Ein E-Bike hat immer eine Kette? Nicht zwingend, das seriell-hybride Antriebskonzept zeigt, dass es auch ohne Kette funktioniert. Die Vorteile hierbei: keine dreckigen Hosenbeine, kein Verschleiß und demzufolge ein sehr viel geringerer Wartungsaufwand. Fahrgefühl und Dynamik wie bei einem aktuellen Pedelec ohne die Nachteile des mechanischen und elektrischen Antriebsstrangs – das verspricht das seriell-hybride Antriebskonzept.

Serieller-Hybrid-Antrieb im Pedelec

Traditionell betrachtet, besteht das E-Bike als solches aus einem Antriebssystem sowie klassischer Fahrrad-Komponenten wie Kette und Zahnkranz zur Kraftübertragung. Bei einem Blick hinter die Kulissen so mancher Entwicklungsabteilung, gibt es hier und da Ansätze, das E-Bike als solches neu zu denken und entwickeln. So gibt es von Schaeffler aktuell eine interessante Konstruktion in Form eines Seriellen-Hybrid-Antriebs an einem E-Bike. Hierbei erfolgt die physische Kraftübertragung beim Pedalieren indirekt über einen Generator, der den elektrischen Strom über einen Akku an den Motor im Hinterrad leitet.

Daraus resultieren bestimmte Eigenschaften, die dieses Antriebssystem mit sich bringt. Hier reduziert sich die Wartung aufgrund der wenigen mechanischen Antriebs-Komponenten auf ein Minimum. Bisher war es wohl auch so, dass durch diese Form der Kraftübertragung das Fahrgefühl wenig homogen und indirekt vonstattenging. Mit der neuesten Entwicklung von Schaeffler soll hier durch eine überarbeitete Steuerelektronik auf Basis des Patents des Instituts für Automatisierung und Informatik der Hochschule Harz der Serielle-Hybrid-Antrieb wie ein klassisches Pedelec zu fahren sein.

Obwohl es keine klassische Schaltung gibt, verfügt der Antrieb über neun simulierte Gänge, die über eine klassische Schaltwippe betätigt werden können. Beim Fahrgefühl äußert sich diese Simulation mit einem klassischen Schalt-Ruck. Eine ähnliche Simulation einer Schaltung gibt es auch im Automobilbereich – der neue Toyota Corolla mit 2.0 l Hybrid Antrieb verfügt je nach Ausstattung ebenfalls über Schaltwippen, welche den Gangwechsel für den Fahrer simulieren um das vertraute Fahrgefühl eines „Schalters“ zu übermitteln. Das Schaltsystem des Schaeffler Antriebs lässt sich daneben aber auch, wie bei einer NuVinci Harmony H-Sync, gestalten. Hier erfolgt die Definition einer festen Trittfrequenz, das automatisierte Regelsystem setzt in diesem Zusammenspiel die Leistungsentfaltung fest.

Spannend wird es bei der Frage der gesetzlich limitierten 25 km/h Grenze für die Klassifizierung als Pedelec. Hier wird der elektrische Zufluss von Energie aus dem Akku bei Erreichen der 25 km/h Grenze gänzlich eingeschränkt, der elektrische Strom zum weiteren Vortrieb erfolgt so lediglich aus dem Generator, der über den Pedal-Trieb angeregt wird. Hierbei soll die Effizient jedoch lediglich 65 % betragen, bei 100 Watt physischer Leistung kommen also lediglich 65 Watt am Motor an.

Nach Angaben von Schaeffler war hier zunächst unklar, ob diese Form der Kraftübertragung den Vorschriften einer Klassifizierung als Pedelec gerecht wird – das Verkehrsministerium hat hier nun wohl grünes Licht gegeben.

Die Antriebs-Komponenten um Generator und Motor sollen auf eine Laufleistung von 50.000 Kilometer ausgelegt sein, das primäre Einsatzszenario ist ausgerichtet auf Leih-Räder, da hier durch den geringen Wartungsaufwand die Kosten im Unterhalt klein gehalten werden können.

Das Prinzip eines Seriellen-Hybrid-Antriebs
# Das Prinzip eines Seriellen-Hybrid-Antriebs

Eigenschaften

  • Keine Einschränkungen in Design und Funktionalität gerade bei Lastenrädern oder Fahrzeugen mit speziellen Bauformen – die Verwendung rein elektrischer Komponenten ermöglicht Gestaltungsoptionen, die mit mechanischen Komponenten nicht möglich sind
  • Kosten- und Aufwandsreduktion in der Produktion – durch den Entfall des mechanischen Teils des Antriebsstrangs wird die Produktion sehr viel einfacher als bei derzeitigen Pedelecs
  • Kein Verschleiß und keine Wartung des Antriebsstrangs – die Nutzung von kompakten und robusten elektrischen Komponenten ermöglicht die Wartungsfreiheit des Systems
  • Fahrgefühl und Dynamik besser als bei einem konventionellen Pedelec – der Einsatz leistungsstarker Motoren und Generatoren in Kombination mit einem Akku und speziellen Regelalgorithmen ermöglichen Fahrleistungen die über denen eines konventionellen Pedelecs liegen
  • Einsatz in Pedelecs und S-Pedelecs – der Antriebsstrang ist so ausgelegt, dass er sowohl bei Pedelecs (bis 25 km/h) als auch bei S-Pedelecs (bis 45 km/h) eingesetzt werden kann
  • Ersatz der mechanischen Schaltung durch eine elektronische Hand- oder Automatikschaltung
  • Frei wählbarer und an die Fahrsituation angepasster Grad der Unterstützung einstellbar – die Verwendung eines Akkus ermöglicht die Unterstützung des Pedalantriebs durch elektrische Energie
  • Rückgewinnung (Rekuperation) von Bremsenergie – die beim Bremsen entstehende Energie wird dem Akku zugeführt und ermöglicht so eine optimalere Energieausbeute
  • Laden des Akkus während der Fahrt – erzeugt man durch den Pedalantrieb eine höhere Leistung als die die für das Fahren benötigt wird, kann man während der Fahrt den Akku laden und somit die Reichweite ausdehnen

Haben Seriell-Hybrid-Antriebe eine Zukunft? Was haltet ihr von dieser Entwicklung?

  1. benutzerbild

    bluecat

    dabei seit 12/2011

    Der Nabenmotor bei diesem Konzept wird immer groß und schwer sein.
    Nicht ganz, dieses Konzept besteht ja aus zwei Motoren - einer in Nabe hinten und einer bei den Pedalen. Der in der Nabe kann ruhig so klein wie der maxon bikedrive sein, er muss das Antreiben beherrschen, Rekuperation ist Nebensache für's Marketing.

    Wichtig ist der andere Motor bei den Pedalen (im Schema "Generator" genannt). Hier wird durch das Pedalieren Energie erzeugt, die in Strom umgewandelt wird, der via Kabel zum Nabenmotor gelangt.

    Damit mehr als Schrittempo erreicht werden kann, ist ein Akku eingebaut, aus dem die überwiegende Mehrheit der Antriebsenergie stammt.
  2. benutzerbild

    Gelöschtes Mitglied 2965

    dabei seit 01/1970

    Da hast du aber was gewaltig missverstanden. Der Motor in der Nabe unterstützt bei einem normalen Bike nur, zusätzlich gibt es am Hinterrad die mechanische Leistung vom Fahrer, das können so zwischen 150 und 400 W sein.
    Diese Leistung muss der Nabenmotor bei dem Konzept zusätzlich aufbringen, und dazu muss er eben größer und stärker sein.
    Und der Generator an den Pedalen spielt da keine Rolle. Ob die gesamte Energie vom Akku und du zusätzlich was mit dem Generator beisteuerst ist wurscht. Der Nabenmotor muss die gesamte Leistung erbringen.
  3. benutzerbild

    bluecat

    dabei seit 12/2011

    Da hast du aber was gewaltig missverstanden.
    Ich wüeder dieses hier gepriesene Wunderding als Humbug bezeichenn, aber keinnesfalls "normales Bike".

    Hier das in meinem Text erwähnte Schema des Schaeffler Hybrid E-Bike ohne Kette:

    1586509533547.png

    Ohne den Motoer bei den Pedalen (im Schma "Generator" genannt" würden der pedaleur ins Leere treten - das Bike steht still und kippt um.
  4. benutzerbild

    Gelöschtes Mitglied 2965

    dabei seit 01/1970

    Überleg mal gut was ich geschrieben habe, das Hybridkonzept funktioniert wie ein Elektromotorrad. Dem Motor wird Strom zugeführt und er alleine ist für den Vortrieb verantwortlich, wo der Strom herkommt ist erst einmal wurscht. Die Pedalbewegung hat mit dem Vortrieb zuerst einmal gar nichts zu tun, ist nur dazu da dem Gesetze genüge zu tun dass du eben selbst mittreten musst

    So, damit belass ich's damit und gehe jetzt biken
  5. benutzerbild

    Mariachi

    dabei seit 04/2020

    Das Konzept ist super. Ich durfte das Bike im Rahmen einer lokalen Messe selber fahren und kann sagen, dass das Fahrgefühl und die Power sensationell ist. Sowas hab ich noch nie gesehen bzw gefühlt. Ich persönlich würde das Bike sofort kaufen. Ich denke auch bezüglich Training kann man da Software seitig noch sehr viel machen.

Was meinst du?

Wir laden dich ein, jeden Artikel bei uns im Forum zu kommentieren und diskutieren. Schau dir die bisherige Diskussion an oder kommentiere einfach im folgenden Formular:

Verpasse keine Neuheit. Trag dich für den MTB-News-Newsletter ein!