Bau Ihres Solarfahrrads
Teil 2: elektrische unterstützung

Inhaltsverzeichnis
Teil 1: das fahrrad
Teil 2: elektrische unterstützung
Teil 3: solarausrüstung



Das elektrische Assistenzsystem umfasst mindestens eine Batterie, einen Motor, eine Motorsteuerung (manchmal im Motor integriert), eine Steuer- und Anzeigekonsole. Weitere Elemente können hinzugefügt werden: Pedalsensor, Drehmomentsensor, Geschwindigkeitssensor, Lenkerbeschleuniger …

2.1. Die Batterie

Wie in Teil 1 erläutert, können die mit einigen handelsüblichen Fahrrädern gelieferten Batterien während des Gebrauchs nicht aufgeladen werden, was ihre Integration in ein Solarfahrrad erheblich erschwert.

Batteriespezifikationen
Die Hauptmerkmale einer Batterie sind:
– Chemische Technologie: Heutzutage verwenden die meisten Fahrradbatterien die Litium-Ionen-Technologie.
– die Nennspannung: 36 Volt, 48 Volt oder sogar 52 Volt,
– die Kapazität, ausgedrückt in Amperestunden oder in Wattstunden. Dieser Wert gibt die Energiemenge an, die der Akku speichern und wiederherstellen kann.

Komponenten der Batterie
Eine Batterie besteht aus einer Reihe von Li-Ionen-Elementen (als „Zellen“ bezeichnet), die in Reihe und parallel geschaltet sind und zu denen ein elektronisches Schutzsystem (BMS) hinzugefügt wird. Die Rolle des BMS besteht darin, eine zu tiefe Ladung oder Entladung zu verhindern und die Spannungen zwischen den Li-Ionen-Zellen auszugleichen.
Die meisten Batterien bestehen aus Zellen, die in Bezug auf ihr physikalisches Format (Durchmesser = 18 mm, Länge = 65 mm) als “18650” bezeichnet werden.

Assoziation von Zellen in Reihe
Die Nennspannung einer 18650-Zelle beträgt 3,6 Volt.
Um eine 36-Volt-Batterie herzustellen, haben wir 10 Zellen in Reihe geschaltet.
 Für eine 48-Batterie Volt hat die Serie 13 Zellen.

Parallele Assoziation von Zellen
Hersteller bieten 18650 Zellen mit unterschiedlichen Kapazitäten an: 2000, 2500, 2900, bis zu 3500 Milliampere-Stunden.
In dem unten gezeigten Beispiel haben wir 3500 mAh-Zellen ausgewählt. Das Set enthält nur 1 Serie, seine Gesamtkapazität beträgt 3500 mAh oder 3,5 A-h.


In dem unten gezeigten zweiten Beispiel, immer noch mit 3500 mAh-Zellen, wurden 4 Serien von 10 Zellen parallel assoziiert. Der resultierende Akku hat eine Gesamtkapazität von 14 A-h.


Zellen mit hoher Kapazität (3500 mAh) sind häufig die teuersten, haben jedoch den Vorteil, dass sie bei gleichem Gewicht mehr Energie speichern können. Mit anderen Worten, bei gleicher Kapazität ist die Batterie leichter, was für den Solarradfahrer von Vorteil ist.
Die Qualität der Zellen (Kapazität, Langlebigkeit) ist bei großen Herstellern wie LG, Samsung, Sanyo …

2.2. Der Motor

Es gibt verschiedene Motortypen mit Vor- und Nachteilen. Wenn Sie sie kennen, können Sie die beste Wahl für den beabsichtigten Verwendungszweck treffen.

2.2.a. Der Direktantriebs Radmotor

Es wird anstelle der Nabe in ein Rad eingesetzt. Bei diesem Typ mit Direktantrieb befinden sich keine Zahnräder im Inneren. Es gibt Modelle für Vorderrad oder Hinterrad. Vorderradmodelle können optional auf einem Anhänger montiert werden.
Vorteile: sehr zuverlässig, keine Wartung. Bei Abfahrten kann der Motor bremsen und Strom regenerieren, um die Batterie wieder aufzuladen.
Nachteile: schwerer als der reduzierte Motor und auf sehr steilen Hügeln, wo es heiß wird, weniger effizient.

2.2.b. Der reduzierte Rad Motor

Es wird in ein Rad anstelle der Nabe eingesetzt, es hat Zahnräder im Inneren. Es gibt Modelle für Vorderrad oder Hinterrad. Vorderradmodelle können optional auf einem Anhänger montiert werden.
Vorteile: kleinerer Motor, weniger schwer, oft effizienter als Direct Drive auf Hügeln. . Es bremst das Fahrrad nicht, wenn es ohne Hilfe in die Pedale tritt.
Nachteile: Getriebe müssen nach Langstreckenfahrten regelmäßig gewartet und gewechselt werden. Keine Regeneration bei Abfahrten.

2.2.c. Der “Pedal” -Motor

Dieser Motor wird anstelle der Originalkurbel eingesetzt und hat innen Zahnräder.
Vorteile: kleinerer Motor, weniger schwer, sehr effizient auf Hügeln. Es bremst das Fahrrad nicht, wenn es ohne Hilfe in die Pedale tritt.
Nachteile: Getriebe müssen nach Langstreckenfahrten regelmäßig gewartet und gewechselt werden. Keine Regeneration bei Abfahrten.

2.3. Die Motorsteuerung

Je nach System kann die Steuerung unabhängig oder in den Motorblock integriert sein. Es ist sehr oft unabhängig in Radmotorsystemen und oft in Pedalmotoren integriert. Seine Aufgabe besteht darin, die dem Motor zugeführte Energie in Abhängigkeit von mehreren Daten zu verwalten (gewählte Unterstützungsstufe, Geschwindigkeit, in der Batterie verfügbare Energie, Signal vom Drehmoment- oder Tretsensor usw.).

2.4. Die Steuerungs- und Anzeigekonsole

Es gibt dem Benutzer Hinweise (z. B. Geschwindigkeit, Unterstützungsgrad, Batteriespannung, zurückgelegte Strecke usw.) und ermöglicht ihm darüber hinaus die Kommunikation mit dem System (zumindest um den Unterstützungsgrad zu wählen).


In fortschrittlichen Systemen, wie sie beispielsweise von der Firma Grin Technologie hergestellt werden, ermöglicht die Cycle-Analyst-Konsole die Anzeige und Auswahl einer sehr großen Anzahl von Parametern: Geschwindigkeit, Stromverbrauch, Unterstützungsstufen usw. Zusätzliche Geräte ermöglichen die gleichzeitige Anzeige von Solarenergie Produktion. Somit ist es möglich, in Echtzeit zu wissen, wie viel Energie verbraucht und produziert wird.


Auf dem Foto oben sehen wir, dass der Verbrauch des Motors genau zu diesem Zeitpunkt 353 W beträgt, während die Solarproduktion 371 W beträgt.

2.5. Der Pedalsensor oder der Drehmomentsensor

Je nach System kann dieser Sensor separat oder in den Motorblock integriert sein. In diesem Fall ist er nicht sichtbar. Die fortschrittlichsten Systeme verfügen über einen Drehmomentsensor, der die vom Radfahrer abgegebene Leistung misst, die anderen über einen Tretsensor, der das Tritttempo des Radfahrers misst.

2.6. Der Geschwindigkeitssensor

Je nach System kann dieser Sensor separat oder in den Motorblock integriert werden.

2.7. Der Lenkerbeschleuniger

Es ist ein optionales Zubehör. Es ist in Frankreich nur zum Starten zugelassen, beispielsweise nach einer roten Ampel. Es ist oft sehr nützlich, besonders auf Liegerädern, für Bergstarts.