/transport

Farvel til kæden med elektrisk cykeldesign

Op eller ned ad bakke - træd i pedalerne med samme kraft. Danske cykeldesignere erstatter cykelkæden med elektrisk transmission og batteri.

Af Bjørn Godske, søndag 03. okt 2010 kl. 09:00

Fremtidens cykel kan meget vel blive med elektriske ledninger i stedet for en mekanisk kæde. I kranken sidder en generator og ved baghjulet en motor, og hvis der også installeres et lille batteri, kan anstrengelserne ved landskabets irriterende bakker jævnes ud.

Et dansk designstudie viser, at det slet ikke er urealistisk. Dog er virkningsgraden endnu ikke helt i top.

Den danske designer Nils Sveje har i samarbejde med ingeniørerne hos IPU netop vundet den internationale "Seoul Cycle Desing Competition" med Bike 2.0. Cykelstellet består af hydroformet aluminium, og kæden er erstattet af elektrisk transmission.

Elektrisk transmission på cykler er forsøgt før - og droppet igen, men designerne har valgt at tage teknologien op igen, fordi adgangen til supereffektive komponenter kan bringe virkningsgraderne op på noget fornuftigt. Design og ingniørkonsulent hos IPU, Jesper Windum forklarer:

»Vi ved godt, at vi ikke kan komme i nærheden af de 95 procent virkningsgrad som en traditionel kæde kombineret med et udvendigt gear i dag har. Men måske kunne man opnå nogle andre fordele med den elektriske transmission,« siger han.

Jesper Windum vurderer, at virkningsgraden for en cykel med elektrisk transmission i dag ligger på 70-80 procent, alt efter hvor gode komponenter man vælger.

På IPU er man netop nu ved at bygge en fysisk model af fremdriftsystemet for at kunne eftervise beregningerne.

Elhybridcykel
Brugen af elektrisk transmission giver flere frihedsgrader, når det gælder design. Det kunne for eksempel være muligheden for at installere et lille batteri og dermed kunne oplagre energi, når man kører ned ad bakke eller bremser. Dermed kan cyklisten nøjes med at træde pedalerne i samme tempo, uanset om det går op eller ned i det danske landskab.

Et lidt større batteri kunne ligefrem få cyklen til at fungere som en slags plugin-hybridcykel, altså med mulighed for opladning af batteriet.

Når der ikke længere er mekanisk forbindelse mellem pedalernes omdrejninger og overførslen af mekanisk energi til underlaget, opstår der nogle designmæssige muligheder.

Designerne overvejede for eksempel, at flytte tyngdepunktet og pedalernes placering alt efter om man skulle kører hurtigt, og derfor helst ville have en lav cykel med mindre vindmodstand, eller skulle køre i byen, hvor overblik var at foretrække.

»Vi kiggede på forskellige fysiske udformninger af cyklen, men det viste sig, at det traditionelle cykeldesign, var det mest robuste, så det har vi holdt os til,« siger Jesper Windum.

Han peger dog også på andre spændende muligheder inden for de rammer. For eksempel muligheden for at installere forhjulstræk.



03. okt 2010 kl 10:16

Glenn Møller-Holst

Brug Halbach array børsteløse elmotor !

Kig på følgende Halbach array børsteløse elmotor - burde være oplagt til mekanisk gearløse cykler - gearingen er istedet elektronisk gearet:

09/21/09, LaunchPoint Announces Powerful New Electric Motor:
http://www.launchpnt.com/about...html
Citat: "...
Halbach array electric motor.
...
With a total weight of only 1.4 pounds, this electric motor produces 7 horsepower at 8400 rpm with 95 percent efficiency.
...
ironless rotor and stator eliminate iron eddy current and hysteresis losses
..."


http://en.wikipedia.org/wiki/H...rray
Citat: "...
A Halbach array is a special arrangement of permanent magnets that augments the magnetic field on one side of the array while cancelling the field to near zero on the other side.
..."

Så kan lamineret jern/pulveriseret jern overflødiggøres! => "eliminate iron eddy current and hysteresis losses"


03. okt 2010 kl 10:30

anne elmerk

brintcykel

Jeg vil gerne købe en brintcykel.
Kan det lade sig gøre ?


03. okt 2010 kl 10:43

Casper Jensen

Håbløst projekt......

Hvis folk ikke gider benytte sig af en normal cykel, så anskaffer de sig nok en scooter/knallert/bil, elller bruger offentlig transport.
Ergo tror jeg ikke denne "opfindelse" vil få nævneværdig succes.


03. okt 2010 kl 10:58

avatar

Claus Wøbbe

Virkningsgrad med indvendigt gear

"Vi ved godt, at vi ikke kan komme i nærheden af de 95 procent virkningsgrad som en traditionel kæde kombineret med et udvendigt gear i dag har"

Hvor stor er virkningsgraden mon ved indvendigt, fremfor udvendigt, gear på en normal cykel?


03. okt 2010 kl 11:04

Rasmus Post

Tvivler lidt

Hvis cyklen som systemet placeres på er en cykel med elektrisk hjælpemotor, så vil det nok virke helt fint. På en mere almindelig cykel, hvor det mere drejer sig om at den skal være let, med lav tab og også let at reparere for en almindelig person, så er jeg mere skeptisk. Der vil måske være en fordel ved at kunne lave noget der minder om automatgear?


03. okt 2010 kl 12:00

Thomas Koch

Re: Håbløst projekt......

Hej Casper - jeg tror du tager fejl.

Jeg kender to personer i min omgangskreds som er overvejer el-cykler. En har faktisk allerede købt. Fælles for dem begge er at de ikke kan holde til at cykle langt på en almindelig cykel, enten pga. alder eller knæskader. Her er el-cyklerne et godt alternativ for dem.

Hvis pris og stabilitet kommer til at passe sammen så tror jeg at el-cyklerne har en stor fremtid.

Mvh
Thomas


03. okt 2010 kl 12:24

Jørgen Henningsen

Re: Håbløst projekt......

El cyklen har en stor fremtid, ingen tvivl om det.
Cykler med elektrisk hjælpemotor vinder frem i bybilledet. Jeg tror vi har en 10 stykker kørende her i området, som jeg ser jævnligt. Det er typisk almindelige cykler med elmotor i forhjulet.
Denne form med generator i kranken er vist mere en kuriositet. Jeg har selv overvejet muligheden, men så skulle det være på en lukket kabinecykel. Det forsimpler jo konstruktionen hvis man ikke skal tage hensyn til en kæde.


03. okt 2010 kl 13:48

Jens Dalsgaard Nielsen

Re: Virkningsgrad med indvendigt gear

udvendigt gear ligger på ca 95-98% påstår man. Men den høje ende er nok kun en optimeret enkeltstartscykel på dagen til Touren.

Indvendig gear ligger lavere måske 85%, ,men meget afhængig af hvilket gear man er i. Mit shimano inter7 er feks låst i 4. gear så der går det godt,mens 3 og 5 gear er tralse. Så det hedder 2,4,6,7 til daglig brug.

Men gearet betyder mindst vil jeg påstå. Der er mange der sætter det hele overstyr i en ikke vedligeholdt kæde - dem møder man mange af - altså medlemmer af den ræverustrøde kædeklub.


03. okt 2010 kl 14:39

Asmus Koefoed

Den store fordel

Den store fordel ved sådan en cykel er jo at man ville kunne genbruge bremseenergien og udglatte byture.
Når man køre i København skal man jo hele tiden stoppe når man endelig er oppe i fart, man skal fx stoppe for busser , lyskryds som ikke er tilpassede cykler, højresvingende biler der ikke har set en osv. hvis man kan gemme den energi i stedet for at smide den væk som varme i bremseskiverne har sådan en cykel en lys fremtid!

hvis man kunne få opladt sin cykel via induktions-spoler ved rødt lys tror jeg de fleste cyklister ville fryde sig over at holde tilbage for rødt. det kunne være en ide til at belønne cyklister der overholder færdselsloven!


03. okt 2010 kl 17:11

jens Møller Andersen

interessante detaljer

Der er 3 perspektiver som er interessant i denne cykel

1: man slipper for at vedligeholde en kæde

Og hvis der monteres et batteri så er der også :

2: muligheden for at lagre bremseenergi
3: Muligheden for at tilføre ekstre energi ved opladning


04. okt 2010 kl 00:50

Erik Nørgaard

Re: Den store fordel

hvis man kunne få opladt sin cykel via induktions-spoler ved rødt lys tror jeg de fleste cyklister ville fryde sig over at holde tilbage for rødt. det kunne være en ide til at belønne cyklister der overholder færdselsloven!

Nu stopper vanviddet. For det første er der ingen der aner hvad magnetfelter i det omfang vil have for indflydelse på vores organismer. Jeg fik en overgang voldsomme gigtsmerter i armen indtil jeg lagde det batteridrevne mekaniske ur væk. 1 Hz magnetfelt impulserne var årsagen. Smerterne forsvandt sammen med uret. ;-D

Så er der bare lige den praktiske side af sagen. Hvad sker der mon NÅR en bil med metalbund holder i feltet. "KORTSLUTNING" som i en induktionsgryde. Systemet brænder sammen - hvilket er en god egenskab TØHØ


04. okt 2010 kl 02:02

Lars Thomsen

Et super koncept med uanede muligheder.

Et super koncept med uanede muligheder, der bryder med den begrænsning et normalt kæde/bælte drev giver designmæssigt og vil det være den perfekte evolution af el-cyklen/pedelec’en, hvor generatoren vil åbne helt nye anvendelsesmuligheder/målgrupper, som f.eks. en energikilde til div. el-artikler i Ulande eller i en fremtid hvor energikrisen kradser.


04. okt 2010 kl 06:04

Glenn Møller-Holst

Re: Den store fordel



hvis man kunne få opladt sin cykel via induktions-spoler ved rødt lys tror jeg de fleste cyklister ville fryde sig over at holde tilbage for rødt. det kunne være en ide til at belønne cyklister der overholder færdselsloven!

...
Så er der bare lige den praktiske side af sagen. Hvad sker der mon NÅR en bil med metalbund holder i feltet. "KORTSLUTNING" som i en induktionsgryde. Systemet brænder sammen - hvilket er en god egenskab TØHØ

Hej Erik

Intet !

RFID i cykel/bil/bus/bærbar-PC/mobil og RFID-læser i induktionspolerne sørger for at der kun leveres induktionsenergi, når en egnet dims står over den.

Måske anvendes RFID også til betaling?

-

IEEE 802.3af og 802.3at gør i princippet det samme gennem TP-kabler - uden at ødelægge netkort - her er føleren dog måling af en modstand i PC/wifi-basestation. Har den ikke en bestemt værdi ved de givne spændingsforskel - så nul power:

http://da.wikipedia.org/wiki/I....3af

http://da.wikipedia.org/wiki/8....3at


04. okt 2010 kl 07:59

Ole Stabel

Re: Et super koncept med uanede muligheder.

Et super koncept med uanede muligheder, der bryder med den begrænsning et normalt kæde/bælte drev giver designmæssigt og vil det være den perfekte evolution af el-cyklen/pedelec’en, hvor generatoren vil åbne helt nye anvendelsesmuligheder/målgrupper, som f.eks. en energikilde til div. el-artikler i Ulande eller i en fremtid hvor energikrisen kradser.

Dette koncept kaldes for en seriel hybrid, til forskel for en almindelig elcykel som er en parallel hybrid cykel (kæden og elmotoren trækker begge cyklen frem).
Dette koncept er tidligere undersøgt af Andreas Fuchs, og problemet med seriel hybrid cykler er virkningsgraden, ved at konvertere kraften til strøm, og herefter til kraft. Hertil kommer at elcyklen ikke må give mere kraft end 25km/t. En parallel hybrid elcykel kan i princippit køre 50km/t, ved muskelkraft, men motoren slår fra ved de 25km/t.
Hvorfor så sætte en elmotor på en elcykel ?, for at få en mere stabil gennemsnit hastighed uanset vindretning.
Her er en link til Andreas Fuchs afhandling om seriel hybrid elcykel:
http://danetech.dk/kabinecykel....pdf


04. okt 2010 kl 10:22

Martin Herløv

Yderliger muligheder

Jeg kom i tanke om ved læsning af denne artikel, at jeg engang hørte om en der arbejdede på et koncept for at udnytte den energi som kunne genereres ved de op og ned bevægelser man foretager som cyklist bla. pga ujævnheder i vejen. Med dette tiltag for elektrificering af cyklen kunne dette koncept måske enklere integreres.
Jeg husker ikke længere hvem det var, er nok en 25-30 år siden, og jeg tror vedkommende underviste på Tvind.


04. okt 2010 kl 10:31

René Bjerg Madsen

95 % effektivitet?

Ved en almindelig cykel? Jeg vil gerne lige vide hvor de tal kommer fra.

Jeg ved desuden at man sagtens kan lave elmotorer med 85-95 %'s effektivitet, og de fylder mindre end navet ved en invendig gearkasse.

Elektricitet er den mest effektive transmission.


04. okt 2010 kl 10:50

avatar

Torben Mogensen

Sammenligningsgrundlag

Det er uden tvivl, at det er kædeoverførslen, der kræver mest vedligeholdelse, reparation og som laver mest snavs på en cykel, så det er ikke første gang, at der er gjort forsøg på at eliminere den. Jeg har f.eks. set cykler med kardantræk. Kardantrækket er dyrere og mindre effektivt end kædetræk, men der er alligevel mennesker, der gerne betaler det for at undgå det bøvl, der er med en kæde. Så en cykel med elektrisk transmission vil nok også have interesse, specielt, hvis man kan lagre bremseenergi og dermed kompensere for lavere effektivitet.


04. okt 2010 kl 11:16

avatar

Stig Johansen

Ekstra vægt..?

Nu ved jeg ikke hvor meget disse ekstra 'aggregater' vil veje, men i dagligdags brug er et par kg vel ikke noget særligt.

Spis en god morgenmad, drik et par spande kaffe, og dermed en vægtforøgelse.

Tænker vi på vægten hvis vi handler ind på cykel?

Et ekstra liter sodavand, flaske rødvind, ekstra kartofler på tilbud m.m.

Skulle man mokke et par kg. ekstra på cyklen ser jeg ikke det store problem i forhold til fordelene.

Det er vel kun enkeltstartere i tour'en, der optimerer i bund.


04. okt 2010 kl 11:39

avatar

Flemming Rasmussen

Re: 95 % effektivitet?

Ved en almindelig cykel? Jeg vil gerne lige vide hvor de tal kommer fra.

Hmmm: en hurtig googling:

http://www.denstoredanske.dk/I...A6de


Jeg ved desuden at man sagtens kan lave elmotorer med 85-95 %'s effektivitet, og de fylder mindre end navet ved en invendig gearkasse.

- det er den samlede virkningsgrad for generator/motor, der er interessant her

Elektricitet er den mest effektive transmission.

Sludder - den mest effektive transmission vil altid være et direkte træk (pedalerne monteret på hjulakslen) som på en væltepeter.

mvh Flemming


04. okt 2010 kl 12:01

René Bjerg Madsen

Re: 95 % effektivitet?

Nå, ja, der har du jo så ret.


04. okt 2010 kl 12:15

Baldur Norddahl

At holde for rødt

Cyklen skal naturligvis have et godt støttestativ, således det er muligt at cykle løs imens man holder for rødt. På den måde er der er en masse energi parat til at flyve afsted, når det bliver grønt...


06. okt 2010 kl 05:25

Preben Rose

Re: 95 % effektivitet?

Sludder - den mest effektive transmission vil altid være et direkte træk (pedalerne monteret på hjulakslen) som på en væltepeter.

Fra pedaler til dæk; men ikke fra person til dæk, Flemming.

Hvis man taler om at få mest mulig energi fra et menneske overført til hjulet, og det gør vi vel, tror jeg at det vil vise sig, at elektrisk transmission, er væsentligt mere effektivt end direkte træk.

Det giver ikke meget mening at tale om en effektiv transmission, hvis valget af transmission afstedkommer, at effekten nærmer sig nul.

2 eksempler, hvor din effektive transmission ikke overfører nogen brugbar effekt :

eks. 1 Cyklen holder stille på en bakke (opad) med pedalerne i en position, som cyklisten ikke er i stand til at træde.
eks. 2 Cyklen kører for hurtigt (nedad bakke) til at cyklisten kan følge med på pedalerne.


06. okt 2010 kl 07:53

avatar

Flemming Rasmussen

Re: 95 % effektivitet?

Sludder - den mest effektive transmission vil altid være et direkte træk (pedalerne monteret på hjulakslen) som på en væltepeter.


Fra pedaler til dæk; men ikke fra person til dæk, Flemming.






Den kommer du lige til at uddybe !!

Jeg går ud fra, at vi er enige om at mit eksempel med væltepeter gearet har det laveste tab fra pedal til dæk (som du skriver) men tabet fra person til pedal vil da være det samme uanset transmisiions vejen derefter - ergo vil den elektriske transmissionsvej medføre et tab, der IKKE er i direct drive konfigurationen.

Den eneste fordel jeg kan se ved elektrisk transmission er muligheden for indbygning af trinløst gear - hvor der MÅSKE kan hentes lidt effektivitet. Jeg tror dog aldrig, det kan komme på niveau med et velsmurt kædegear.

mvh Flemming


06. okt 2010 kl 08:02

Ole Stabel

Re: 95 % effektivitet?

[quote
Fra pedaler til dæk; men ikke fra person til dæk, Flemming.



Hvis man taler om at få mest mulig energi fra et menneske overført til hjulet, og det gør vi vel, tror jeg at det vil vise sig, at elektrisk transmission, er væsentligt mere effektivt end direkte træk.

Hej Preben Rose
Hvis du læser Andreas Fuch's erfaringer med Seriehybrid concept, vil du se at han angiver de mest optimitiske forhold til "kraft til strøm" 0.9, motor styring 0.95, og strøm til kraft 0.95. Dette giver en effektivitet på 80% pedal til dæk.

At serie hybrid cyklen har nogle andre fordele, såsom på en serie hybrid tandem, kan man køre hver sit tempo med pedalerne.


06. okt 2010 kl 14:29

Preben Rose

Re: 95 % effektivitet?

Den kommer du lige til at uddybe !!

Jeg synes ikke det kan pensles meget mere ud - måske skulle jeg have udtrykt mig lidt anderledes:

Det giver ikke meget mening at tale om en effektiv transmission, hvis valget af udveksling afstedkommer, at den brugbare effekt er nul eller tæt på nul.

Spændende om der reelt kan opnås en bedre effektoverførsel end ved velsmurt kæde og gear.
Det er mit indtryk at velsmurte kæder ikke er voldsomt almindelige lige borset fra den første forårsdag, hvor cyklen hives frem.

Hvis man kan lade batteriet (eller måske snarere kondensatoren) med energi fra opbremsning etc., tror jeg vi har en klar vinder - man kunne jo tillade elcykler i Tour de France ;o) - men kædesmørerne vil nok protestere ;o))

mvh
Preben


23. nov 2010 kl 10:13

Ole Stabel


23. nov 2010 kl 11:29

Bo Andersen

Tillykke

:o)


Ny i debatten? Opret en brugerkonto

  • Seneste nyt
  • Mest læste
  • Topdebat
Populært på Facebook
 

Nyhedsbrev

Tilmeld dig vores nyhedsbrev.