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Samstag, 16. April 2016, 20:22

[Projekt] Eigenbau E-Bike - erste Rechnungen und Konstruktionen

Zitat

Der Sommer beginnt, die Flugsaisson hat angefangen - ich hab Bock auf was neues, fast sportliches. Ein Elektro-Fahrrad selbst bauen. Nur habe ich keine Lust auf 600 Watt und 25km/h sondern ich strebe so Richtung 2,5-3KW an und ca 40-50km/h.

Zuerst habe ich mit den ersten paar Berechnungen angefangen, ich gehe von folgenden Fahrrad aus:







Zitat

Ich besitze nicht exakt dieses Fahrrad (sondern momentan noch keins) sondern nutze es erstmal nur für die ersten Gedanken. Und zwar habe ich mir gedacht ich möchte keinen Narbenmotor oder Riemenantrieb auf die Achse sondern würde es gerne universeller lösen und zwar mit einer Rolle die auf das Rad drückt und ihr Drehmoment so überträgt. Damit fällt auch das große Problem der richtigen Untersetzung weg. Und zwar habe ich mir ausgerechnet das ich bei einem Reifendruchmesser von 66cm ca 144u/min brauche um eine Geschwindigkeit von 30km/h zu erreichen. Das ist erstmal meine Ausgangsgeschwindigkeit. Wenn die Walze einen Durchmesser von 40mm hat ergibt sich daraus das der Motor (sofern er 1:1 Übersetzt ist) eine Drehzahl von 2376u/min benötigt. Das sind bei 24V Spannung 108u/v/min. Die meisten Motoren die ich mir rausgesucht habe haben 250kv. Das wären dann ca 75km/h was völlig übertrieben ist. Daher werde ich noch eine Untersetzung einbauen um auf ca 40-45km/h zu kommen. Als Akkus würde ich zum testen erstmal 2 Mopedbatterien (Blei) mit 9A/h verwenden. Das ergibt bei einem Durchschnittsverbrauch von 20A (ich hoffe der ist realistisch) eine Laufzeit von 25min (und das reicht).

Zitat

Zuerst habe ich das ganze mal in Inventor umgesetzt und mal etwas herumprobiert. Das sieht so aus:



Zitat

Wahrscheinlich kann sich jetzt jeder mal ungefähr Vorstellen wie das aussehen soll. Und zwar so:




Zitat

Die beiden Akkus (die später wohl durch Lipos ersetzt werden) kommen in den Rahmen. Maximalbreite der ganzen Anlage ist 100mm - sollte also nirgends stören. Genutzt wird ein "Turnigy Aerodrive SK3 - 6364-245kv Brushless Outrunner Motor" mit 2,7KW und wie der Name verrät 245kv. Dazu ein passender 100A Regler, dieser Regler wird mit einem Servotester angesteuert der per Hebel am Lenker befestigt ist. Eine Akkustandsanzeige werde ich wohl in die Box einbauen wo sich die Akkus drin befinden. Das Momentane Problem das ich habe ist das ich unmöglich diese brachiale Leistung auf das Rad übertragen kann - und zwar möchte ich auch Problemlos Berge hochkommen ohne das mir das Gerät abfackelt oder im schlimmstenfall mittreten muss. Wenn der Motor antreibt würde er sich nach oben ziehen, daher würde ich auf jeder Siete eine Zugfeder montieren die für nen ordentlichen Druck sorgt. Wenn der Motor aus ist würde er sich "nach unten" drücken und es entsteht eine hohe Kraft die das Gestell verkraften muss, ich hoffe das klappt wenn das aus 10mm Stahl gefertigt wird.

Zitat

Hab ich mich irgendwo grob verrechnet oder vertan? Ist das ganze Projekt sowiso zum scheitern verurteilt? Und mir ist natürlich bewusst das ich das Fahrzeug nicht auf Österreichischen Straßen fahren darf. Ich hab das ganze in Zitatboxen gesetzt weil sich das sonst so doof lesen lässt.

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »cheesa94« (16. April 2016, 20:33)


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Samstag, 16. April 2016, 20:49

Moin Keeser,
ich würde mir an Deiner Stelle erstmal Allgemein verfügbares Wissen aneignen, z.B. wie viele Watts man benötigt um auf 25 oder 45km/h zu kommen.
Im ersteren Fall reichen ca. 250W, im zweiteren etwa 500W (ohne Treten).
Die Übertragung über eine Reibrolle auf den Reifengummi ist natürlich eine der ineffizientesten und fehlerbehaftetsten Möglichkeit die Kraft auf's System zu bringen. Das war damals schon beim Velosolex schon so und hat sich leider zwischenzeitlich nicht geändert.
Das gezeigte Fahrrad - das im Grunde ein Fahrrad ist - ist belanglos. Insbesondere da es nicht Dein Fahrrad ist. Ich denke das prinzipielle Konzept eines Fahrrades ist den meisten hier gegenwärtig.
Alles in allem kann man natürlich Zeit und Geld aufwenden um etwas, dass es schon beim Discounter um die Ecke gibt, zu bauen. Nur viel schlechter.
Dafür darfst Du's dann nur im Garten fahren, viel mehr wird das Konzept auch nicht hergeben.
Ich möchte hier Deinen Ansatz nicht komplett schlechtreden - aber da musst Du schon noch einigen Hirnschmalz reinstecken um ein halbwegs brauchbares Konzept zu erarbeiten.
Viel Spaß beim Tüfteln.

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Samstag, 16. April 2016, 20:57

ich würde mir an Deiner Stelle erstmal Allgemein verfügbares Wissen aneignen, z.B. wie viele Watts man benötigt um auf 25 oder 45km/h zu kommen.
Im ersteren Fall reichen ca. 250W, im zweiteren etwa 500W (ohne Treten).
Nicht immer gleich alles schlechtreden - nach 9 Jahren Modellflug und 2 gelernten Berufen im Technischen Bereich weis ich schon was ich mache :w

Mir ist bewusst das normale E-Bikes auch nur 250Watt und bis zu 600Watt haben. Richtige Elektro-Roller haben großteils auch nur ca 1,5kw. Nur haben die genau keine Leistung mit der man über die Berge kommt die hier in der Umgebung sind. Daher gibts lieber zuviel Power, und wenn die nicht genutzt wird freue ich mich über die Effizienz. Hat keiner gesagt wieviel im Endeffekt genutzt wird.

Die Walze wäre nur die einfachste Möglichkeit, wobei ich vermutlich eh einen Riemen oder eher einen Kettentrieb entwickeln werde. Lässt sich auch sehr Kompakt verbauen, fällt nur etwas mehr auf.

Zitat

Ich möchte hier Deinen Ansatz nicht komplett schlechtreden - aber da
musst Du schon noch einigen Hirnschmalz reinstecken um ein halbwegs
brauchbares Konzept zu erarbeiten.

Viel Spaß beim Tüfteln.
Tust du aber. Ist ja nicht so als würde ich sogut wie alle Sachen selbst bauen die sich mit nem überschaubaren Aufwand bauen lassen wie z.b meinen Schreibtisch/Arbeitsplatz. Wer das nicht schafft ist kein Modellbauer.

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Samstag, 16. April 2016, 21:06

Hi,
so eine Reibrolle hat halt nicht so einen hohen Wirkunggrad wie eine Kette oder ein Zahnriemen . Aber ganz Ehrlich ,ich habe das vor 22 Jahren auch schon so gemacht und der Antrieb existiert noch Heute . Für meine Söhne habe ich auch eine Version mit einem einfachen Ferritemotor gebastelt der noch ein Zahnriemengetrieb zur Rolle hat. Schau Dir die Aufhängung mal an . Ich habe der Drehpunkt so gesetzt dass die Rolle je nach Antriebsleistung die Abgefordert wird ,sich immer stärker auf den Reifen drückt und so die Andrückkraft regelt. Es braucht nur eine kleine Federspannung damit die Rolle aufliegt. Wie Du auch schon schreibst kann man so den Antrieb auch völlig entkoppeln wenn mal der Akku leer ist oder man ohne Unterstützung fahren möchte. Wenn man wie ich den Motor direkt als Rolle verwendet ändert sich das Antriebsmoment nicht mit dem Durchmesser sondern nur über die Länge des Stators . Wenn man eine zusätzliche Untersetzung alla Zahnrienmen dazu baut kann man auch kleinere Rollendurchmesser bekommen und höherdrehende Motoren verwenden die halt kleiner ausfallen oder mit günstigeren Magnetmaterialien auskommen. Aber klar da sind dann zwei Untersetzungen die am Wirkungsgrad kabbern . Ein Bekannter von mir hat sich ein Powerebike aufgebaut mit Aussenläufer und einer Kette . Kettenrad und Ritzel hat es von Renngokarts besorgt ,Untersetzung 10:1 .
»ChX« hat folgende Bilder angehängt:
  • image.jpeg
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Samstag, 16. April 2016, 21:29

Hallo,

Mir ist bewusst das normale E-Bikes auch nur 250Watt und bis zu 600Watt haben. Richtige Elektro-Roller haben großteils auch nur ca 1,5kw. Nur haben die genau keine Leistung mit der man über die Berge kommt die hier in der Umgebung sind. Daher gibts lieber zuviel Power, und wenn die nicht genutzt wird freue ich mich über die Effizienz. Hat keiner gesagt wieviel im Endeffekt genutzt wird.


Naja - dann ist aber die Angabe 25/45km/h nicht viel Wert, hier müsste Systemgewicht und Steigung her.
Mit 120kg mit 45km/h noch eine 18% Steigung hochzukommen ist natürlich ein ganz anderes Ding (ca. 3,5kW).


Tust du aber. Ist ja nicht so als würde ich sogut wie alle Sachen selbst bauen die sich mit nem überschaubaren Aufwand bauen lassen wie z.b meinen Schreibtisch/Arbeitsplatz. Wer das nicht schafft ist kein Modellbauer.


Naja - jedem das seine... :D
Ich baue auch alles selbst, z.B: mein Haus vom Keller bis zum Dach mit der gesamten Installation, Heizung etc., Möbel, Carbonliegeräder etc.
Aber: Ich baue nichts was ich für weniger Geld und wesentlich besser um die Ecke kaufen kann.
Mein letztes Projekt war übrigens gerade ein S-Pedelec dem ich einen Zweitakku verpasst habe. Beim neuen Bosch Performance Antrieb nicht ganz einfach da sich die Elektronik nicht überlisten lässt. Mit 350W läuft das in der Ebene und etwa 200W Tretleistung 45km/h, am Berg natürlich weniger aber trotzdem ganz nett. Aber: 2x 400Wh Akkus ergeben bei 350W Ausgangsleistung gerade mal 50km Reichweite. Bei 2.500W - kann sich das jeder selbst herleiten.
Auch hier ist die Physik natürlich unerbittlich, will man die Leistung auf einer nutzbaren Strecke einsetzen benötigt man einen Akkusatz der aus dem Fahrrad gewichtsmäßig ein Motorrad macht.

Wenn Dir aber weniger an Kritik und mehr an Beifall für Dein Projekt liegt: :applause: :applause: :applause:

Bis denn,

Ralf Schmidt

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Samstag, 16. April 2016, 22:21

Ist das ganze Projekt sowiso zum scheitern verurteilt?


Nein.
Schau mal ins Nachbaruniversum. Da hatte jemand den gleichen Gedanken: https://www.rc-heli.de/board/showpost.ph…33&postcount=72
Gruß Michael
Valar morghulis
Bedienungsanleitungen werden nicht nur kostenlos, sondern meistens auch völlig umsonst beigelegt!

7

Sonntag, 17. April 2016, 07:58

Moin,
es gibt natürlich auch die ganzen Fachforen zu eBikes/sPedelecs etc. :D

Sorry wenn ich etwas harsch war, aber nach meiner aktuellen Erkenntnis sind eBikes
a) Toll wenn man mit 25km/h und ca. 50km Reichweite zufrieden ist,
b) nicht sinnvoll realisierbar wenn man wirklich mehr will.

Die Akkus sind mittlerweile im Verhältnis zu früher super - aber weit! weg von der Energiedichte/Gewicht von Benzin und Co.
Ein Rad das schneller/weiter fahren soll wird einfach sehr schwer, bei den angedachten Werten absolut kein Fahrrad mehr.
Nehmen wir z.B. 3.000W elektrische Energie an, und das soll für 45km bei 45km/h reichen, dann sind das 3.000Wh an Akkus (naja - eigentlich plus 20% die man nicht runterziehen sollte...).
Ohne Rad, Fahrer, Antrieb, Regler, Gehäuse für Akkus etc. sind das z.B. bei einem 37V Antrieb 81Ah - oder 16 Stück 5.000mAh 10S Akkus!
Nur an Gewicht sind das dann 19,2kg! Mal von den Kosten ganz abgesehen.

Die Leistung im Modellbau mit den 5-10min Flugzeit kann man hier leider nicht vergleichen, einmal einen Hügel hoch oder an zwei Ampeln losgefahren und schon sind 5 Akkus leergezogen bei 3kW / 120kg Systemgewicht.

Meine 2 Boschakkus mit zusammen 800Ah haben das "Rad" schon zum schweren Brocken gemacht und in der Ebene, mit kräftiger Unterstützung, bei etwa 40km/h ca. 50-60km weit bewegt. Mit starkem Gegenwind werden's schnell <40km. Und das sind gerade mal 350W Motorleistung / 500W elektrisch.

Wenn es also eine reine Bastelei werden soll die für 5-10min reicht - alles klar, das geht mit überschaubarem Aufwand.
Wenn es ein echtes eBike, mit den Werten, werden soll wird es ein sehr! großes und sehr!teures Projekt das dann noch nicht einmal auf öffentlichen Wegen (inkl. Feldwege etc.) bewegt werden darf.

Btw: Ich habe aufgrund des ganzen Aufwands und Mehrgewichts mein sPedelec (mit Kennzeichen) wieder verkauft und bin wieder zurück beim Rennrad.
Das ganze ist aber natürlich nur die technische/finanzielle/rechtliche Sicht.
Wenn's ein Bastelprojekt sein soll - so what? Viel Spaß :D

@CHX - Welche Lesitung hatte Dein Antrieb? Darf ich mal schätzen!? 12V, max. 15A?
Wie weit kommst Du mit dem Akku und dem Antrieb?

Bis dann

Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von »Ralsch« (17. April 2016, 14:06)