Hilfsantriebe gewinnen eine immer größere Akzeptanz bei den Kunden. Dabei wird das Pedelec nicht mehr als das elektrisch unterstützte Fahrrad für Senioren (Reha-Image), sondern jetzt als Freizeitgerät, wahrgenommen. Im Rahmen eines Brain-Stormings bei der MIFA AG mit dem Institut für Automatisierung und Informatik (IAI) wurde im Jahr 2010 die Idee geboren, auf die mechanische Kraftübertragung mittels Kette zu verzichten und eine rein elektrische Drehmomentübertragung zu realisieren. Durch die nicht vorhandene mechanische Kopplung zwischen Pedal und Hinterrad kann die mechanische Schaltung entfallen, die bei klassischen Pedelecs wesentlich für die Drehzahl-/Drehmomentanpassung ist. Der Anforderungskatalog an das zu entwickelnde Fahrrad sieht Fahrleistungen vor, die dem eines konventionellen Fahrrades entsprechen müssen, mit der wesentlichen innovativen Neuerung, dass sich dieses Fahrrad leichter fahren lassen soll und sich aus der elektronisch realisierten Schaltung neue Betriebsweisen ergeben (z.B. 100 Gang-Getriebe vs. Automatikgetriebe, etc.). Das Grundkonzept dieser Entwicklung geht von einem elektrischen Drehstromgenerator direkt am Kurbeltrieb aus. Die so gewonnene Wechselspannung wird gleichgerichtet und als Gleichspannung, zusammen mit der Akkumulatorenergie dem Antriebsumrichter zugeführt. Dieser wiederum erzeugt eine gut regelbare 3-Phasen-Wechselspannung, die am Heckmotor direkt am Hinterrad in mechanische Antriebsenergie umgesetzt wird. Das Antriebssystem ist zudem rekuperationsfähig, d.h. beim Bremsen, durch einen Kontakt an einem Handbremshebel sensiert, wird die Bewegungsenergie in elektrische Energie zurückgewandelt und zum Laden des Akkumulators verwendet. Zusätzlich zu diesem Antriebskonzept wurde ein neuartiges Kommunikationssystem vorgesehen, bei dem die relevanten Daten (Spannung, Ladezustand, Temperatur im Antrieb, Geschwindigkeit, etc.) von der Systemelektronik via Bluetooth an ein handelsübliches Smartphone übertragen werden, das als Bedien- und Anzeigekomponente verwendet werden kann. Daneben existiert eine sehr einfache Eingabeschnittstelle, über die elementare Funktionskommandos generiert werden können.
Fahrrad mit rein elektrischer Drehmomentübertragung "Fahrrad ohne Kette"
Tagung Technische Diagnostik, 11 ; 118-124
2014
7 Seiten, Bilder
Conference paper
German