei schwer beladenen Fahrrädern zieht das angetriebene Vorderrad nach vorne in Lenkrichtung und stabilisiert dadurch das Fahrzeug.
Die Anfahrhilfe über das Vorderrad erleichtert das Anfahren erheblich, insbesondere bei einem schwer beladenen Fahrrad und bei ansteigender Straße.
Wenn auf sehr steilen Wegstrecken, auf Rampen oder beim Manövrieren auf verwinkelten Wegstrecken das Fahrrad geschoben werden muss, kann durch kontrollierten Einsatz des Motors die Führung des Fahrrades erheblich erleichtert und viel Kraft gespart werden. Das Fahrrad bewegt sich von alleine vorwärts und muss nur gelenkt werden.
Der Vorderradantrieb hat sich im Feldtest mit Postfahrrädern auch hervorragend im Anhängerbetrieb bewährt.
- Einfachere Wartung und Reparatur
Der Ein- und Ausbau und der Austausch eines Motors ist eine Sache von Minuten: Wie beim normalen Fahrrad wird einfach das Vorderrad getauscht (3 Schrauben). Insbesondere zum Ende der Lebensdauer bedeutet dies weniger Stillstandszeiten und geringere Kosten.
- Höhere Wirtschaftlichkeit
Durch den modularen Aufbau des Systems mit Radnabenmotor ist beim statistisch nie auszuschließenden Ausfall von Systemteilen nur das jeweilige Teil auszutauschen. Dies spart Zeit und Kosten.
Die bereits oben erwähnte längere Lebensdauer der Teile verbessert ebenfalls die Wirtschaftlichkeit im Sinne der „Life Cycle Cost".
Steuerung:
Die Geschwindigkeitssteuerung erfolgt bei fast allen Systemen über die Spannung. Das elektronische Steuergerät (extern oder im Motor eingebaut) reagiert auf ein Gebersignal und steuert danach die Drehzahl des Motors.
Eine mechanische Überlastung des Motors wird über eine Strom- und damit Drehmomentbegrenzung vermieden. Ein eingebauter Temperatursensor schützt den Motor vor einer thermischen Überlastung.
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