E-WAW: een bio-elektrische hybride.
Post date: Jun 29, 2011 3:31:30 PM
Elektrische fietsen hebben een wat oubollig imago en lijken voor sommige fietsers onsportief. Voor een deel is dat te wijten aan het gewicht en de beperkte actieradius van de gangbare systemen met een naafmotor. Maar je zou het ook zo kunnen bekijken dat elektrische ondersteuning méér mensen op de fiets krijgt, de fiets beter kan ingeschakeld worden in het dagelijks leven en er dus gewoon méér gefietst wordt. We zijn daar niet chauvinistisch in. We hebben trouwens al bijna een decennium ervaring met de naafmotoren van BionX en Crystalyte.
Voor superfietsen was het echter zoeken naar een systeem dat de prestaties en de actieradius niet beperkt maar juist vergroot. De gangbare naafmotoren plegen noodzakelijkerwijs zwaar en krachtig te zijn. Naafmotoren zijn acceptabel op bezadigde stadsfietsen die toch altijd zowat 15 à 25 km/u rijden, maar falen bij het snelheidsbereik van velomobielen. Ze hebben weinig kracht bij lage toerentallen (vertrekken en klimmen), ze vergroten door hun relatief hoge gewicht de energievraag bij acceleratie én ze werken vooral hogere snelheden tegen door inductie. Wij vinden dat de verminderde kruissnelheid en het gewicht voor de WAW niet aanvaardbaar is.
In de E-WAW biedt Fietser tegenwoordig een eigen hybride systeem aan. Met zijn 2.2 kg is de 250 Watt motor vrij licht - en bovendien stil - maar door de aandrijving op het tandblad vooraan in plaats van het achterwiel is hij krachtig wanneer het nodig is. Omdat de versnellingen ook voor de elektromotor kunnen gebruikt worden, draait de kleine motor optimaal efficiënt, zowel op een steile helling als tijdens het accelereren naar kruissnelheid. Eens op kruissnelheid zorgt een vrijloopsysteem er voor dat de motor niet afremt. Onze klanten signaleren dat een kruissnelheid van 50 km/u goed vol te houden is op mensaandrijving, zolang er maar op snelheid gekomen wordt met een duwtje van de motor.
Met dit systeem maken we geen flauwe elektrische auto maar een echte bio-elektrische hybride waarbij de elektrische hulpmotor enkel dient om de prestaties van de biomotor te verbeteren. De menselijke motor is feitelijk vrij efficiënt in het converteren van biomassa naar beweging, met ongeveer hetzelfde rendement als een viertakt verbrandingsmotor brandstof omzet. Maar we kunnen slecht tegen piekbelastingen. In deze grafiek zien we hoe het uithoudingsvermogen in vrije val gaat als de vermogensvraag stijgt:
(definitive article by John Tetz)
In de voorbeeldcijfers van een inspanningstest hieronder zien we hoe pakweg 150 W voor een gewone fietser lang haalbaar blijft, en hoe snel hij of zij in het rood gaat bij het leveren van een extra 100 W, bv. bij een acceleratie.
Het toevoegen van een tweehonderdtal Watt vermogen bij piekbelastingen, transformeert een gemiddelde rijder tot een topatleet.
Omdat er slechts af en toe zoveel vermogen nodig is - bij het optrekken, klimmen en niet te vergeten het invoegen in het verkeer - is er maar een kleine batterij nodig. Heel het hybride systeem weegt nauwelijks 5 kg, zowat half zo veel als de gangbare naafmotoren. Op die manier verbeteren we de fietservaring zonder in de vicieuze cirkel te geraken van steeds méér vermogen en dus gewicht. Versnellen en klimmen (*) is niet meer zo lastig, dus blijft de energie van de rijder grotendeels bewaard voor de lange constante stukken die het leeuwendeel van de rit uitmaken, en waar het menselijke lichaam zo goed presteert.
(*) Piekinspanningen komen voor bij versnellen en klimmen, beide vallen mooi onder de eenvoudige formule f=ma (tweede wet van Newton), anders gesteld: versnelling is omgekeerd evenredig met de massa. Dit is de fysische achtergrond waarom een laag gewicht van het grootste belang is voor de efficiëntie van elk voertuig dat zich in het verkeer beweegt.
Het hybride systeem van Fietser voel je alleen als je het wil gebruiken en dat komt alleen het fietsplezier ten goede.
Voorlopig blijven we wel de betrouwbare batterijen van de Crystalyte naafmotoren aanbieden, in combinatie met een omgebouwde bediening. Ook voor bergachtige streken is een naafmotor met groot vermogen en dus grote remkracht bij afdalingen een valabele keuze.
N.B. Om nog even een fabeltje naar de eeuwige jachtvelden te helpen: recuperatie van remenergie is nonsens. Tenzij bij lange en gezapige afdalingen, is de energie die vrijkomt bij het remmen enorm en kortstondig. Twee zaken waar batterijen niet goed mee om kunnen. Remenergierecuperatie komt in de praktijk dus neer op enkele seconden de batterij opladen. Zachtjes uitbollen en het lichaam laten recupereren lijkt me heel wat wijzer.
N.B.2: Ook met elektrische ondersteuning blijft de E-WAW gewoon een rijwiel, "met trapondersteuning, voorzien van een elektrische hulpmotor met een nominaal continu vermogen van maximaal 0,25 kW waarvan de aandrijfkracht geleidelijk vermindert en ten slotte wordt onderbroken wanneer het voertuig een snelheid van 25 km/h bereikt, of eerder, indien de bestuurder ophoudt met trappen" (EU-wetgeving). Indien de bestuurder ophoudt met trappen, vermindert de aandrijfkracht inderdaad geleidelijk en stagneert aan ongeveer 25 km/u. Net als bij een elektrische fiets is er geen absolute snelheidsbeperking.