Rekuperation/Bremswirkung Nutzen

Diskutiere Rekuperation/Bremswirkung Nutzen im E-Motoren Forum im Bereich Diskussionen; AW: Rekuperation/Bremswirkung Nutzen Ich habe es mal...

Spessartradler

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KellyKBS,diverse Direktmotoren, BionX-350W-S-Ped.
AW: Rekuperation/Bremswirkung Nutzen

lass mich raten! es werden deutlich unter 10% sein. stimmts?

Ich habe es mal ausprobiert.https://www.pedelecforum.de/forum/showthread.php?8788-Motorbremse-mit-NC154/page5

Wobei die Reichweitenverlängerung auch nur mit dem Kelly-Controller so gut ist.
Der Kelly ist wohl von Anfang an für Reku konstruiert worden.

Der Lyen-Controller mit Reku hat zwar eine super Bremswirkung, gewinnt aber nur 5-10% zurück und wird warm beim Bremsen.
Der Lyen ist wohl nicht für Reku konstruiert und hat nachträglich als Sonderzubehör einen Rekuschalter bekommen.
 

torcman

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AW: Rekuperation/Bremswirkung Nutzen


@mague

kannst Du die Logview Datei geziped hier platzieren?
wuerde gerne mit Zahlen in MATLAB spielen.

Systemmasse?
Stirnoberflaeche (oder Biker Groesse)?
Reifendrueck?
BinonX PL250HT?
UF bei Bergauffahrt ?
gemessene Geschwindigkeit?
Wegoberflaeche?
hast Du vielleicht barometrischen GPS Track dazu? (ich nahm immer es parallel auf um genaue Hoehenenergei zu bestimmen (Ep) wie auch augenblickliche Geschwindigkeit (Zuwachs Abnahme der Ek)

Noch zu Reku,

bei meinen Aufnahmen (barometr. Hoehe, GPS-Position+Gechwindigkeit von Garmin eTrex Vista) + Strom bipolar + Akkuspannung (Junsi Power Log6s) hatte ich mal ueber 17km auf ungefaehr gleichen Hoehe Start-Stop, aber huegelig viel mehr als normal gestrampelt und am Ende einen Verbrauch pro km, aufgehuebsch durch die vielen Abfahrten/Reku von 0.7Wh/km.

Das heist von 0.7Wh bin ich 1000m gefahren,
normallerweise von 0.7Wh fahre ich, bei meinen Normalverbrauch von 3Wh/km, ganze 0.7/3*1km=230m

Also was ist der Gewinn? 10% wie einer aus dem Bauch, aber ganz von sich ueberzeugt hier behauptet, niemals was gemessen zu haben, oder mehr?

Gewinn = 1000/230-1=3.35 oder 335% damit will ich hier zeigen, auch bei 17km kann man extremme Reku-Gewinn erziehen, wenn man huegelliges Gelaende hat und bisschen mehr Eigenleistung bring. Grenzfall ist natuerlich Unendliche Reku-Eff, wenn man auf den Motor verzichtet und nur das Reku benutzt, aber darueber reden wir hier nicht.

Die Formel Reku-eff=1/Lev hatte ich mehrmals gemessen, zB die Auffahrt zu Herrenberger Burg, nach oben 12Wh verbraucht, runter 6Wh rekupiert. 3 mal gefahren und gemittelt.

Generell rekupiere ich bei genehmenen Steigungen (nicht zu viel nicht zu wenig) ungefaehr 0.22Ah bis 0.24Ah in einem 37V System pro 100Hm. Wenn ich nach oben bei Lev2 nur 0.5Ah/100Hm verbrauche (und so fahre ich, wenn mir danach ist), ist der Gewinn 100%, oder einfach ausgedrueckt, ich kann doppelt so viele Berge fahren (100% mehr) als ohne Reku. Diese Diskussion hatten wir aber schon oft, eigentlich muesste alles einfach in Forum zu finden sein.
 

Kraeuterbutter

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AW: Rekuperation/Bremswirkung Nutzen

interessant wird es, ab dem Punkt - finde ich - wo man
den Motor soviel bergauf helfen lässt, dass er mehr bringt, als das zusätzliche Gewicht des Antriebes kostet...

da müsste sehr wenig Leistung reichen
plus ein bisschen PLUS dass man einen positiven Effekt spürt

berg-ab dann rekuperiert, müssten sich dann über 100% Reku-Effizienz einstellen

bei den 0,7Wh/km --> denke, da müsste bergauf trotzdem eine Erleichterung durch den Motor spürbar gewesen sein (im Vergleich zu einem Motorlosen, Elektroantriebslosen Fahrrad) - trotz ~7kg Mehrgewicht durch BionX


im Prinzip:
bergauf übernimmt der E-Antrieb seine 7-8kg selber
+ weitere 15kg fürs Fahrradgewicht
also in Summe 25kg

bergab wiederum darf er aber die vollen 100kg Systemgewicht wegbremsen

aus diesem Unterschied ergibt sich dann eine gute oder sogar positive Reku-Bilanz
 
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mague

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AW: Rekuperation/Bremswirkung Nutzen

@mague

kannst Du die Logview Datei geziped hier platzieren?
wuerde gerne mit Zahlen in MATLAB spielen.

Systemmasse?
Stirnoberflaeche (oder Biker Groesse)?
Reifendrueck?
BinonX PL250HT?
UF bei Bergauffahrt ?
gemessene Geschwindigkeit?
Wegoberflaeche?
hast Du vielleicht barometrischen GPS Track dazu? (ich nahm immer es parallel auf um genaue Hoehenenergei zu bestimmen (Ep) wie auch augenblickliche Geschwindigkeit

Systemgewicht: Geschätzt 95-100kg
Biker: 175cm, 76kg. Das Rad ein Gudereit Trekking aus Alu mit Schutzblech und allem.
Reifendruck: 28x1.75 bei 3.3 - 3.5
BionX PL 250 HT mit 36 Volt Akku
Das war ein Mountainmode Test. Also ausschliesslich im MM gefahren.
Einstellungen:

0007 = 0.7
0008 = 1/6.5
1234 = 6
0010 = 33
3779 = 7

Geschwindigkeit habe ich nicht aufgezeichnet. Zwischen 8 und 12km/h aus der Erinnerung raus. Abfahrt bis zu 45km/h. Das war die 400 Watt Spitze ;) Alles andere dann mit 25-35km/h wegen der Asphaltflicken und Gullideckel.

Weg: Asphaltiert. Der Anfang der Strecke mit vielen Flicken, daher musst ich bei der Abfahrt abbremsen. Sonst wäre die Rekuperation noch besser ausgefallen. Der Einbruch der Reku bei 24:00 ist die Kehre. Da hab ich auf Reku 1 zurückgeschalten. Sonst alles in G4.

Ich habe den Track nicht live aufgezeichnet, da es mir drum ging herauszufinden vieviel Distanz ich bei 7.5-8.5% Steigung mit einem Akku machen kann. Aber anbei das GPX der Strecke.

Temp #3 ist kein echter Wert. Ich konnte den Sensor nur 8-10mm in die Hohlachse stecken. Zeigt aber den Trend und das Fahrtwind alles ist. Die Achse hat sich bei der Pause oben um 3 Grad erwärmt. Auch ging sie um 3 Grad hoch als ich das steilere Anfangsstück mit nur 8km/h gefahren bin.

Logview:
Anhang anzeigen tecklog.zip
GPX:
Anhang anzeigen teckgpx.zip
 
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torcman

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AW: Rekuperation/Bremswirkung Nutzen

bergauf warten es nicht 0.7Wh,
es waren mehr, da bergab eben ca 0.24*37=9Wh/100Hm rekupiert wurden. Ich bin damals in Lev1 (da der Akku fast leer war) bergauf gefahren und Lev0 horizontal gefahren, damit ist die extra grosse Reku-Eff. begruendet.


Vor 3 Jahren, hatte ich damals noch Lust dazu und die Lev1 bis Lev3 ueber Strecken von 100km ausgewertet (jede 30m ein Messpunkt mit Hoehe und Geschwindigkeit), in meinem Gelaende (Stuttgarter Gegend: Stuttgart Mitte 220mNN, mein Haus 440mNN, die Huegeln rumherum bis 600mNN, also manchmal ueber 300Hm auf ein Schlag) da kam ein Orientierungswert fuer mich, fuer ein Gelaende mit echten 100Hm pro jede 10km (keine Handy/Runtatstic Hm, sondern barometrische Hm)

level 1/20.083Ah/km
3.08Wh/km
level 20.105Ah/km
3.89Wh/km
level 3
0.130Ah/km
4.81Wh/km
level 4
0.171Ah/km
6.33Wh/km

kurz danach, als ich bis 33km gut stunden lang fahren konnte, habe ich fuer mich neue Orientierungswerte geschrieben, je nachdem wie gross der Anteil der schnellen Rueckfahrt mit 33kmh drin war:

100% 33kmh
0.18Ah/km
6.8Wh/km
50% 33kmh
0.13Ah/km
4.8Wh/km
0% 33kmh
0.10Ah/km
3.8Wh/km
mit Limit 25kmh
0.08Ah/km
3.0Wh/km

Man sieht hier, es gibt kein konstanten km-Verbrauch sondern es ist hoechst variabel.

In einem Sommer bin ich den Rhein bis Rotterdam gefahren, da war der Verbrauch wenniger als 2.5Wh/km, trotzt Geschwndigkeiten bis 33. Also die Hoehenmeter in meinem Verbrauch spielen natuerlich mit.


Was die Hoehenmeter betrifft (weiter BionX 250HT 37V, ca 115kg Systemmasse)
Level
100 Hm
2
0.527Ah19.5Wh
3
0.731Ah27.0Wh
4
1.100Ah40.7Wh
runter
-0.250Ah-9.3Wh

Da es hier um Bremsenergie ging, vlt hilft:

https://www.pedelecforum.de/forum/showthread.php?11007-Bosch-vs-Bionx&p=154624#post154624
 

Holgi

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AW: Rekuperation/Bremswirkung Nutzen

Das Problem bei der Reku ist doch, man braucht eine "idealen" Berg. Denn bei Bremsungen in der Stadt, vor Ampeln, wird sehr viel Energie in kurzer Zeit vernichtet. Das kann kein Motor/Generator zurückspeisen.
Habe ich einen langen Berg dann las ich es lieber ausrollen.
Reku macht wirklich nur in den Bergen Sinn. Wenn man viel Hoch und runter muss.
Viel interessanter für das Projekt wäre, eine mit dem Bremshebel veränderbare Reku.
Sprich je weiter ich den Bremshebel ziehe desto stärker wird elektrisch gebremst. Erst wenn man das Maximum erreicht hat wird durch weiteres ziehen mechanisch gebremst.
 

torcman

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AW: Rekuperation/Bremswirkung Nutzen

danke mague fuer die Daten

da haben sich unsere Postings zeitlich ueberschnitten, ich berechne und schau ob ich was mehr als Du rausfinden kann,

zu den 400W Reku-Spitze in MM - da ist gut, dass BionX das jetzt begrenzt hat,

bei mir Rev4.6 war das noch nicht der Fall und dehalb kam ein Wert von 700W, was ich schon damals als ungesund anprang.

Bis zu gewisser Geschwindigkiet hiellt das System brav atwa 350W Reku (ca 8A bei 42V), aber wie im Bild zu sehen ist (max Gesch. war 52kmh in der Mitte) gings auch ungesund hoch auf 700W

attachment.php
 

torcman

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AW: Rekuperation/Bremswirkung Nutzen

eine mit dem Bremshebel veränderbare Reku.
Sprich je weiter ich den Bremshebel ziehe desto stärker wird elektrisch gebremst.

ja, das vermisse ich auch.

Behelfe ich mir, wie schon oefter berichtet, bei langen Runterfahrten mit RekuLev so eingestellt, dass gerade richtig oder leicht weniger bremmst. Mit dem Hebel (max eingestellt in dem Code) bremse ich nur den leichten Ueberschuss ab, also intermittent.

Technisch gesehen, waere es vom Preis her eigentlich Kosten neutral eine proportional steigende Reku zu haben. In dem heutigen Bremshebel ist ein digitaller HAL-Sensor verbaut (manchmal auch ein Red-Relay - bei Nachruestungen). Anstatt des dig. musste ein analoge HAL-Sensor, kostet gleich, und im BionX die Spannung ausgewertet werden.
 

labella-baron

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AW: Rekuperation/Bremswirkung Nutzen

Ich schlage vor 85% * 95% * 98% = 79% und würde das auch bei Interesse begründen.
Ich habe jetzt selbst einmal bei meinem Reku-Prüfstand gemessen.

Ein Akku treibt einen Getriebenabenmotor, welcher über einen Zahnriemen einen zweiten Motor direkt antreibt. Dieser rekuperiert als Generator in einen zweiten Akku zurück. Mittels Wattmeter an beiden Akkus wurde innerhalb von 13 Minuten die entnommene und die zurückgelieferte Energie gemessen.
Antrieb: 61,8Wh
Reku: 40,5Wh
40,5Wh : 61,8Wh = 0,65534 Das heißt bei „symmetrischen“ Verlusten Motor/Generator lägen beide Wirkungsgrade bei 80,95% da 0,8095*0,8095=0,65534 ergibt.

Weil der Wirkungsgrad des Getriebe-Motor schlechter als der des Reku-Zahnriemens ist und vermutlich nicht höher als 79% ist folgt ein Reku-Wirkungsgrad von mindestens 82% :):D:p

Wie auch bei allen anderen Messungen dieser Art ist die Akku-Erwärmung unberücksichtigt.
Der Reku-Prüfstand: Reku-Prüfstand mit SWXK_612x1024.jpg
 

Kraeuterbutter

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AW: Rekuperation/Bremswirkung Nutzen

Danke ! Toll gemacht - da kriegt man mal einen Eindruck !
(finde, sollte ins Wiki)
 

Holgi

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Das ist dann doch gar nicht mal so schlecht mit dem Wirkungsgrad.:dafuer:
 

torcman

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AW: Rekuperation/Bremswirkung Nutzen


richtig Forscher Keller :)

@mague

naechtes Mal faehrst Du die Teck bis zu Burg, also von dem Asphalt weg ueber das letzte Stueck Schotter Wanderweg bis zu Burg. Tolle Aussicht.

Schade dass der GPS-Track nicht der Fahrt zugehoert, weil da koennte man einiges mit den Spannung/Strom Daten rauslesen

mague-Teck-Hprofil.jpg
OK getrennt die elektr. Daten betrachtet, sieht man Deinen 32% Reku-Gewinn, 0>1390mAh>944mAh (gruene Linie), also 446mAh Reku gegenueber 1390mAh fuer die Auffahrt, machts 32%

Zusaetzlich kann man das Ri des Systems (Akku+Strippen+Logger) bestimmen, in dem man die Korrelation zwischen der fallende Spannungkurve (im Bild blau) und der Stromkurve (rot) bestimmt. Die Spannung sinkt mit der entnomene Energie (Capacity - gruene Linie) und bricht unter dem Strom wegen interner Resistanz. Die beste Anpassung (best correlation) bekomme ich bei Ri=0.22 Ohm fuer ca 60s Ruhespannungen und ca 0.15Ohm bei ploetzlichen 2s DC-Aenderungen.

Nimmt man die Ruhespannungen bei 0mAh und 1390mAh bekommt man auch die Spannungabnahme pro Ah von -0.935V/Ah in diesem Arbeitspunkt, daraus liesse sich die tot.CAPA des Akku in etwa bestimmen.

Volt mAh
40.00
38.71390-0.935V/Ah




mague-Teck-logview.png


Im Bild sieht man schoen die Reku-Phase (fallende gruene Linie) und den Reku-Strom von 5.5A in MM (bei mir in RekuLev4 waeren hier 8A) und die steigende Akkuspanunung.

Nimmt man die ploetzliche Stromaenderung von 5.5A auf unter 2A zu berechnung des 2sekundigen DC-Ri bekommt man Ri=0.15, ein gesunder "steifer" Akku.

hier die Tabelle
VoltAmpOhm
40.40-5.300.155
39.88-1.95
39.87-1.930.150
40.38-5.340.153
39.81-1.62
39.81-1.67
39.81-1.71
39.81-1.77
39.81-1.82
39.81-1.890.155
40.41-5.76
40.41-5.62

Waeren die Hoehepunkte zu den Strom/Spannungsdaten zugewiesen, konnte man die Umsetzung der Ep (Hoehenenergie) in die elektrische Energie im Akku hier auch berechnen, was ich damals machte.

Fazit: es lebe die Reku.
 

torcman

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Das ist dann doch gar nicht mal so schlecht mit dem Wirkungsgrad.:dafuer:

rein elektrisch steht nichts im Wege, das der Generator und der Step-up mit 85-86% bei dem niedrigen Strom, aber hohen Spannung (entsrpechende Geschwindigkeit) arbeiten.

Bei allen meinen Betrachtungen nehme ich aber die praktische Seite, dh, nicht im Labor, sondern den Berg runter, mit viel Luftverwirbelung, wie viel Akkueergie gewinne ich, das interessiert mich am meisten. Auch die Frage, wie ich fahren muss, schnell oder langsam etc.

Die Wahl der Geschwindigkeit fuer jede Neigung und fuer jedes System (Gewicht, Stirnflaeche, Motor/Generator) ist nicht trivial.

zweiter Teil von:

https://www.pedelecforum.de/forum/showthread.php?14882-Rekuperation&p=259210#post259210


oder detailierter hier:
https://www.pedelecforum.de/forum/showthread.php?14882-Rekuperation&p=260024#post260024
 
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Lastenradler2

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Ich habe jetzt selbst einmal bei meinem Reku-Prüfstand gemessen.

... Reku-Wirkungsgrad von mindestens 82% :):D:p

Wie auch bei allen anderen Messungen dieser Art ist die Akku-Erwärmung unberücksichtigt.
Der Reku-Prüfstand: Anhang anzeigen 35143

Echt gut, so etwas zu entwickeln wäre doch eine schöne Semesteraufgabe für angehende Ingenjeure gewesen. Endlich mal eine fundierte Angabe, die nicht von persönlichen Verhalten beeinflusst ist.
Es ist doch klar, dass Rekuperation nichts bringt, wenn ich die Bremsen kaum benutze, also nur im Ebenen radle oder jeden Hang ungebremst runtersause.
Wer aber in hügeligem Gelände mit guter Geschwindigkeit vorankommen will und womöglich Obst und Gemüse und auch Kinder transportiert, dem bringt sie ne ganze Menge. Nebenbei oder hauptsächlich halten die Bremsbeläge und gegebenenfalls die Felgen wesentlich länger. Ich musste die Klötze beim nicht rekuperierenden Pedelec meiner Liebsten 4 mal öfter wechseln als bei meinem alten Sachs (2004 gekauft).
Nun aber zurück zur Semesterarbeit des "Fadengründers":
Die altbekannte Motor-Generatorumschaltung kann nicht das Ergebnis sondern höchstens der Ausgangspunkt der Arbeit sein. Der Prof will sicher was kreatives sehen, wie es dieser orginelle Rekuprüfstand ist.
Die rein elektrische Rekuperationslösung taugt nichts, wenn sehr stark gebremst werden soll. Hier würde ich ansetzen und zusätzlich. einen Pneumatikmotor einsetzen, der auch als Kompressor arbeiten kann. Vorhandene Hohlräume des Fahrradramens könnten die Druckluft speichern.
Unsinn! werden die Skeptiker sagen, ohne es überhaupt probiert zu haben, das lohnt doch nicht. Davon sollte man sich aber nicht entmutigen zu lassen. Irgendwas muss der Student ja sowieso machen.
Dies meint mit Grüßen
der Lastenradler2
 
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Klaus_C

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AW: Rekuperation/Bremswirkung Nutzen

Ich fahre jeden Tag auf dem Weg zur Arbeit 110hm rauf und anschließend gleich auf der anderen Seite wieder runter. Die diskutierten Zahlenwerte kann ich bestätigen.
Was bei der Diskussion noch gar nicht enthalten ist, ist die Motortemperatur.
Wenn ich Anfangs den Berg mit voller Leistung hochfahre und den Rest nur noch mit der reduzierten Leistung durch die thermische Begrenzung unterstützt werde, bekomme ich sofort im Anschluß bei der Bergabfahrt auch weniger Leistung zurück. Fahre ich den Berg mit Stufe 1 hoch, so bleibt der Motor kühler und Bergab habe ich auch eine bessere Bremswirkung (volle Rekuperation). Das verbessert nochmals das Verhältnis zu
verbrauchte Leistung Berg hoch / Rekuperation Bergab

Nebenbei bemerkt: Der angezeigte "Ausschlag" beim Bremsen ist für mich auch eine Rückmeldung über die momentane Motortemperatur.
 

Kraeuterbutter

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tja.. viele BionX Fahrer wissen halt wohl nicht, dass es außer Stufe 4 auch noch andere Stufe gibt ;)

dann ergibt sich halt nie ein guter Reku-Gesamtwirkungsgrad ;)

bin schon 3 Jahre glaub ich nimma BIONX gefahren.. sollte vielleicht mal wieder probieren...
wie das mit dem neuen, leichtne ausschaut - Bremsmoment etc.
 

mague

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aus diesem Unterschied ergibt sich dann eine gute oder sogar positive Reku-Bilanz

In der Praxis ergibt sich das öfter. Berge sind nie symetrisch und eine kurze heftige Steigung kann auf der anderen Seite eine lange Abfahrt sein.

Selbst den Rückenwind oder lange leicht abfallende Flußtäler kann man benutzen um mühelos in Reku 1 auf der Ebene zufahren. Das summiert sich und kann durchaus einige AH ergeben.

Andererseites wächst das E-Bike Tankseulen Netz in (Süd)deutschland sehr schnell. Im Schwarzwald kann einem der Strom eigentlich nicht mehr ausgehen. http://www.ebike-schwarzwald.de/karte.php
 
D

dino850r

Hallo,

Das Thema Rekuperation und Rekuperationsbremse möchte ich hier mal losgelöst voneinander betrachten. Das Thema stop- and - go "boost" würd hier meiner Meinung nach fast durchweg vernachlässigt. Auch dieser Thread wurde ursprünglich für die Frage eröffnet, wie man Bremsenergie sinnvoll nutzen kann; sprich speichern und abrufen. Der ganze Langstrecken Rekuperationzirkus und das für und wieder dieses Themas mal dahingestellt, würde ich gerne konstruktiv das Thema Bremsenergierückgewinnung betrachten!
Denn neben der Langstreckennutzung und Mittelstreckennutzung von Pedelecs, gibt es auch noch die der Kurzstreckennutzung also das Fahren in der Stadt. Und worum geht es hierbei? Genau um ständige Verzögerung durch Ampeln, Kreuzungen und andere Verkehrsteilnehmer. All diese Bremsenergie muss in meinen Augen gespeichert werden. Denn jedes Anfahren nach einer dieser unmittelbaren Verzögerung kostet kraft. Will man nun nicht unbedingt ein recht schweres System aus Akku und Motor mit sich bewegen, benötigt man einen "booster", der die vorhandene Bremsenergie unmittelbar wieder in Vortrieb abgibt. Hier habe ich mich zunächst mit einer Triebfeder beschäftigt, die bei einer Bremsung entgegen der Laufrichtung durch ein Planetengetriebe gespannt wird und die Energie beim Anfahren/ Weiterfahren wieder abgibt ( vereinfachte Wirkungsweise).
Könnte man so machen, allerdings lässt mich die Art der Bremsenergierückgewinnung durch einen Elektromotor dennoch nicht los. Mein Bestreben ist denke ich deutlich geworden.
Ist es technisch machbar mittels eines Motors, dem passenden Controller und sog leistungsstarken Kondensatoren die Energie aufzunehmen und gleich wieder abzugeben? Große Energiedichte ist zudem nicht wichtig da sie ja nur für den " boost " eingesetzt werden soll. Kein langes Speichern, kein " Rückenwind " für 20km oder mehr. Ein leichtes System zur Speicherung meiner Bremsenergie mit Schonung der mechanischen Bremse und natürlich der Muskelkraft.
Das System zehus bike+ ist ja schon relativ leich,t nur arbeitet es auch wieder mit Akkus und nicht mit Kondensatoren.
Weitere Möglichkeiten sind natürlich die vom Threadersteller angegebene pneumatische Energiespeicherung wie sie der PSA Konzern umsetzen will.

Liebe Grüße
 

Alv

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. Direktläufer
Theoretisch möglich,
aber hochkapazitive Elkos (wieviel F braucht man eigentlich für ca. 5s Schub?) im Bereich von 50V sind groß und unbezahlbar...
 

gerry.k

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Wäre es nicht sinnvoller, anstatt dem ganzen Reku-Hype das Geld und Gewicht in einen größeren Akku zu investieren?

Gruß
Gerry
 
Thema:

Rekuperation/Bremswirkung Nutzen

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