SinusLeistungsSteller - e-Velomobil 19.06.2009


QUEST - ein elektrisch unterstütztes Velomobil von Wulf Kraneis ...

... eine mögliche Art der Fortbewegung jenseits von "Peak-Oil", die auch noch fit hält!




Einführung von Wulf Kraneis:

Auf Basis des in Holland bereits seit Jahren von Velomobiel.nl erfolgreich in Serie gebauten, stromlinienförmigen Velomobils (dreirädriges Liegerad) ist ein elektrisch unterstütztes Fahrzeug entstanden, welches mit der gesetzlich zulässigen elektromotorischen Unterstützung einem(r) gut trainierten Radfahrer(in) eine Reisegeschwindigkeit von ca. 60-65 km/h in der Ebene ermöglicht (am Berg 45 km/h)
Die verbaute Technik ermöglicht allerdings noch beeindruckendere Fahrleistungen: 95-100 km/h in der Ebene und 60 km/h bei 5% Steigung. Dies ist im wesentlichen auf die excellente Aerodynamik zurückzuführen, die gegenüber dem Basisfahrzeug noch weiter verbessert wurde. Auch Steigungen von 15% und mehr sind natürlich kein Problem, es soll aber auch nicht verschwiegen werden, daß in der Ebene mit dem Basisfahrzeug schon durch reine "Humanpower" eine Dauergeschwindigkeit von 45-50km/h erzielt werden kann.

Ziel bei der Entwicklung dieses Fahrzeugs war allerdings eine mögliche Dauerreisegeschwindigkeit in der Ebene von 70-75km/h (bei Außerachtlassung der Zulassungsprobleme) bei gleichzeitig geringem Energieverbrauch, der maximal 10% eines serienmäßigen Autos mit sehr geringem Kraftstoffverbrauch betragen sollte und der auch darauf beruht, daß der Fahrer ständig aktiv die Fortbewegung unterstützt und damit die Ortsveränderung in einem ganz anderen Maße als in einem Auto "erfährt".

Das Fahrzeug ist sogar so konzipiert, daß ohne Mittreten der Elektromotor das Fahrzeug nicht antreiben kann. An Steigungen von ca. 5% sollte noch eine Geschwindigkeit von ca. 50km/h möglich sein, damit die erzielbare Durchschnittsgeschwindigkeit nicht deutlich absinkt. Hinzu kommt, daß das zusätzliche Mehrgewicht (bei einem Basisgewicht von ca. 32kg) nicht mehr als 10kg für eine Reichweite von ca. 150km betragen sollte (was auch so umsetzbar war).

Damit ist auch gewährleistet, daß das Fahrzeug weder in der Stadt noch auf Landstraßen ein Verkehrshindernis darstellen würde, was ein wesentlicher Punkt für eine gelungene Teilnahme am Straßenverkehr wäre und welches in einem Bereich von bis zu ca. 50km auch keine oder nur eine unwesentlich längere Fahrzeit benötigen würde als ein Auto.


Die Umsetzung:

Nach einer ersten Bestandsaufnahme, längerer Diskussion und einiger Vorversuche mit möglichen Komponenten, die an einem Ergometer befestigt wurden, empfahlen wir neben unserem Regler SLS-42-110 auch einen für diesen Anwendungszweck geeigneten Motor von Torcman.
Dieser ist über einen zusätzlichen Freilauf und ein Untersetzungsgetriebe auf das Tretlager eingekoppelt. Damit ist sichergestellt, daß der Motor keine Antriebsleistung einspeist, sobald die Tretkurbel schneller dreht als der (drehzahluntersetzte) Motor. Die maximale Drehzahl des Motors können wir über die Parameter des SLS-42-110 exakt vorgeben und damit genau festlegen, bis zu welcher maximalen Geschwindigkeit die Unterstützung wirksam ist. Ein zweiter positiver Effekt wurde mit dem Freilauf erzielt: das Anfahren ist nur mit Muskelkraft möglich, da der derzeit verfügbare SLS keinen Anlauf aus dem Stand schafft.

Der Akku wurde von Wulf Kraneis aus 12 parallelen Strängen mit je 10 in Reihe (10S12P) geschalteten Lithium-Ionen Rundzellen aufgebaut, die durch die längliche Form des so entstandenen Akkupacks sehr elegant im Velo unterzubringen sind. Mit ca. 7kg hält sich das Gewicht des Akkupacks auch noch im Rahmen. Die Sollwertvorgabe erfolgt über unseren Sollwertgeber (SG) , dessen Potentiometer direkt am Steuer angebracht ist und mit dem Daumen bedient werden kann.

Wir verabredeten uns für den 19.06.2009 bei uns in Kist, um den SLS in das vorbereitete Fahrzeug einzubauen und erste Fahrtests für die Reglerabstimmung durchzuführen.



Die ersten langsamen Runden wurden noch im drehzahlgeregelten Betrieb zurückgelegt. Nachdem wir aber auf den drehmomentgeregelten Betrieb umgeschaltet hatten, wollte Wulf Kraneis ihn nicht mehr missen ... ;-)



Schrittweise steigerten wir die Leistung des Antriebs und optimierten die letzten Parameter unter Last. Zwischendurch konnte man sich fast in eine Formel1-Box während des Trainings versetzt fühlen ;-)



Insgesamt legte das Velo an diesem Tag mehr als 35km Teststrecke in z.T. sehr hügeligem Gelände mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von ca. 50km/h zurück. Verbraucht wurden dafür weniger als 0,25kWh der anfangs mitgeführten 1,0kWh Energie. Rechnet man hoch, ergibt sich eine beachtliche Reichweite von ca. 150km pro kWh! Welchen Anteil die Muskelkraft dabei spielte, kann jedoch nur der Fahrer selbst beurteilen. Auf uns hat er jedenfalls keinen erschöpften Eindruck gemacht - im Gegenteil!



Nochmal: Reichweite 150km/kWh!!! Würde man einen Liter Diesel (Energieinhalt 10kWh) mittels Dieselmotor und Generator in elektrische Energie umwandeln (nehmen wir einen ehr bescheidenen Wirkungsgrad von 35% dafür an!) würden wir 3,5kWh elektrische Energie erhalten. Das Velo könnte damit über 500km fahren! Das ist über 5-mal soweit, wie das Sparsamste überhaupt , das die Automobil-Industrie je hervorgebracht hat (und das auch nur zu Testzwecken!) und ca. 40-mal soweit, wie ein durchschnittlicher PKW heute!