Powermeter/Eigenleistung eMTB

[McFly320]

Hallo liebe Leute,
ein paar Fragen bezüglich Leistungsmessung am eMTB mit Shimano EP801:

- Sigma verspricht beim Rox 12.1 Evo auf der Homepage bei einem eBike, daß "Unterstützung (Watt)" sowie "Human Power vs. Motor Power" angezeigt werden. Ist dies tatsächlich der Fall ohne zusätzliche Sensoren wie ein Powermeter eines Drittanbieters? Vielleicht zumindest näherungsweise berechnet aus Kadenz, Herzfrequenz und ggf. weiteren Daten, die ggf. aus dem Motor des eBikes kommen. Kann vielleicht jemand von Euch dazu etwas Fundiertes sagen und hat vielleicht sogar diesen Computer im Einsatz?
https://sigma.bike/de/product/rox-12-1-evo/?tab=features-functions

- Sofern dies nicht möglich sein sollte, dann folgende Fragen:
Powermeter gibt es ja für Kurbelstern, Kurbel und Pedale.
Ich habe bei Power2Max angefragt, ob dieser mechanisch an eine Shimano EM600-Kurbel passen würde. Dies wurde bejaht, jedoch darauf hingewiesen, daß an dieser Stelle nur die Gesamtleistung gemessen werden würde.
Nach einigen Überlegungen komme ich zu folgendem Schluss - und ich bitte Euch um Meinungen dazu:
Die Aussage von Power2Max erscheint plausibel: Der Kurbelstern sitzt auf der Motorachse, welche sowohl das Drehmoment des Fahrers wie auch des Motors aufnimmt. An diesem Kurbelstern ist nun der Powermeter angebracht, dann das Kettenblatt. Folglich sollte dieses System nur die Gesamtleistung messen.

Spinnt man aber nun den Gedanken fort, zweifle ich, ob denn ein Kurbel-Powermeter oder ein Pedal-Powermeter tatsächlich die Eigenleistung messen würde, denn beide Elemente hängen mechanisch ebenfalls wieder am gleichen Antriebsstrang, nämlich der Welle des Motors - lediglich an etwas anderer Stelle.
Jedoch unterliegen Kurbel und Pedale durchaus Verwindungen resultierend aus der Kraft, die der Fahrer ausübt - während aber auch die Kraft des Motors auf die Welle ausgeübt wird.

Nun bin ich unsicher, wie man vielleicht die Eigenleistung messen könnte.
Ist unter Euch vielleicht ein Ingenieur, der täglich mit Kräften und Drehmomenten zu tun hat und diesen Sachverhalt ggf. besser beurteilen kann als ich? Mir fehlt die Intuition dafür.

Am Ende würde wohl ein fiktives Bauteil helfen, welches aus am Motor abgegriffenen Messwerten für Spannung und Stromstärke die Momentanleistung des Motors errechnen könnte - nur leider existiert ein solches nicht.

Vielen Dank und viele Grüße,
McFly

 

[punkhead]

Kann man sich den ganzen Bums nicht in der shimano App anschauen?
Bei Bosch und Fazua wird die Eigenleistung angezeigt.
Frage für nen Froind: warum interessiert das?

 

[McFly320]

Leider nicht, Shimano zeigt es nicht an, soweit ich weiß - die Bikes sind noch nicht da.
Ich finde die Frage durchaus interessant, wieviel Leistung aus den Waden und wieviel aus dem Akku kommt - aber da darf man durchaus verschiedene Interessen verfolgen.

 

[frolo]

Kann man sich den ganzen Bums nicht in der shimano App anschauen?
Bei Bosch und Fazua wird die Eigenleistung angezeigt.

Bei Shimano nicht. Das einzige, was man sieht, ist am Display ein Balken, der anzeigt, wieviel der Motor aktuell unterstützt, aber das finde ich recht nutzlos. Um so mehr, dass die Daten auch nachher nicht mehr angreifbar sind.

Frage für nen Froind: warum interessiert das?

Bei mir hauptsächlich Neugier. Ich habe überhaupt keinen Plan, mit wieviel Eigenleistung ich so durch die Gegend fahre. Manchmal fühlt man sich fit und dynamisch, manchmal nicht, keine Ahnung, inwiefern das nicht auch eine Illusion ist, die vom Motor beeinflusst wird.

Noch so ein Fall: die Woche bin ich eine meiner Standardrunden zusammen mit Biobikern gefahren, entsprechend mit wenig Motorunterstützung. Aber ob ich jetzt dabei mehr oder weniger Leistung erbracht habe ... keine Ahnung.

Aber stimmt schon, irgendwas konkretes machen werde ich mit der Info auch nicht.

 

[punkhead]

Also was wohl gehen könnte, das müssen aber andere bestätigen, ein Garmin oder Sigma besorgen, die haben ne BT Kopplung ans bike.
Dazu brauchst aber so ein BT fähiges shimano Display
Ist leider etwas gares Halbwissen, weil ich selber keinen Shimano habe.
Aber so in etwa dürfte es gehen

 

[Klettersteppi]

Mit nem Garmin (in meinem Fall ein Edge 830) kann man sich die Eigenleistung nicht anzeigen lassen - Shimano "rückt das leider nicht raus".

Nur die Motor Unterstützung in Prozent - das sieht dann so aus

 

[frolo]

Hat nicht @Orby praktische Erfahrungen mit Wattmessungen auch an eMTBs und kann was zur Ursprungsfrage beitragen?

 

[DOKK_Mustang]

Ein Powermeter fürs Pedal oder Kurbelarm sollte schon einigermaßen genau sein. Es wird ja die Verformung des Kurbelarms bzw. der Pedalachse gemessen. Die Verformung geschieht durch dein Treten.
Wenn der Motor die Tretlagerachse gleichzeitig nach vorne bewegt, nimmt die Biege-Belastung ab, aber auch deine Kraft mir der du drücken musst.

Also funktioniert das mit den Kraftmesspedalen/ Kurbeln.

 

[Orby]

Bei Shimano nicht. Das einzige, was man sieht, ist am Display ein Balken, der anzeigt, wieviel der Motor aktuell unterstützt, aber das finde ich recht nutzlos. Um so mehr, dass die Daten auch nachher nicht mehr angreifbar sind.

Wenn es mit Garmin koppelst, sah es so bei mir aus

https://www.mtb-news.de/forum/t/lig...gehen-die-normalen-bikes.980690/post-19308049

Dachte irgendwie es wäre damals möglich gewesen Garmin ebenfalls zu sagen, dass er die Wattmessung nehmen soll. Aber tatsächlich finde ich bei dem Bike keine Watt zahlen mehr.

Bei mir hauptsächlich Neugier. Ich habe überhaupt keinen Plan, mit wieviel Eigenleistung ich so durch die Gegend fahre. Manchmal fühlt man sich fit und dynamisch, manchmal nicht, keine Ahnung, inwiefern das nicht auch eine Illusion ist, die vom Motor beeinflusst wird.

Noch so ein Fall: die Woche bin ich eine meiner Standardrunden zusammen mit Biobikern gefahren, entsprechend mit wenig Motorunterstützung. Aber ob ich jetzt dabei mehr oder weniger Leistung erbracht habe ... keine Ahnung.

Aber stimmt schon, irgendwas konkretes machen werde ich mit der Info auch nicht.

Da mein Fazua die Watt am Garmin anzeigt, hab ich es am Bio-Bike nachgerüstet. War schon interessant.

Im River Modus mit ca. 240 Watt vom Motor, 220-240Watt konstant selber dazu, fliegst den Berg hoch. Wenn dann umsteigst aufs Bio-Enduro mit dicker Bereifung und 16,2kg, geht in der prallen Sonne auf losem Schotter nichts mehr bergauf. Kurzer Blick auf die Watt, ja klar, trete ja nur 160 Watt.
Subjektiv passt Speed bergauf nicht mehr, verlierst komplett das Gefühl wenn mit Motor hochfliegst und dann keuchend und schwitzend fast stehst ohne Motor.

Also funktioniert das mit den Kraftmesspedalen/ Kurbeln.

Ja diese beiden müssten passen, darf halt nicht am KB gemessen werden wo der Motor greift und die Leistung auf die Kette übertragt.

Tatsächlich wird es aber wohl bei Shimano nur die Watt anzeigen die bringst, nicht die Gesamtleistung. Wobei die Frage ist man dies auch sehen will.

 

[DOKK_Mustang]

Worauf ich sagen muss, dass mein Fazua Ride 50 Phantasiewatt für die selber getretene Leistung angibt. Ich habe das mit Wattmesspedalen überprüft 20% zuviel.

 

[DOKK_Mustang]

Für die Funktion des E- Bikes ist das aber unwichtig.
Du stellst die Software so ein, dass der Output passt.

 

[McFly320]

Wenn der Motor die Tretlagerachse gleichzeitig nach vorne bewegt, nimmt die Biege-Belastung ab, aber auch deine Kraft mir der du drücken musst.

Also funktioniert das mit den Kraftmesspedalen/ Kurbeln.

Ich danke Euch für Eure Beiträge, insbesondere Dir, DOKK-Mustang.
Dein Gedanke ist sehr interessant.
In diesem Kontext fällt mir der Gedanke ein, daß es sich bei einem Kurbelstern-Powermeter ja aber eigentlich identisch verhalten sollte: Wir haben im Idealfall bis zu den Dehnmesstreifen des Powermeters eine starre Verbindung des Antriebsstrangs. Auch bei Kurbelstern-Powermetern könnte man argumentieren, daß der Motor mit seinem Drehmoment den Kurbelstern dreht und damit das eigene Drehmoment abnimmt - und sich vielleicht beide Drehmomente so aufheben, daß die Eigenleistung gemessen wird - was aber von Power2Max verneint wurde. Für mich wirkt das spontan nicht anders als beim Kurbelpowermeter.
Man sieht in jedem Fall: Die ursprüngliche Fragestellung ist nicht trivial.
Für mich komme ich tendenziell zu dem Schluss, daß eine Messung der Eigenleistung bei einem eBike zumindest präzise wahrscheinlich kaum möglich ist, solange der Motor nicht die Daten liefert mit welcher Leistung er läuft - und leider ist dies zumindest bei Shimano und Bosch nicht der Fall. Der Motor scheint Eigenleistung und Motorleistung bei der Messung zu verwischen.
Vielmehr scheint immer mit einem Powermeter egal welcher Bauart stets eine gemischte Leistung gemessen zu werden, wobei es prinzipiell im Dunkeln zu bleiben scheint, in welchem Verhältnis was gemessen wird.
Ich mag falsch liegen, aber der Gedankenaustausch mit Euch führt mich eher zu diesem Schluss.
Liebe Grüße!

 

[DOKK_Mustang]

Ich denke das funktioniert mit Wattmesspedalen/ Kurbelarm-/Spidermessung.

Ev. verliert man ein paar Prozent Genauigkeit.

Meine Wattmesspedsle sind angeblich auf 1% genau. Wenn das am E-MTB jetzt auf 2-3% runtergeht ist das für mich Ok.

 

[McFly320]

Wenn das am E-MTB jetzt auf 2-3% runtergeht ist das für mich Ok.

Hi DOKK_Mustang,
ja, Du hast recht, das wäre vollkommen OK.
Nur leider stochern wir wahrscheinlich im Nebel und können nichts zur Genauigkeit sagen. Ich vermute, die Genauigkeit schwankt sogar erheblich je nach Motorcharakteristik.
Schade ist es vor allem, daß die Motorenhersteller hier so wenig Hilfestellung bieten.

 

[punkhead]

Irgendwie hab ich das Gefühl, da ist ein Verständnis Problem.
Die zusätzliche Leistung vom Motor überträgt sich in keinster Weise auf die Pedale.
Denn sonst würde die Systemmessung der Eigenleistung und somit die vom Motor dazugegebene Leistung niemals funktionieren
Die Leistungsmessung der Fahrerleistung im Motor ist an der Welle und diese MUSS präzise sein, damit der Motor weiß, wieviel er prozentual „dazuschieben“ muss.
Nicht anders verhält es sich an der Leistungsmessung über die Pedale, hier sieht das Pedal NUR die erbrachte Leistung am Pedal, NICHT am Kettenblatt.
Gibt der Motor Leistung an der Welle dazu, reduziert sich die erbrachte Leistung an der Kurbel.

 

[McFly320]

Danke, Punkhead!
Ja, ich kann mir nicht so richtig vorstellen, wie der Motor seine Kraft abgeben kann, ohne den Antriebsstrang zu beeinflussen - am Ende ist alles starr verbunden. Irgendwo sollte ein Kraftschluss zwischen Motorleistung und Fahrerleistung erfolgen, wahrscheinlich im Freilauf des Kurbelspiders: Der Motor gibt sein Drehmoment auf eine Hohlwelle ab, auf der der Spider mit Kettenblatt sitzt. Die innere Welle wird von Fahrer über Kurbel und Pedale bewegt. Beide Systeme drehen und befinden sich im Kraftschluss.

 

[punkhead]

Danke, Punkhead!
Ja, ich kann mir nicht so richtig vorstellen, wie der Motor seine Kraft abgeben kann, ohne den Antriebsstrang zu beeinflussen - am Ende ist alles starr verbunden. Irgendwo sollte ein Kraftschluss zwischen Motorleistung und Fahrerleistung erfolgen, wahrscheinlich im Freilauf des Kurbelspiders: Der Motor gibt sein Drehmoment auf eine Hohlwelle ab, auf der der Spider mit Kettenblatt sitzt. Die innere Welle wird von Fahrer über Kurbel und Pedale bewegt. Beide Systeme drehen und befinden sich im Kraftschluss.

Hä?
Also die Ausgangsleistung vom System wird auf das Kettenblatt übertragen.
Die Kurbel sitzt mit auf der Welle vom Kettenblatt.
Bei ausgeschaltetem Motor ist die Kurbelleistung gleich der Kettenblattleistung.
An der Welle des Kurbel wird das „Drehmoment“ gemessen.
Wenn der Motor mit anpackt ist das Drehmoment welches von der Kurbel kommt entsprechend geringer.
Der DMS Sensor misst die Längung der Welle bei anliegendem Drehmoment, nicht die Leistung.
Für mich gibts da keine Zaubertricks, alles Physik.

Ein wichtiger Faktor, den wir auch hier durch die Gegend schmeissen, aber eigentlich nicht richtig ist.
Der Ursprungsmesswert ist die Längung der AntriebsWelle wenn man mit dem Fuss aufs Pedal drückt und somit Drehmoment erzeugt, WEDER Drehmoment NOCH Leistung.
Watt und Drehmoment werden dann unter Berücksichtigung entsprechender physikalischer Formeln im System errechnet.

 

[McFly320]

Hi Punkhead und DOKK_Mustang,
Ihr habt mich auf den entscheidenden Gedanken gebracht und Ihr habt recht!
Mit einem Kurbel- oder Pedalpowermeter lässt sich die Eigenleistung auch bei einem eBike messen.

Wir haben im System zwei Wellen:
Eine innere Welle, auf der Kurbel und Pedal sitzen.
Eine äußere Hohlwelle, auf der Kurbelstern und Kettenblatt sitzen - so wird auch z.B. Schiebehilfe, Freeshift und Autoshift realisiert, indem das Kettenblatt autonom vom Motor gedreht werden kann.
Der Motor gibt sein Drehmoment auf die äußere Hohlwelle ab.
Der Fahrer induziert sein Drehmoment beim Treten auf die innere Welle.
Dazwischen befindet sich eine nicht näher bekannte Kupplung.

Entscheidend ist, daß Drehmomente wie Vektoren addiert werden.

Folglich misst man, wie Punkhead richtig anmerkt, auf dem Umweg der Längung der Dehnmesstreifen an der inneren Welle bis zum Kopplungspunkt von innerer und äußerer Welle das Drehmoment des Fahrers - obwohl das System starr verbunden ist.
An der äußeren Welle (also am Kettenblatt) dann die Gesamtleistung.

Vielen Dank an Euch alle!
Die Frage ist vollständig beantwortet:

Die Eigenleistung lässt sich per Kurbel- oder Pedalpowermeter auch bei einem eBike messen.
Am Kurbelstern jedoch nicht.
Vielen Dank und viele Grüße!

 

[punkhead]

Innere Welle, äußere Welle
Nicht ganz sicher was du meinst
Die Motore haben jedenfalls einen Freilauf verbaut, Kraftschluss erfolgt über diesen, ähnlich wie am Hinterrad
Hat jetzt aber weniger was mit der DMS Messung zu tun

 

[McFly320]

Hi Punkhead,
richtig, es existiert eine Kupplung zwischen innerer und äußerer Welle. Die DMS sitzen an der Kurbel oder im Pedal.
Hier eine Grafik aus dem Handbuch des Shimano EP801, auf welchem die äußere Hohlwelle (gelb, kurz) zu sehen ist. Auf dieser sitzt der Kurbelstern und damit auch das Kettenblatt. Auf der inneren Welle (weiß, weit herausstehend) sitzt die Kurbel und schließlich das Pedal.
Bemerkenswert: Bei einem eBike bilden Kurbel sowie Kurbelstern mit Kettenblatt keine Einheit!
Grüße!