Schaltungsrevolution (MGU, eCVT) am E-Bike: Hat der Mittelmotor mit Kettenschaltung ausgedient?

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Re: Schaltungsrevolution (MGU, eCVT) am E-Bike: Hat der Mittelmotor mit Kettenschaltung ausgedient?
Das ist keine Definitionssache - eCVTs funktionieren genau so. Sie sind keine echten variablen Getriebe zwischen e-Motor und Rad. Da gibts nichts zu deuten. Nur der Verbrennungsmotor bzw. beim Rad der Fahrer werden von der Raddrehzahl entkoppeln - ihre Kadenz ist relativ dazu variabel - aber diese Variabilität wird über die elektrische Kopplung bewerkstelligt. Deshalb fliesst mal mehr mal weniger Leistung über den elektrischen Zweig der Leistungsverzweigung. Geht ja auch gar nicht anders - ist ja nichts anders da, was das sonst erzeugen könnte, keine schaltbaren Zahnradpaare, kein Variator - nichts. Gibt es bei Stromlosigkeit keine mechanische Notverriegelung, was sowohl Gobao als auch dji haben, kommst du keinen mm weiter - du trittst leer durch.
Aber ich hab ja auch nicht behauptet, dass die Kurbel zum Hinterrad über eine fixe Übersetzung gekoppelt ist, da müsstetst du meinen Beitrag noch mal lesen. 😉
Wenn ich mir einen WM-Lauf im Downhill am TV ansehen, dann interessiert mich doch nicht wie die tolle farbliche Bildqualität mit nur 3 LED/ Bildpunkt im Rahmen der Farbenlehre entsteht.
Sowohl 3-Kanal- (RGB) als auch 4-Kanal-LEDs (z. B. RGBW) können über 16,7 Millionen Farben (bei 8-Bit-Farbtiefe) durch additive Farbmischung darstellen. Der Unterschied liegt nicht in der Anzahl der darstellbaren Farben, sondern in der Farbqualität und Leuchtkraft.
So sehe ich es auch als Anwender wenn ich mit einem eCVT unterwegs bin.
Wenn ich in eine Rampe rein fahren und ich bin im Schaltmodus, dann will ich als Biker runter schalten und spüren wie sich die Trittfrequenz an die Geschwindigkeit anpasst.
Mir reicht es zu wissen, dass wir zukünftig damit die Zahl und den Sprung der Gangstufen in einer App an meine Bedürfnisse anpassen können.
In dieser App wird mit Sicherheit eine Übersetzungsstufe eingestellt und nicht die Funktionsweise der beiden Antriebsmotoren.
Ich halte es für wichtig, dass diese Betrachtungsweise neben der rein Technischen bestehen darf.
Deswegen schrieb ich:
Ich sehe es anders.
 
Wenn ich mir einen WM-Lauf im Downhill am TV ansehen, dann interessiert mich doch nicht wie die tolle farbliche Bildqualität mit nur 3 LED/ Bildpunkt im Rahmen der Farbenlehre entsteht.
Sowohl 3-Kanal- (RGB) als auch 4-Kanal-LEDs (z. B. RGBW) können über 16,7 Millionen Farben (bei 8-Bit-Farbtiefe) durch additive Farbmischung darstellen. Der Unterschied liegt nicht in der Anzahl der darstellbaren Farben, sondern in der Farbqualität und Leuchtkraft.
So sehe ich es auch als Anwender wenn ich mit einem eCVT unterwegs bin.
Wenn ich in eine Rampe rein fahren und ich bin im Schaltmodus, dann will ich als Biker runter schalten und spüren wie sich die Trittfrequenz an die Geschwindigkeit anpasst.
Mir reicht es zu wissen, dass wir zukünftig damit die Zahl und den Sprung der Gangstufen in einer App an meine Bedürfnisse anpassen können.
In dieser App wird mit Sicherheit eine Übersetzungsstufe eingestellt und nicht die Funktionsweise der beiden Antriebsmotoren.
Ich halte es für wichtig, dass diese Betrachtungsweise neben der rein Technischen bestehen darf.
Deswegen schrieb ich:
Ich sehe es anders.
denke auch, dass sich keine fixen Gänge anfangs komisch und falsch anfühlen werden, weil wir es nicht gewohnt sind. Aus demselben Grund werden Gänge bei Belt CVTs simuliert. Aber DJI und Gobau meinten bereits, dass man sich die "Gänge" selbst zusammenstöpseln kann

Denke aber mittlerweile, dass ein eCVT fast die sinnvollste Getriebeintegration am Ebike ist. Relativ wenig bewegte Teile, keine Kraftunterbrechung beim Schaltvorgang. Bei einem sequentiellen Getriebe wie der Pinion MGU hast du das Problem mit den drei 4-Gang Schaltwellen und eine einzelne Welle für 12 Gänge längs würde recht lang werden mit mehreren Zahnrädern im 90° Winkel zum Umlenken von den Kurbeln zum Getriebe und wieder zum Kettenblatt. Vielleicht eher als "Light" mit ähnlicher Leistung wie ein Maxon oder der alten Generation von Full Power Motoren, dann müssten die Zahnräder nicht so groß ausfallen und der E Motor würde nicht so viel Platz brauchen. Wird aber sicherlich Größer werden als ein Maxon/Fazua wegen dem Getriebe
 
Zuletzt bearbeitet:
eCVT am E-MTB: technisch spannend, aber mit offenen Effizienz- und Zulassungsfragen

Bei klassischen Mittelmotoren ist die Motordrehzahl fest an die Kurbelkadenz gekoppelt. Die Kettenschaltung verändert die Übersetzung zum Hinterrad. Motor, interne Untersetzung und Regelung können dadurch auf einen vergleichsweise engen und effizienten Drehzahlbereich abgestimmt werden.

Ein eCVT löst diese feste Kopplung auf. Planetengetriebe, Hauptmotor und eine zweite Regel- oder Reaktionsmaschine steuern die Übersetzung innerhalb der Antriebseinheit. Das ermöglicht Automatik, Schalten unter Last, Riemenantrieb und Übersetzungsbandbreiten von etwa 500 bis 600 Prozent- soweit bekannt.

Der technische Preis dafür sind zusätzliche Verlustpfade:

• elektrische Stell- und Haltearbeit
• Verluste in der zweiten E-Maschine und im Inverter
• Lager-, Dichtungs- und Getriebeverluste
• intern zirkulierende Leistung
• ungünstige Betriebspunkte außerhalb der optimalen Wirkungsgradbereiche

Im betrachteten Modell ergibt sich daraus ein plausibler Effizienznachteil von etwa 5 bis 12 Prozent. Wird dieser Reichweitenverlust durch einen größeren Akku kompensiert, kann die Gesamtmasse im Beispiel um etwa 0,9 bis 1,3 kg steigen. Gleichzeitig lassen sich am Hinterrad rund 650 bis 750 g ungefederte Masse einsparen. Netto bleibt aber ein Gewichtszuwachs.
Ein weiterer entscheidender Punkt wird bisher kaum diskutiert: Beim eCVT muss auch die menschliche Antriebsleistung permanent durch das komplette Getriebe- und E-Maschinen-System übertragen werden. Oberhalb von 25 km/h fährt man daher nicht einfach über eine nahezu verlustfreie Kette und Kassette weiter.

Selbst bei optimistisch angesetzten 80 Prozent Gesamtwirkungsgrad würden 20 Prozent der Fahrerleistung im System verloren gehen. Gerade oberhalb der Unterstützungsschwelle, wenn der Fahrer allein gegen Luft- und Rollwiderstand arbeitet, wäre das deutlich spürbar. Ein solches Fahrrad würde sich zäh fahren, obwohl der Motor offiziell nicht mehr unterstützt.

Auch die regulatorische Frage ist bislang weitgehend unbeantwortet. Die bisherige EPAC-Logik verlangt, dass die elektrische Unterstützung bei 25 km/h ausläuft und bei Pedalstopp endet. Ein eCVT kann jedoch elektrische Leistung oberhalb von 25 km/h benötigen, um Übersetzung, Reaktionsmoment oder Schaltbarkeit aufrechtzuerhalten.

Damit entsteht ein neuer Grenzfall: Darf eine Reaktionsmaschine oberhalb von 25 km/h bestromt bleiben, solange daraus kein zusätzliches Antriebsmoment am Hinterrad entsteht? Bisherige EPAC-Regelungen haben sich gegen elektrische Bestromung oberhalb der Unterstützungsschwelle sehr restriktiv gezeigt. Ohne einen getrennten Nachweis von Schaltleistung, internem Stromfluss und tatsächlichem Abtriebsmoment bleibt die Zulassung ungeklärt.
Fazit:

Für maximale Reichhöhe, Effizienz und leichtes Fahren oberhalb von 25 km/h bleibt der klassische Mittelmotor mit sauberem Kettenantrieb die harte Referenz.

eCVT punktet mit Automatik, Wartungsarmut, Riemenoption und weniger ungefederter Masse. Ob dieser Komfort die zusätzlichen Verluste, das Mehrgewicht und die regulatorischen Unsicherheiten rechtfertigt, müssen unabhängige Wirkungsgrad-und Fahrtests erst zeigen.
 
Im betrachteten Modell ergibt sich daraus ein plausibler Effizienznachteil von etwa 5 bis 12 Prozent. Wird dieser Reichweitenverlust durch einen größeren Akku kompensiert, kann die Gesamtmasse im Beispiel um etwa 0,9 bis 1,3 kg steigen.
Die Rechnung checke ich nicht:
Der 800er Avinox Akku, der nicht mehr Modernste ist, hat 3900g. Verpackungsgewicht steigt nicht 1:1 mit dem Zellgewicht an, ist etwas geringer, aber selbst wenn 1:1 dann reden wir von 195 bis 390g.
Wie Gabao schon zeigt, lässt sich dies mit neueren Zellen kompensieren, deren 900er Akku (womit wir die 12% schon hätten) ist leichter als der Avinox 800er Akku (gegenüber dem Bosch Akku sowieso).

Auch gehe nicht ganz mit, mit dem engen Betriebspunkt des Motors bei aktuellen Antrieben:
In der Praxis sehen wir Trettfrequenzen von 50 bis 100rpm.
Sicher geringeres Drehzahlfenster, aber oben klingt es fast so, als würde Alle genau eine Drehzahl fahren ;)

Größeres Fenster ist die Lastanforderung: Der eine fährt niedrige Drehzahl mit dicken Gängen, der andere höhere Drehzahl mit kleineren Gängen. Flach vs. Berg. Also wir haben neben den Drehzahlbereich ein größeren Lastbereich, der abgedeckt werden muss.

Ein E-CVT, im Automatikmodus, könnte die Leute her zu einer mittleren Trittfrequenz animieren, die Lasten auf ein engeren Lastbereich des E-Motors bringen, der Fahrer ist seltener zwischen den Gängen, kann effizenter beitragen.

Paar Watt könnten übern Antrieb raus kommen, da die Kette weniger verschrenkt läuft.

Ich glaub zwar auch nicht den Marketing, dass solch ein Antrieb 10% Effizenter sein wird. Wird schon irgendwo bei 0 bis 10% schlechter liegen. Aber das lässt sich, vom heutigen Stand ausgehen, übern Akku ohne Mehrgewicht kompensieren.
 
Ich stimme Lutz weitgehend zu.
Die Bedenken zum Wirkungsgrad mit den beiden Motoren gehen mir auch durch den Kopf.
Auf der anderen Seite dürften die Zahlen dazu längst vorliegen. Ich denke die Ingenieure bei den Motoren- und Bikeherstellern sind ja nicht blöd.
Termine für einen Produktionsbeginn gibt's erst 2027. Wenn sich bei den Akkus noch was tut und tatsächlich in bestimmten Fahrsituationen rekuperiert wird, dann lassen sich 10% mehr Energieverluste eventuell auffangen.
Es wird spannend :cool:
 
Der Wirkungsgradverlust von eCVTs lässt sich aber - grade im Vergleich zu mechanischen Schaltgetrieben - nur schwer als solcher einordnen, da er von Fahrer nicht ungedingt als erhöhter Widerstand wahrgenommen wird. Die geringere Reichweite ist dann der einzige Indikator für den Fahrer. Den „Schlupf“ wird der Fahrer als solchen kaum wahrnehmen, vermute ich.
Die alles entscheidende Frage wird meines erachtens aber das Pedalgefühl der eCVTs werden und dieses Pedalgefühl wird eben in Echtzeit synthetisch durch das Gegenmoment einer softwaregesteuerten E-Maschine erzeugt. Es wird spannend wie gut sich das anfühlt. Kann mir nicht vorstellen, dass es sich wie die starre Koppelung durch ein mechanisches Getriebe anfühlt. Das wird für die Softwareleute keine triviale Aufgabe sein.
 
Zuletzt bearbeitet:
Glaube da könnte ein Denkfehler liegen, denn über den gleichen Akku lässt sich auch das Gewicht von Bikes mit Kettenschaltung verringern...
Nein, nur ein Lese/Verständnisfehler:

Ich schrieb "Stand heute ausgehend"!
= Wasser ist nass, Nachts wird es finster, bei gleicher Kapazität werden leichter, wenn die Zellen höhere Energiedichte bekommen ;)
Das ist ja so selbstverständlich, dass man es doch nicht extra erwähnen muss, oder?

Und eben keine 1kg oder mehr Mehrgewicht zu heutigen Rädern, damit die Reichweite kompensiert wird.
 
Ich denke auch, dass es bei eMTB eher um das absolute Gewicht geht als im Vergleich. Da gibt es andere harte Fakten, die auch ein hohes Gewicht haben.
Mein 12 Jahre altes Allmountain mit Top Ausstattung wog 12 kg, das von 2016 schon 12,8. Was die Dinger heute wiegen weiß jeder.
Wenn es gelingt ein eCVT mit 23kg und ordentlicher Reichweite anzubieten, dann wird das ein echter "Renner"
 
Wenn das Pedalgefühl wirklich gut ist, die Reichweite nicht zu heftig unter dem Wirkungsgrad leidet, wird es sicher sehr interessant. Dass die Kopplung nicht starr ist, kann manchmal ja auch ein Vorteil sein - wenn z.B. das Hinterrad kurzzeitig festhängt - das hätte schon was, wenn man dann einfach weiter treten könnte, während sich das bike langsam befreit.
Und falls die Schalt- und Gesamtperformance wirklich top sein sollte, könnte es den Fahrer verleiten, häufiger zu Schalten oder seine Kadenz im günstigeren Bereich zu halten, damit könnte der niedrigere Wirkungsgrad möglicherweise wieder zum Teil kompensiert werden. Dann wäre vermutlich die Kettenschaltung bei E-Bikes akut gefährdet. Stufenloses „Schalten“ ganz ohne jegliche mechanische Beteiligung wäre natürlich schon der Hammer.
Vor allem, weil das System an sich recht einfach aufgebaut ist und damit sicher auch ziemlich zuverlässig und verschleissarm funktioniert.

Was mich brennend interessieren würde: schaffen es diese Systeme tatsächlich, die gleichen Spitzendrehmomente am Hinterrad zu liefern, wie ein Full-Power-E-bike mit Kettenschaltung? Da bei einem e-CVT weder die E-Maschinen noch das Tretmoment des Fahrers von einem nachgeschalteten variablen Getriebe profitieren, das Ihr Moment mit der gewählten Übersetzung multipliziert (aktuell beträgt der Faktor bei einer Kettenschaltung 1,625), müssten die E-Maschinen schon extrem drehmomentstark ausgelegt werden (oder die fixe Übersetzung sehr hoch sein und die E-Maschinen hohe Umdrehungen liefern können), um das zu erreichen…
 
Zuletzt bearbeitet:
Wenn man die sensationellen Innovationen beim MTB sieht, dann war es aus meiner Sicht zuerst die versenkbare Sattelstütze.
Ich weiß noch wie ich früher den Sattel zwischen die Beine klemmte und den Schnellspanner löste um ihn rauf und runter zu schieben. Wie ich mir die Rippen prellte wenn ich nicht mehr dazu kam, weit hinter dem Sattel hing und mit der Brust aufschlug 😭
Dann kam das eMTB, die 1xX Schaltung und nun eventuell das eCVT.
In der Theorie hat sie das Zeug dafür.
Lassen wir uns überraschen 🤩
 
Nein, nur ein Lese/Verständnisfehler:

Ich schrieb "Stand heute ausgehend"!
= Wasser ist nass, Nachts wird es finster, bei gleicher Kapazität werden leichter, wenn die Zellen höhere Energiedichte bekommen ;)
Das ist ja so selbstverständlich, dass man es doch nicht extra erwähnen muss, oder?

Und eben keine 1kg oder mehr Mehrgewicht zu heutigen Rädern, damit die Reichweite kompensiert wird.

Hmm, Du sprichst von der Kompensation (Ausgleich) des Mehrgewichts im Vergleich zu Bikes ohne Getriebemotor durch leichtere Akkus, oder nicht? Leichtere Akku führen dann aber auch bei den Bikes ohne Getriebemotor zu einer Gewichtsreduktion....damit Kompensiert man das Mehrgewicht halt dann nicht, es ist dann allenfalls eine Teil-Kompensation.
 
Was mich brennend interessieren würde: schaffen es diese Systeme tatsächlich, die gleichen Spitzendrehmomente am Hinterrad zu liefern, wie ein Full-Power-E-bike mit Kettenschaltung?

52/36= 1,45
1,45 x 100Nm = 145Nm am HR.
1,45 x 150Nm = 217Nm am HR.

Die Motoren sind mit 150Nm angegeben. Ist die Frage, wo? Wieder beim Ausgang?
Bei einer 1:1 Übersetzung zum HR wird zumindest das Drehmoment der 100Nm Motoren erreicht.

Derzeit noch zuviele Unbekannte, schätze schon, dass die Kraft ausreichend sein wird ;)

Leichtere Akku führen dann aber auch bei den Bikes ohne Getriebemotor zu einer Gewichtsreduktion....
Ist der Satz "Stand heute" wirklich soooo schwer zu verstehen?

Ich habs eh schon mit viel Sarkasmus geschrieben, bzw. gefragt: Muss man jede Selbstverständlichkeit wirklich extra ausführlich und umscheifend beschreiben?
Ja, Akkus werden bei gleicher Kapazität leichter werden.....Oh Weltwunder.....dass man das extra schreiben muss....

Also nochmal gaaaaaaaaanz langsam:
Zu den aktuellen Akkus, die derzeit ausgeliefert werden, ist es heute schon möglich, siehe Gapao. die von Lutz prophezeiten 6-12% Wirkungsgradverlust/Reichweitenverlust, aus zu gleichen, siehe Gabao.

Ja, die Akkus werden mit gleicher Kapazität leichter werden, sollten die 6-12% stimmen, dann gibt es einen Gewichtsvorteil/Reichweitenvorteil für Kettenschaltungsbikes. Der wird sich aber nicht bei 1000 bis 1500g bewegen, sondern eher bei 200-400g (rein auf den Akku bezogen).

Ich hoffe, nun ist es verständlich.....
 
Wenn man die sensationellen Innovationen beim MTB sieht, dann war es aus meiner Sicht zuerst die versenkbare Sattelstütze.
Dann bist wohl spät eingestiegen ;)

Federgabel => Fully => Scheibenbremsen waren Allesamt große Entwicklungssprünge.

Zwar nicht so offensichtlich, da eine fließende Weiterentwicklung, die Geometrie hat eigentlich den größten Fortschritt gebracht.
 
Dann bist wohl spät eingestiegen ;)

Federgabel => Fully => Scheibenbremsen waren Allesamt große Entwicklungssprünge.

Zwar nicht so offensichtlich, da eine fließende Weiterentwicklung, die Geometrie hat eigentlich den größten Fortschritt gebracht.
Ich weiß nicht wann du eingestiegen bist.
Mein erstes MTB Ende der 80er war ein Fully und hatte Scheibenbremsen, das ist nun 40 Jahre her :eek:
 
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