ExtraEnergy Test (Tag 1)

28 E-Räder werden in diesem Extra Energy Test gefahren- meine Hoffnung, einen besseren Überblick über den Markt zu bekommen scheint sich zu erfüllen. Von sportlichen bis gemütlichen, von ziemlich noblem bis unterste Preisklasse, alles ist dabei. Natürlich auch die neuen Motoren allen voran die Mittelmotoren z.B. von Bosch. Aber auch von BionX gibt es was Neues… Fehlen tun allerdings Sonderrahmen, es sind keine Trikes, Lasten- oder Liegeräder im Test. 

...solche Besonderheiten wie im Extra Energy Museum sind diesmal leider nicht dabei, Foto: www.eradhafen.de

Extra Energy Gelände vor der Wekrstatt, Foto: www.eradhafen.de

Die Strecken

Zur Begrüßung schien heute die Sonne! Nach dem Frühstück fuhren das Test-Team und die Testfahrer_innnen gemeinsam die beiden Strecken ab. Die erste etwas kürzere (5km) ist gemütlich und führt durch ein ruhiges bewaldetes Stück mit Schotterpiste. Die längere Strecke (8km) hat lang gezogenen Beschleunigungsabschnitt, Stop-and-Go Simulation (wie in der Stadt) und eine steile Anfahrt am Berg.

damit keiner falsch abbiegt wird die Strecke markiert..., Foto: www.eradhafen.de

Abgeschlossen wird das Ganze durch ein Stück in dem ohne Unterstützung gefahren wird. Diese Strecken, die an einer Reihe von kleinen Seen entlang gehen werden in den nächsten Tagen mit den 28 Testrädern abgefahren.

Messen der Leistung

Während der Fahrt messen verschiedene Sensoren die eigene Leistung und die des Motors (Geschwindigkeit, Trittfrequenz und Druck an der Pedale). Um die Unterschiede zum Fahren ohne Motor besser zu sehen, dient als Vergleich die

...dieses Pedal hjat einen Sensor, der die Tretkraft misst, Foto: www.eradhafen.de

Fahrt der Strecken mit einem Rad ohne elektrischen Antrieb (Referenzrad). Diese muss jeder Testfahrer dreimal absolvieren, einmal schnell, normal und langsam.

Die Fahrten

Die erste Fahrt heute habe ich mit einem Bosch-Antrieb gefahren wie gesagt: der gefällt mir sehr gut, zum Beispiel ruckelt der Motor nicht, wenn man im Stillstand auf die Pedale drückt. Die insgesamt 9 Stufen der Unterstützung erscheinen mir allerdings zu viel. Später bin ich noch ein gemütliches Rad mit Mittelmotor gefahren, tiefer Durchstieg gleichmäßige Unterstützung, allerdings recht schwer und mit einem Display, das keine Geschwindigkeitsanzeige hat. Meine Meinung ist ja, dass auch gemütliche Radler die Geschwindigkeit wissen wollen weshalb ich das Sparen an der Stelle nicht verstehe.

Nach dem ich heute den Referenzrad-Teil komplett gamacht habe, kann ich ganz entspannt auf die nächsten Tage blicken: ich werde nicht mehr ohne Strom strampeln 😉

 

Sensorik: Bewegungs- oder Kraft-/Drehmomentsensor… was ist besser?

Die Motorunterstützung eines E-Rads wird über Sensoren an das eigene Fahrverhalten angepasst. Es gibt im wesentlichen drei Sensorentypen: Drehmoment- oder Kraftsensoren, Bewegungssensoren (überprüfen Bewegung am Pedal) und Geschwindigkeitssensoren (zählen die Radumdrehungen).

Der Einsatz mehrerer Sensoren ist sinnvoll. Konzepte, die an der Sensorik sparen können zwar auch gut funktionieren, haben aber konstruktionsbedingte Einschränkungen. Dazu im Folgenden mehr.

Drehmomentsensoren (Kraftsensoren) messen die Kraft, mit der ins Pedal getreten wird, sie können auch die Trittfrequenz feststellen. Denn Immer dann, wenn die Pedale oben und unten stehen, ist der Druck auf dem Pedal sehr gering. Diese Tiefpunkte im Krafverlauf können erkannt und gezählt werden. Im Grunde beinhaltet ein Drehmomentsensor also einen Trittfrequenzsensor. Die Unterstützung des Motors kann sich an der Leistung des Fahrenden orientieren. Erhöht sich die Kraft wird mehr unterstützt. Die Motorunterstützung kann bspw. immer 50% oder 100% der Leistung sein. Die Kunst ist, die Motorsteuerung so zu programmieren, dass die Unterstützung einerseits ein direktes Fahrgefühl ergibt, also auf weniger oder mehr eigene Leistung direkt reagiert. Andererseits muss sie so verzögert sein, dass nicht bei jedem Tritt wenn das Pedalpaar oben und unten ist der Motor nachlässt.

Drehmomentsensoren werden entweder im Bereich des Tretlagers oder an den Ausfallenden des Rahmens (siehe Bild) angebracht. In der Regel bedienen sie sich der Hall-Sensor Technik, bei der die (vom Pedaldruck abhängige) Verschiebung einer Spule gegen einen Magneten eine messbare Spannung erzeugt.  Wird ein Drehmomentsensor ohne einen Geschwindigkeitssensor verwendet, regelt der Motor in den kleinen Gängen früher ab. Grund: Die maximale Trittfrequenz bei der noch unterstützt wird, ist die bei, der im schwersten Gang die maximale Geschwindigkeit mit Motorunterstützung erreicht wird (bspw. 25 oder 45km/h). Nur wenn dazu ein Geschwindigkeitssensor verwendet wird, ist es möglich, auch in leichteren Gängen die maximale Geschwindigkeit, bei der der Motor noch unterstützt zu erreichen. Genau das ist der Unterschied zwischen Panasonic 26 Volt und den neueren 36 Volt Systemen (hier genauer beschrieben).

Viele Drehmomentsensor gestützte Systeme reagieren trotz gezogener Bremse auf Druck am Pedal bspw. wenn man an der Ampel steht und einen Fuss aufs Pedal stellt. Man spürt ein ruckeln. Je nach Qualität der Sensoren erkennt man bei festem Treten ein merkliches Nachgeben der Kurbeln, dieses „weiche“ Tretgefühl empfinden manche als störend.

id Kraftsensor
Kraftsensor am Ausfallende des Rahmens, Foto: e-Rad Hafen

Bewegungssensoren messen „nur“, ob und ggf. wie schnell in die Pedale getreten wird, nicht wie fest. Ein E-Rad, das einen Trittfrequenzsensor nutzt, wird entweder immer gleich unterstützen oder mehr, wenn schnell getreten wird (unabhängig vom eingelegten Gang). Häufig laufen Systeme mit dieser Sensorik nach, wenn man bereits zu treten aufgehört hat und verzögern am Anfang. Ein Trittfrequenzsensor System hat zusätzlich einen Geschwindigkeitssensor, um bei der richtigen Geschwindigkeit abzuriegeln.
Dadurch, dass die Sensorik nicht misst, wie fest ins Pedal getreten wird, ist die Unterstützung weniger direkt an die Leistung des Fahrenden gekoppelt. Das kann einem gefallen, bspw. weil man nur gemächlich im leichten Gang treten muss und der Motor gibt alles. Andererseits finden viele es unharmonisch. Die fehlende Direktheit ist beispielsweise bei e-Mountainbikes ein Defizit, denn im sportlichen Einstz ist Nachlauf und Verzögertes Ansprechen besonders störend.

Selten aber möglich: Manche Räder (ohne Rücktritt), die nur einen Bewegungssensor haben, können beim Schieben losfahren, weil die Pedale sich von alleine drehen. Das kann sehr gefährlich sein.

Geschwindigkeitssensoren messen die Geschwindigkeit und sind vor allem dafür gut, die Abriegelung des Motors bei 25km/h (normales E-Rad/Pedelec) oder max. 45km/h (schnelles E-Rad/S-Pedelec) zu veranlassen. Sie können aber auch komplexer in die Motorsteuerung eingebunden werden, viele Motoren regeln bspw. stufenweise ab, bevor die maximale Geschwindigkeit erreicht wird.

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