10. März 2022

Abseits der Norm: Neues Prüfverfahren für eBikes

Die Hochschule Darmstadt, Fachbereich Elektro- und Informationstechnik, und die ADP Engineering GmbH in Dieburg, starten ein gemeinsames wissenschaftliches Projekt zur Entwicklung neuer Reichweiten Prüfverfahren von eBikes. Geleitet wird das langfristig angelegte Forschungsprojekt auf Seiten der Hochschule von Prof. Dr.-Ing. Christof Klesen sowie dem Leiter Entwicklung bei der ADP Engineering GmbH, Dipl.-Ing. Peter Böhm.

Status Quo der Reichweitenmessung

Anstoß zu diesem Projekt ist der Status Quo der Reichweitenmessung innerhalb und außerhalb der Industrie: Bislang sind die Herangehensweisen eher unübersichtlich und ungenau, da eine Vielzahl von individuellen Methoden zur Anwendung kommt und keine Vergleiche zulässt. Als standardisiertes Verfahren gilt aktuell der sog. "R200 Test", ein Basistest zur Ermittlung von Reichweiten auf einem Rollenprüfstand. Hierbei wird mit einer konstanten Last geprüft, bis der Akku leer ist. Anschließende Berechnungen ergeben nur eine theoretische Reichweite, die lediglich eingeschränkte Aussagekraft besitzt und wenig Nähe zur Praxis auf dem Trail besitzt.

Eine Besonderheit der langfristig angelegten Zusammenarbeit zwischen Hochschule und Hersteller: Bachelor- und Masterstudenten sind mit ihren Abschlussarbeiten eng in das Projekt einbezogen.

Reichweiteneinflüsse genauer berücksichtigen

Um aktuelle und künftige Antriebssysteme exakt miteinander vergleichen zu können, muss eine tiefgehende Datenanalyse vorgenommen werden. Hierzu gehört auch, dass alle bei der Reichweitenmessung relevanten Faktoren berücksichtigt werden. Dazu gehören u.a. das Fahrergewicht und der Fitnesszustand, Trittfrequenzen, Schaltungsvorgänge, Geländebedingungen, aber auch die verschiedenen elektronischen Komponenten und Besonderheiten der jeweiligen E-Bikes, wie z.B. das Gewicht und Einsatzzweck bezogene Anbauteile. All diese Punkte sollen im Rahmen des Projekts bedacht werden. Erklärtes Ziel der beiden Kooperationspartner ist es, aussagekräftige Leistungsvergleiche bereits verfügbarer sowie zukünftiger Systeme unter standardisierten Laborbedingungen vornehmen zu können.

Um an die interne Kommunikation des Systems zu gelangen, nutzen die Wissenschaftler die Ladebuchse des E-Bikes und können so auf den sog. CAN Bus zugreifen.

Zusammenarbeit großer Benefit

Entwicklungsleiter Peter Böhm skizziert die Vorteile und technischen Hintergründe: "Die Zusammenarbeit mit Hochschulen hat bei uns eine lange Tradition und ist für uns ein großer Benefit. Diese Kooperation versetzt uns in die Lage auf wissenschaftlicher Basis eine Vielzahl von Daten im realen Betrieb zu erfassen und so wichtige Aussagen für eigenständige Entwicklungen zu erhalten." Mittels modernster Tracking- und Datenaufzeichnungssystemen werden die Ingenieure echte Fahrdaten in ihren Feldversuchen aufzeichnen, die dann als Basis für die Laborbedingungen dienen.

Prof. Dr. Klesen betont die Bedeutung des Gemeinschaftsprojekts für den Wissenschaftsstandort Darmstadt: "Für unsere Studierenden ist es aus meiner Sicht von großem Vorteil, wenn sie bereits im Studium mit praxisrelevanten Fragestellungen ihres späteren Berufsalltags als IngenieurIn in Kontakt kommen. Mit ADP Engineering haben wir hierbei einen idealen Partner. Die Besonderheit dieser Kooperation liegt in der intensiven Einbeziehung von Studierenden an unserem Fachbereich bereits in der Konzeption und Aufbauphase von Projekten. So konnten z.B. die Grundlagen für den Prüfstand im Rahmen von Bachelor- und Masterarbeiten gelegt werden, um reale Systemdaten am E-Bike während der Fahrt in Feldversuchen aufzuzeichnen. Ein Schwerpunkt lag hier neben der Erfassung der üblichen Systeminformationen in der präzisen und GPS-gestützten Aufzeichnung der Schaltintervalle und die spätere Transformation all dieser Systeminformationen auf den Prüfstand."

Auf den ersten Blick sieht der Prüfstand aus wie viele andere. Der wesentliche Unterschied ist jedoch, dass damit reale Fahrsituationen und -bedingungen in die Laborwelt transformiert werden können.

Mittlerweile ist der Prüfstand im Fachbereich Elektro- und Informationstechnik fertig gestellt und einsatzbereit. Die weitere Grundlagenarbeit kann starten, darüber freut sich ROTWILD Ingenieur Peter Böhm: "Wir stehen nun vor der extrem spannenden Aufgabe reale Fahrsituationen und -bedingungen aufzuzeichnen, um sie in die Laborwelt zu transformieren und sind gespannt auf die Erkenntnisse für die zukünftigen E-Bike Entwicklungen."

Gespannt auf die Erkenntnisse für die zukünftigen E-Bike Entwicklungen, das Team um Prof. Dr.-Ing. Klesen und Dipl.-Ing. Peter Böhm.