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E-Motorrad

Sicherheitsfahrwerk mit Elektro-Allradantrieb für Motorräder entwickelt

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Die Ausgangsbasis ist ein Elmoto HR-2 der Firma ID-Bike mit einer Höchstgeschwindigkeit von 45 km/h und einer maximalen Gesamtleistung von 4 kW. Dazu entwickelte Gigatronik ein Motorsteuergerät, das in dem Prototypen zweimal verbaut wurde, sowie die feldorientierte Regelung der Motoren und die Hardware zur Rekuperation.

E-Bike erhält Schub über Nabenmotoren

Seinen Schub erhält das E-Bike über zwei Nabenmotoren mit einer Nennleistung von 2 kW. Die Ansteuerung der Motoren übernimmt jeweils ein Motorcontroller von Gigatronik. Auf dem Signalprozessor implementierten die Ingenieure eine feldorientierte Regelung, um sowohl beschleunigen als auch rekuperieren zu können. Hall-Sensoren erfassen Drehwinkel und Geschwindigkeit der einzelnen Motoren. Deren Werte werden über den Motorcontroller eingelesen und dem Hauptsteuergerät über CAN zyklisch zur Verfügung gestellt. Zusätzlich ermitteln die Motorcontroller den Zustand des Batteriesystems und stellen dies an der CAN-Schnittstelle bereit.

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Energierückspeisung erhöht Reichweite

Die Energieversorgung für das Allrad-E-Bike sichert ein Lithium-Ionen-Akku mit einer Gesamtkapazität von 31,5 Ah und einer Spannung von 48 V mit integriertem Batteriemanagement-System. Gigatronik erweiterte das Batteriesystem um eine Super-Cap-Kondensatorbank mit 58 F. Für den Betrieb dieses Hybridsystems wurde ein weiteres Steuergerät entwickelt zur Regelung des Energieflusses zwischen Super-Caps und Lithium-Ionen-Akku. Das erlaubt ein sicheres Rückspeisen der Bremsenergie in den Akku, was die Reichweite erhöht. Das Steuergerät kann auch direkt aus den Super-Caps kurzfristig mehr Leistung zur Verfügung stellen, was zu einer größeren Beschleunigung und mehr Dynamik führt.

Sind bei langen Bergabfahrten oder der Ladung über das Stromnetz der Akku und die Super-Caps komplett geladen, kann die Bremsenergie in einem Bremswiderstand in Wärme umgewandelt werden, was dann die Fahrstabilitätsregelung auch beim Verzögern garantieren soll. (sh)

* Ralf Burr ist Student an der Universität Ulm, Dipl.-Ing (FH) Martin Werz ist Teamleiter Hardwareentwicklung bei Gigatronik

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