Hallo,
es gibt ja E-Bikes mit bürstenlosem Nabenmotor in der Vorder- oder
Hinterachse (gemeint sind hier Fahrräder mit Tretunterstützung bis
25km/h).
Mich würde dazu folgendes interessieren.
Gibt es solche Motoren nur mit eingebautem Planetengetriebe oder auch
ohne (wenn ja, was ist "besser")?
Wie ist der Wirkungsgrad eines solchen Motors über den Daumen gepeilt?
Läuft so ein Motor direkt mit Gleichstrom oder mit einer speziellen
Ansteuerung (es sind anscheinend immer dreipolige Stecker verbaut, wofür
wäre dann der dritte Pol)?
Felix schrieb:> Läuft so ein Motor direkt mit Gleichstrom oder mit einer speziellen> Ansteuerung
Elektronische Ansteuerung. Speziell ist das heute nicht mehr, aber es
handelt sich um dreiphasige Ansteuerung aus 3 Leistungsendstufen.
Normalerweise haben diese Motoren auch noch Sensoren, die diese
Elektronik steuern.
Felix schrieb:> Gibt es solche Motoren nur mit eingebautem Planetengetriebe oder auch> ohne (wenn ja, was ist "besser")?
Es gibt beides. Die mit Planetengetriebe sind kleiner und leichter.
Nachteil ist jedoch, dass die Planetenzahnräder verschleissen, aber erst
nach mehreren zehntausend Kilometern. Der Austausch ist meist einfacher
als bei Mittelradmotoren, wenn deren Minizahnrad durchdreht.
Rekuperation geht auch, aber Direkt Drive Motoren sind da besser.
> Wie ist der Wirkungsgrad eines solchen Motors über den Daumen gepeilt?
Im Langstreckenbetrieb sind diese gut. Irgendwo las ich mal was von
70-85% des Gesamtsystems wäre man meistens im Kennlinienfeld.
> Läuft so ein Motor direkt mit Gleichstrom oder mit einer speziellen> Ansteuerung (es sind anscheinend immer dreipolige Stecker verbaut, wofür> wäre dann der dritte Pol)?
Das sind BLDC-Motoren. Diese werden mit drei Wicklungen, ähnlich
Drehstrommotoren (Synchronmotoren) versehen und angesteuert.
Häufig sind die Stecker 6-polig, mit drei zusätzlichen dünnen Käbelchen
für Hallsensoren.
Gibt es echt noch Direktläufer, also ohne Planetengetriebe? Bionix war
bekannt (und recht hochpreisig, groß und schwer), die gibt's aber wohl
nicht mehr.
Die konnten u.U. rekuperieren, bei zu erwartenden Gewinnen von max. 5%
lohnt das aber eher nicht.
Der große Durchmesser bei Direktmotoren ist dem erforderlichen
Drehmoment geschuldet.
Vor ca. 2 Jahren gab's mal einen Nabenmotor mit 2-Gang Planetengetriebe.
Schicke Sache, hat sich aber nicht durchgesetzt. Lohnt wohl den Aufwand
nicht, wenn man mit aktuellen, billigen Nabenmotoren vergleicht, die
locker über 50Nm bringen - leider brauchen sie dazu ein bisschen
Drehzahl. Reicht aber locker bis 10% Anstieg, mehr Berg brauch halt mehr
Eigenleistung. Da ist die Oma mit Boschmotor und 40er Trittfrequenz klar
im Vorteil :-)
Felix schrieb:> Läuft so ein Motor direkt mit Gleichstrom
Nein.
Der "bürstenlose Gleichstrommotor" ist ein schwachsinniger
Marketing-Ausdruck.
Es handelt sich um einen elektronisch kommutierten Synchron-
motor.
> oder mit einer speziellen Ansteuerung
Richtig.
Meine Pedelec-Motoren baue ich immer als LRK-Motor.
Dann spart man viel Gewicht und braucht kein mechanisches Getriebe.
Man man z.B. 32 Spulen und 34 Magnete verwendet, hat man die x-fache
Übersetzung.
Siehe Anlagen.
oder hier:
https://www.aerodesign.de/peter/2001/LRK350/Paper_aus_Breslau.html
Wer das nicht weiß, der nimmt ein Zahnrad-Getriebe ;-)
Beste Grüsse,
Thomas
eBiker schrieb:> Gibt es echt noch Direktläufer, also ohne Planetengetriebe? Bionix war> bekannt (und recht hochpreisig, groß und schwer), die gibt's aber wohl> nicht mehr.> Die konnten u.U. rekuperieren, bei zu erwartenden Gewinnen von max. 5%> lohnt das aber eher nicht.> Der große Durchmesser bei Direktmotoren ist dem erforderlichen> Drehmoment geschuldet.
Bei dem großen Durchmesser und Gewicht schlägt der dann gnadenlos zu.
Der rekuperiert viel Energie, die man bei einem kleineren Durchmesser
und weniger Gewicht gar nicht gebraucht hätte, um auf Geschwindigkeit zu
kommen.
eBiker schrieb:> Der große Durchmesser bei Direktmotoren ist dem erforderlichen> Drehmoment geschuldet.
NEIN!
Mein Pedelec hat einen LRK-Motor mit sehr kleinem Durchmesser, kann
Rekuperation und hat kein Zahnrad-Getriebe.
eBiker schrieb:> Die konnten u.U. rekuperieren, bei zu erwartenden Gewinnen von max. 5%> lohnt das aber eher nicht.
Diese Behauptung kommt aus der Mittelmotorenindustrie, weil diese das
nicht können. Es ist immer der Stakeholder im Blick zu behalten bei
solchen Aussagen. Letztes Jahr auf einer 130km Radtour im Alpengebiet
war ein Mitfahrer mit Pedelec dabei. Er hat während der Fahrt 50%
rekuperiert. Er konnte es selbst nicht glauben, aber die
Messaufzeichnungen belegten dies eindeutig.
Die Nabenmotoren haben halt den Nachteil dass das Drehmoment immer
gleich ist. Unabhängig wie weit ich runterschalte der Nabenmotor plagt
sich immer gleich. Wenn man oft aus dem Stand losfährt kann man ihn mit
einem kleineren Gang nicht entlasten.
Nun zur Rekuperation: Beim Fahrradfahren widerspricht es der natürlichen
Fahrweise, wenn ich einen Berg runterfahre schau ich den Schwung
mitzunehmen oder beschleunige sogar noch um die nächste Steigung flotter
hochzukommen.
Wenn ich nun rekupieren möchte, bremse ich das Rad ab und muss dann
wieder die Steigung hochbeschleunigen.
Außerdem ist es nicht gesagt wie der %tuale Steigungs und Gefälleanteil
dieser Radtour war.
Es gibt Einsatzzwecke wie z.B. einen leeren Zug zur Eisenerzmine
hochzufahren und beladen runterzufahren da, produziert man dann mehr
Strom als man verbraucht hat. Beim Fahrradfahren ist das aber nicht so.
Die getriebe motoren hört man, das singt.
Direktantribe sind schwerer, grössere motoren weil die massig drehmoment
brauchen. Beim getriebemotor holt man das drehmoment mittels
übersetzung, ist ein kleiner hochdrehender motor.
Direktantribe sind in hooverboards und e-scootern verbaut. Kleine räder
brauchen weniger drehmoment.
Ein riesiger Vorteil beim Hinterradantrieb ist, wenn die Elektronik
kaputt sein sollte, dann kann das Rad ohne Elektronik als normales
Fahrrad weiter genutzt werden. Die mittelmotorigen Pedelecs sind dann
Schrott. Hinzu kommt, dass wie beim Auto laufend nur die Paßzapfen am
Motor zum Rahmen geändert werden, so dass nach dem Zeitraum des
Vielfahrers der Ersatz teurer wird, wenn er überhaupt noch erhältlich
sein sollte.
Beim Vorderradmotor ist das genauso, ausserdem spricht nichts dagegen
ein E-Radl ohne Antrieb zu nutzen. Die Dinger haben in der Regel eine
bessere Lagerung als normale Radl. Nachteilig ist natürlich das höhere
Gewicht.
Danke für die Antworten und die Infos zum BLDC-Motor.
Thomas R. schrieb:> Meine Pedelec-Motoren baue ich immer als LRK-Motor.
Was ist ein LRK-Motor?
> Mein Pedelec hat einen LRK-Motor mit sehr kleinem Durchmesser, kann> Rekuperation und hat kein Zahnrad-Getriebe.
Gibt es dazu eine Typen-Bezeichnung, die man mal googeln könnte?
Uli S. schrieb:> Beim Vorderradmotor ist das genauso, ausserdem spricht nichts dagegen> ein E-Radl ohne Antrieb zu nutzen. Die Dinger haben in der Regel eine> bessere Lagerung als normale Radl. Nachteilig ist natürlich das höhere> Gewicht.
Also dreht sich bei einem Vorderrad-Nabenmotor das Getriebe und der
Motor nicht mit, wenn er nicht am Strom ist (z.B. weil Akku leer)?!
In dem Zusammenhang würde mich auch folgendes interessieren.
Wie viel Leistung muss man auf grader Strecke bei 20km/h bei einem
solchen Vorderrad-Nabenmotor einspeisen, damit zusätzliche Reibung und
zusätzliches Gewicht (Motor und Akku) grade gegenüber einem normalen
Fahrrad kompensiert werden?
(klar hängt das von verschiedenen Faktoren wie dem Akkugewicht ab,
vielleicht kann man aber doch eine ungefähre Größe dazu nennen)
Im ungünstigsten Fall mit Kurvenzuschlägen sind das 20N/kN an Mehrkraft
auf der Ebene. Habe das Fahrrad 15kg und ein Pedelek 25kg Eigengewicht,
dass wäre das
m*g*µ = 10*10*0,02 = 2N
P=F*v=2*5,56=11W
Ein Online Wattrechner Fahrrad ergibt 4W für den Gewichtsunterschied.
Luftwiderstand wäre über 30W.
Felix schrieb:> Was ist ein LRK-Motor?
Der Name dieser Motoren kommt von deren Erfindern:
Christian Lucas, Ludwig Retzbach und Emil Kühfuss
Diese Motoren haben ein riesiges Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen
(ohne mechanisches Getriebe und ohne Sensoren) - also ideal für
Pedelecs.
Inzwischen sind fast alle Hinterrad- und Vorderrad-Motoren nach dem
LRK-Prinzip.
Google mal nach "LRK-Motor".
Felix schrieb:> Also dreht sich bei einem Vorderrad-Nabenmotor das Getriebe und der> Motor nicht mit, wenn er nicht am Strom ist (z.B. weil Akku leer)?!
Nabenmotoren (egal ob vorne oder hinten) haben einen Freilauf. Das Rad
kann sich schneller drehen als der Motor, auch wenn der Motor steht.
Hinterrad-Nabenmotoren haben zusätzlich einen Vielzahn zur Aufnahme
einer Ritzelkassette. Das ist das Zahnradpaket wo die Kette angreift.
Der enthält ebenfalls einen Freilauf, so dass sich das Rad drehen kann
ohne dass die Kette angetrieben wird.
Und ich hab mich gewundert wie die das mit der Rekuperation hin
bekommen. Müssen wohl abschaltbar Freiläufe sein wie bei Geländewagen
üblich.
MfG
Michael
Thomas O. schrieb:> Nun zur Rekuperation: Beim Fahrradfahren widerspricht es der natürlichen> Fahrweise, wenn ich einen Berg runterfahre schau ich den Schwung> mitzunehmen oder beschleunige sogar noch um die nächste Steigung flotter> hochzukommen.
Da möchte ich mal dezent widersprechen. Die meissten e-bike Fahrer, die
ich unterwegs auf meinen Touren treffen, fahren den Berg oft genug
langsamer herunter, als sie mit Motorunterstützung hoch kommen. Während
ich mit 6km/h den Berg hochwurstel, ziehen die locker mit 15 vorbei.
Aber bergab, wo ich dann 60 oder mehr fahre, werden die auch nicht
schneller als 20 oder schieben gar, da es zu steil und zu schmal ist (da
fahre ich dann aber auch keine so hohen Geschwindigkeiten) Liegt aber
auch daran, dass diese Gruppe oft genug Senioren sind die nun dank
Technik an Orte gelangen, die für sie früher unerreichbar waren.
michael_o schrieb:> Und ich hab mich gewundert wie die das mit der Rekuperation hin> bekommen. Müssen wohl abschaltbar Freiläufe sein wie bei Geländewagen> üblich.
Es gibt beides. Die mit Freilauf haben ungefähr 0,5W mehr (Antriebs-)
Verluste, die besseren Motore ohne Freilauf liegen bei rund 2W. Dort wo
ich das gelesen hatte bezogen die sich auf 15-20 km/h und verglichen das
mit dem Nabendynamo für das Licht.
Christian B. schrieb:> fahren den Berg oft genug> langsamer herunter, als sie mit Motorunterstützung hoch kommen.
Das habe ich auch schon öfters gesehen. Das finde ich auch besser so,
als sie überschätzen sich und die Bergwacht muss ausrücken um diese zu
retten. Da ließe sich viel rekuperieren. Die maximale
Rekuperationsleistung müßte aber nur noch auf 200-300W gesteigert
werden. Technisch ist das auch einfach möglich zu realisieren indem in
der Mitte des Packs ein Kühlblech durchgezogen würde, das die Wärme
(Erwärmung der Akkus) nach außen ableitet.
Thomas R. schrieb:> Felix schrieb:>> Was ist ein LRK-Motor?>> Der Name dieser Motoren kommt von deren Erfindern:> Christian Lucas, Ludwig Retzbach und Emil Kühfuss>> Diese Motoren haben ein riesiges Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen> (ohne mechanisches Getriebe und ohne Sensoren) - also ideal für> Pedelecs.>> Inzwischen sind fast alle Hinterrad- und Vorderrad-Motoren nach dem> LRK-Prinzip.>> Google mal nach "LRK-Motor".
LRK Motoren sind nichts anderes wie gewöhnliche Brushless Außenläufer,
das ist nur deren alte Bezeichnung.
Beim Außenläufer ist der äußere Teil des Gehäuses mit der Welle
verbunden und dreht sich. Im Gegensatz dazu ist ein Innenläufer wie ein
klassicher Motor aufgebaut, der Rotor liegt innen.
Christian B. schrieb:> Da möchte ich mal dezent widersprechen. Die meissten e-bike Fahrer, die> ich unterwegs auf meinen Touren treffen, fahren den Berg oft genug> langsamer herunter, als sie mit Motorunterstützung hoch kommen.
Naja, mit einem leichteren und wendigeren Fahrrad würde ich das auch
machen. Bei mir ist es allerdings der Schwere (Mittelbau) Ständer der
bei "liegender" Kurvenfahrt am Asphalt kratzt und mich behindert schnell
sehr enge Kurven zu fahren. Aber gute 50km/h nach ich in der Regel
bergab trotzdem.
Mit Anhänger sind es dann trotzdem meist so um 30km/h, je nach
Straßenlage.
Richtig hart wird es sowieso erst wenn du einen mit einem "Topmodernen"
(Das Bike war mal echt ein interessanter Anblick!) Rennrad auf der
Geraden OHNE Motorunterstützung (7 Gang, da kommt keine Unterstützung
weil die Drehzahl am PAS nicht ausreichend ist bei meinem Setup)
Überholst und mit 15 Sekunden Vorsprung an der Ampel stehst.
(Hüstel lustigerweise Samstag nachmittags nach Feierabend, mit ner
Dose JC in der Hand 🤣)
Uli S. schrieb:> Die Dinger haben in der Regel eine bessere Lagerung als normale Radl.> Nachteilig ist natürlich das höhere Gewicht.
Richtig, die Lager sind bei geeigneter Pflege und ohne Dreck drin
butterweich im Laufverhalten.
Felix schrieb:> Also dreht sich bei einem Vorderrad-Nabenmotor das Getriebe und der> Motor nicht mit, wenn er nicht am Strom ist (z.B. weil Akku leer)?!
Ich merke tatsächlich einen Widerstand ohne Akku, habe allerdings auch
einen sehr alten Hinterrad Nabenmotor mit Planetengetriebe.
Geht auch so zu fahren, ist ungefähr wie dauerhaft sechster Gang.
Thomas O. schrieb:> Es gibt Einsatzzwecke wie z.B. einen leeren Zug zur Eisenerzmine> hochzufahren und beladen runterzufahren da, produziert man dann mehr> Strom als man verbraucht hat. Beim Fahrradfahren ist das aber nicht so.https://www.youtube.com/watch?v=6RiYXI1Tfu4Thomas O. schrieb:> Nun zur Rekuperation: Beim Fahrradfahren widerspricht es der natürlichen> Fahrweise, wenn ich einen Berg runterfahre schau ich den Schwung> mitzunehmen oder beschleunige sogar noch um die nächste Steigung flotter> hochzukommen.
Du hast ja auf der anderen Seite wieder den Motor. Und oft gibt es
Stellen an denen du entweder aufgrund des Untergrundes (Schotter) oder
Kurven (Serpentinen), bei letzterem gerade die Kombination mit Rollsplit
zwangsläufig bremsen musst, den Schwung kannst du unmöglich mitnehmen.
