Exklusiv: Bionicon E-Ram – Erster Test des nachrüstbaren E-Motor [Kickstarter]

Exklusiv: Bionicon E-Ram – Erster Test des nachrüstbaren E-Motor [Kickstarter]

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Nach insgesamt sieben Jahren Entwicklungsarbeit präsentiert Bionicon den E-Ram, einen nachrüstbaren Elektromotor. Er soll das Mountainbike Mountainbike lassen, sodass dieses nach Bedarf mit und ohne Unterstützung gefahren werden kann. Die Fahreigenschaften des nur 16,3 kg leichten Bikes sollen mit denen eines modernen Enduros identisch sein. 

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Exklusiv: Bionicon E-Ram – Erster Test des nachrüstbaren E-Motor [Kickstarter]
 
Hallo Sackmann,

Eure Entwicklung hat wirklich was für sich. Eine Frage als Nicht-E-Bike-Fahrer zum Steuerungskonzept: wenn ich es richtig verstanden habe, dann wird auf Basis von Drehzahl- und Drehmomentsensoren an der Kurbel die Fahrsituation erfasst und daraus Euer Algorithmus versorgt, der den Drehmomentsollwert (also die "Kraftunterstützung") berechnet und der Leistungselektronik vorgibt und auch das Schutzkonzepte versorgt. Im Algorithmus müssen die typischen (MTB-)Fahrsituationen erfasst sein, damit die Unterstützung sinnvoll passt.
Da es beim MTB sehr viele Fahrsituationen gibt und die sich sehr schnell ändern (wesentlich komplexer als beim Trekking-Bike), müsste auch Euer Algorithmus aufwendig sein, weshalb das Thema Smart-Phone als Parametriertool aufkommt. Scheint ein wenig dem Thema "Entwicklung von Automatik-Schaltprogrammen" zu ähneln.

Ein normaler Stufenloser kleiner Hebel oder Knöpfchen am Lenker wären mir lieber, diese Smartphonefummelei ist mir persönlich zuwider und sowas nehm ich auch kaum mit in den Wald. Entwicklungsoverkill, was ist aus clever, haltbar und einfach geworden?

Frage: ist auch denkbar, bei der Drehmomentsollwertvorgabe komplett auf manuell zu gehen? D.h. man bräuchte ein Element wie etwa den Gasgriff bei einer Moto-Cross-Maschine (also keinen On/Off-Knopf). Die Sensorik dient dann nur zur Übersteuerung unsinniger Fahrbefehle ("Gas" geben und gleichzeitig Kurbel stillhalten). Problem beim MTB wie beim Moto-Cross: der Fahrer stellt sich eigentlich schon auf die kommende Fahrsituation ein und nicht nur auf das gerade aktuelle. Er macht also ein "Look-Ahead" im Kopf. Das kann aber keine Automatik.
Für den Trail hätte dann der Fahrer neben den drei Elementen Gangwahl, Kurbeleinsatz, Bremseinsatz noch als viertes Element "Boost" am Tretlager.
 
Zur Regelung:

Nachdem die Battery mit dem Motor verbunden wird, wird die Motorelektronik aktiviert. Sobald man anfängt zu treten misst die Elektronik über den Sensor im Tretlager das Drehmoment sowie die Drehgeschwindigkeit der Kurbel. Darauf hin wird der Motor zugesteuert, genauere Leistungsdaten können wir an dieser Stelle noch nicht weitergeben, weil da noch ein Haufen Hirnschmalz reingehen wird in den nächsten Monaten. Fällt das Drehmoment ab in einem gewissen Drehbereich, schaltet der Motor ab und klinkt die Kupplung aus, der Fahrer tritt dann wieder frei.

Da wir nur auf einem Bein messen können (anordnungsbedingt) wird der Motor ein wenig schieben, bis der Messbereich erreicht ist, fährt man jedoch einfach wie gewohnt den Berg hoch, ist das nicht störend. Ziel ist es diesen Bereich so klein wie möglich zu halten. Wird er jedoch zu klein gewählt, wird der Motor bei sehr starken Steigungen und folglich unrundem Tritt nicht mehr gleichmässig unterstützen, das ist auch bekannt von anderen Antrieben. Also auch hier ein trade-off. Wir müssen einfach wissen was wichtiger ist. Leicht, klein, effizient und vielleicht mit etwas Regelungszeitversatz dafür ideal für das Mountainbike so wie wir es lieben oder ein grosser Klotz mit noch besserer Regelung, aber eben nicht das Gefühl am Trail wie wir es erwarten… A story of compromises. Wir denken das Ziel etwas leichter an den Gipfel zu kommen überwiegt dem Anspruch der perfekten Regelung. Ausserdem ist da viel Softwarearbeit nötig und das kann man bekanntlich auch updaten… Nein over the air update wie bei Tesla haben wir noch nicht.

Wird die Battery abgesteckt, ist automatisch der Motor aus. Logisch.

Die Geschwindigkeit ist keine echte Regelungskomponente derzeit, sie dient nur dazu bei 25km/h abzuregeln, wobei wir gemerkt haben, dass e-ram in der Ebene fahren nicht wirklich Sinn macht, denn man fährt ja ohnehin schon selbst einfach an die 25Km/h Grenze. Das war und ist von allen E-bikes bekannt und unsere Regelung ist auf Anstiege ausgelegt. Ein Neigungsensor sowie eine Kurbelpositionsbestimmung wäre wohl nützlich in Zukunft, aber das braucht noch eine Weile bis man so weit ist, weil nicht ganz trivial.

Wir haben derzeit nur eine Stufe, zeitnah werden aber auch per Firmware-Update andere Modi dazukommen, wobei als reine Kletterhilfe ein Modus vermutlich ausreichen würde, denn das Ziel ist den Motor und Fahrer im optimalen Drehzahlbereich zu halten und das hat eher was mit der Eigenleistung und der Wahl des Kettenblattes zu tun als mit einem Motor der durch verschiedene Modi uneffizient betrieben wird. Das ist ja heute der Fall, weil viel Drehmoment die Leute schaltfaul macht und das führt zu mehr Energieverbrauch. Das ist beim Motor nicht anders als beim Menschen;-)

Diese oben erwähnten Modi können dann über eine Smartphone-App gewählt werden. Da wir im e-ram für die Kommunikation mit dem Batteriepack einen Canbus verwenden, können wir darüber in Zukunft auch weitere Geräete anschließen. Ein Display mit Funktionstasten, das am Lenker hängt ist geplant, wird aber zum Release vom e-ram noch nicht verfügbar sein. Zunächst haben wir uns aber auf den Kern konzentriert, und das ist der Motor. So ein Display wird aber mit den ersten Versionen kompatibel sein.
 
...... vielen Dank für Eure Erklärung. Eine Geschwindigkeitsregelung macht in der Tat keinen Sinn, weil der Fahrer das ja selbst ist (so wie auch der Fahrer in einem normalen KFZ). Eine (temporäre) Geschwindigkeitsreglung entspricht dem Tempomaten/Cruise Control beim KFZ und das ist völlig sinnlos für ein MTB.
 
Zur Regelung:
... denn das Ziel ist den Motor und Fahrer im optimalen Drehzahlbereich zu halten und das hat eher was mit der Eigenleistung und der Wahl des Kettenblattes zu tun ...
..., weil viel Drehmoment die Leute schaltfaul macht und das führt zu mehr Energieverbrauch.
Das scheint mir auf den ersten Blick eine äußerst sinnvolle Regelung zu sein. Meine diesbezüglichen Fragen sind damit weitgehend beantwortet.
Pedelec Fahrer, die langsam tretend mit hohem Tempo fahren, sehe ich genug.
 
.... eventuell Mißverständnis. Von mir gemeint war: eine Geschwindigkeitregelung der ganzen Fuhre wäre sinnlos (und wird ja auch nicht gemacht).
Die Unterstützung hochfahren, wenn der Fahrer einen vernünftig niedrigen Gang wählt und Kurbeldrehzahl bringt, macht als Regelstrategie wahrscheinlich Sinn. Das passt zum Elektromotor: für gleiche Abgabeleistung sind die Motorverluste bei der Splittung in kleines Moment/hohe Drehzahl geringer als für die Splittung hohes Moment/kleine Drehzahl. Zumindest wenn man es drehzahlmäßig nicht übertreibt, eine Getriebeuntersetzung dies nicht auffrißt und die Stromführung bei der höheren Frequenz noch paßt.

Danke für die Info :daumen:
 
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