Elektrische fiets motor

Elektrische fiets motor

De motor van een e-bike is de machine die bewegingen omzet in energie en zorgt dat de fiets wordt aangedreven. Bij de werking van de motor is er elektromagnetische energie die wordt omgezet in mechanische energie. De motor bestaat uit een stator en een rotor. Van deze twee is er eentje de elektromagneet en de andere kan ook een elektromagneet of een permanente magneet zijn. De krachtwerking van deze magnetische polen zorgt ervoor dat de rotor gaat draaien.

Borstelmotoren vs Borstelloze motoren

Het verschil tussen een borstelmotor en een borstelloze motor zijn de borstels natuurlijk. In principe is de werking van een motor met borstels hetzelfde als eentje zonder.

Borstelmotoren

Sinds het einde van de 19e eeuw zijn borstelmotoren een van de eenvoudigste typen motoren. Zonder de DC-voeding of batterij die nodig is voor gebruik, bestaat een typische borstelmotor uit een anker (ofwel, rotor), een commutator, borstels, een as en een veldmagneet. De borstels laden de commutator omgekeerd in polariteit naar de permanente magneet, waardoor het anker draait. De richting van de rotatie, met de klok mee en / of tegen de klok in, kan eenvoudig worden omgekeerd door de polariteit van de borstels om te keren door de kabels op de batterij om te keren.

Voordeel
als een goedkope elektrische fiets wordt geadverteerd en de advertentie vermeldt niet wat voor soort batterij deze heeft, bent u er vrijwel zeker van dat deze een loodzuuraccu heeft. De e-bike is misschien goedkoop, maar het is geen koopje. Het is het beste om deze batterij helemaal te vermijden.
Nadeel
Nadeel is dat borstelmotoren veel onderhoud nodig hebben, omdat de borstels moeten worden gereinigd en vervangen door continu gebruik. Ook als er een hoge snelheid nodig is zijn borstelmotoren niet handig. Wanneer de snelheid toeneemt, neemt ook de borstelwrijving toe waardoor de fiets wordt tegengehouden.

Borstelloze motoren

Bij de motors zonder borstels zijn de ontwerpverschillen iets geavanceerder. Een borstelloze motor monteert zijn permanente magneten, meestal vier of meer, rond de omtrek van de rotor in een kruispatroon. Efficiëntie is een primaire verkoopfunctie voor deze motoren. Omdat de rotor de enige drager van de magneten is, vereist deze geen stroom, geen verbindingen, geen commutator en geen borstels. In plaats daarvan gebruikt de motor besturingsschakelingen. Om te detecteren waar de rotor zich op bepaalde tijden bevindt, gebruikt de motor, samen met controllers, roterende encoders of een Hall-sensor. Borstelloze motoren zijn synchrone motoren, wat betekent dat hun rotoren en stators op dezelfde frequentie draaien. Ze zijn verkrijgbaar in configuraties met één, twee en drie fasen.

Voordeel
Borstelloze motoren hebben ten eerste minder en soms geen onderhoud nodig vanwege het ontbreken van de borstels. Ook verslaan ze borstelmotoren op snelheid. Het belangrijke is dat er geen stroomverlies is door de borstels, waardoor de motor efficiënter is. Andere voordelen omvatten een klein voormaat, een hoger uitgangsvermogen, een betere warmteafvoer, hoger snelheidsbereik en een laag geluidsniveau.
Nadeel
Een nadeel is dat borstelloze motoren hogere bouwkosten hebben. Daarbij vereisen ze control strategieën die zowel complex als duur zijn. Ook vereist de motor een controller die bijna net zo veel kost als de motor zelf.

De keuze tussen deze twee soorten heeft altijd te maken met waar de e-bike voor gebruikt gaat worden en de kostenbeperking voor de bike. De borstelloze motoren zijn veelzijdiger door hun kennis van snelheids- en schakelafdelingen, maar als je aan een budget vast zit is het toch aan te raden om voor een motor met borstel te kiezen.

Soorten E-bike motoren

Een van de grootste vragen over elektrische fietsen is ‘wat is het verschil tussen de motoren’?
Er zijn niet alleen verschillende plekken waar motoren worden geplaatst. Ook zijn er verschillende typen motoren.

Wat is een naafmotor?

naafmotor
Naafmotoren waren het eerste type motor die een fiets konden laten voortbewegen en ze zijn vandaag nog steeds populair. In plaats van een motor in de fiets zelf proberen te installeren, zijn naafmotoren compleet gescheiden van de fiets. Een naafmotor is meestal geplaatst in het midden van het wiel en als de elektrische stand van de fiets uit staat, werkt deze als een normale naaf die ervoor zorg dat de band, rand en de spaken verbonden zijn met de as.
Spaken zijn flexibel en licht. Ze kunnen enige schokken opvangen, maar zijn na een tijdje wel beschadigd. Ook voor een elektrische fiets geldt dat deze van tijd tot tijd onderhoud nodig heeft. De enige nadelen van de naaf motor zijn dat er extra gewicht aan het wiel zit en dat er extra draden nodig zijn om de communicatie in elektriciteit goed te laten verlopen. Dit betekent dat het plakken of vervangen van een band meer moeite kost.

De naaf motor vervangt de gewone lichte naaf en zorgt ervoor dat het wiel verbonden is aan de as. Als ze elektriciteit ontvangen en gaan draaien, beweegt de fiets automatisch voort. Meestal is de beste plaats voor een naaf motor het achterwiel. Dit zorgt ervoor dat de fiets zich natuurlijk voortbeweegt en de naaf is dan verbonden met de hele fiets in plaats van de fiets die vooruit getrokken wordt via het voorwiel.

In sommige gevallen geeft men toch de voorkeur aan een voor gemonteerde naafmotor, omdat hiermee een intern getrainde naaf of CVT-naaf met continu variabele transmissie zoals NuVinci achterin kan worden gebruikt. De nieuwste elektrische fietsen zoals *smart ebikes* combineren een intern getrainde naaf met een naafmotor die beide in het achterwiel geplaatst kunnen worden.

Nu je een beetje een idee hebt wat een naaf motor is, wordt het tijd om de voordelen, nadelen en rij kwaliteit te bespreken. Naaf motoren presteren het beste bij een gemiddelde snelheid. Dit maakt ze soepel en bevredigend, ongeacht op welke versnelling je aan het trappen bent, maar minder efficiënt over een reeks snelheden, vooral langzamere. Als je bijvoorbeeld vanuit stilstand een berg op probeert te fietsen, heeft de fiets moeite om vooruit te komen of kan zelfs uitvallen.

Een groot nadeel van naafmotoren is dat ze aan de voor- of achterkant van een fiets zijn geplaatst, wat de balans vermindert. Het motorgewicht in het wiel ingebouwd, waardoor het onaf geveerde gewicht toeneemt, dat wil zeggen het gewicht dat niet als een deel van het hoofdframe kan worden “afgeveerd”.
Tenslotte kan de fietser bij een naafmotor kiezen welke in versnelling hij wil fietsen en trappen op elke gewenste trapfrequentie en met elke pas variabele kracht toepassen zonder een materiele rol te spelen in de werking van de motor. Door deze eigenschappen vinden wij het ontwerp van de naafmotor erg fijn; door het simpele model wordt het je niet moeilijk gemaakt om van versnelling te veranderen. Maar hoewel de motor altijd klaar is om te gaan, presteert hij niet altijd optimaal voor kracht of snelheid.

Wat is een middenmotor?

middenmotor
We gaan nu verder met de fietsen die via het midden worden aangedreven. Middenmotoren doen het erg goed op steile oppervlakte, zoals een helling of berg. In tegenstelling tot een naafmotor, is dit ontwerp op of in de buurt van de trapas en drijft de ketting vooruit in plaats van het wiel zelf.
Stel je een elektrische fiets met volledige vering voor met een middenmotor. De voor- en achterwielen kunnen snel en efficiënt terugveren, omdat hun massa lager is en het totale gewicht van de fiets zelf is verbonden met het hoofdgedeelte van het frame, waardoor het vloeiend aanvoelt. Bij het naderen van een grote heuvel kan de rijder naar een lage versnelling schakelen, wat een mechanisch voordeel oplevert, en hierdoor wordt het trappen gemakkelijker. Net zoals de rijder baat heeft bij dit scenario heeft de motor dat ook. Hoewel de snelheid van de fiets over het algemeen wordt verlaagd om de heuvel op te kunnen komen, zal nog de berijder, noch de motor worden overbelast dankzij de versnellingen. In dit scenario dragen de achterste uitvaleinden ook minder spanning, omdat het gewicht en de kracht van de motor worden gespreid en verbonden met de hoofdbuis van de trapas.

Tandwielen zijn zowel een zegen als een vloek bij een middenaandrijving, want nu is het niet alleen de bestuurder, maar ook de motor die kracht op het voertuig uitoefent. Als je ooit een van versnelling bent veranderd terwijl je hard aan het trappen was, herinner je je waarschijnlijk nog wel de vreselijke geluiden en het niet goed kunnen trappen. De derailleurarmen die worden gebruikt om de ketting van het ene tandwiel naar het andere te verplaatsen, zijn gevoelig, waardoor een bepaalde finesse nodig is om goed te kunnen activeren. Als je dit goed doet, verleng je de levensduur van de fiets en voorkom je schade en vervaging van de cassette.

Er zijn nadelen en voordelen bij een middenmotor. Ze zijn erg efficiënt, maar missen de instant-bevrediging die naafmotoren bieden. Ze zijn vaak ook luidruchtiger … Sommige systemen met middenaandrijving kunnen onhandig en frustrerend zijn om te schakelen, maar anderen zijn eigenlijk heel bevredigend in gebruik.

De asaandrijving

asaandrijving
Een ander aandrijvingssysteem dat een beetje tussen de middenaandrijving en de naafaandrijving zit is de asaandrijving. Het werkt als een automobiele, waarbij de motor meer naar het midden van de fiets wordt geplaatst terwijl het achterwiel met een as wordt aangedreven. Deze zijn tegenwoordig niet veel in gebruik. Dit komt waarschijnlijk, doordat ze extreem aangepaste frames vereisen die niet symmetrisch zijn. Hoewel een achterwielaangedreven vrachtwagen vaak een aandrijfas heeft die zich uitstrekt van de motor (onder de motorkap) terug naar de achterwielen die zich centraal onder de ‘body’ bevinden, moet een fiets een van de kettingsteunarmen gebruiken om de as te ondersteunen. Dit maakt het een lastig en misschien ook moeilijk om te onderhouden.

Kortom, het aandrijfsysteem dat je kiest, heeft invloed op het totale gewicht en de gewichtsverdeling van jouw elektrische fiets. Het kan zorgen voor meer of minder efficiëntie bij het rijden op snelle, steile of hobbelige landschappen en kost meer of minder, afhankelijk van hoe aangepast het frame is en of het regeneratie en speciale sensoren voor het schadelijk biedt. Voor een lichtgewicht en betaalbaar transportmiddel in de stad, raden wij een naafmotor aan. Middenmotoraandrijvingen raden wij aan voor mountainbikers en wanneer iemand te maken heeft met steile hellingen.

Plaats van de motor

Nu gaan we het specifieker hebben over de plaats waar de motor zich bevindt en wat nou precies de nadelen en voordelen hiervan zijn. Waar de motor van jouw potentiele elektrische fiets is geplaats heeft een grote invloed op de rijeigenschappen van de fiets. Er zijn drie verschillende soorten motoren voor de elektrische fiets; de voor-, midden-, en de achterwielmotor. Vaak hoor je dat de plek van de motor invloed heeft op het stuurgedrag en de stabiliteit, maar dit is niet altijd het geval. Of de kracht van de motor belangrijk is ligt eraan op wat voor soort landschap je gaat fietsen. Om erachter te komen wat de beste motor is gaan we eerst de drie motoren uitleggen.

De motor in het voorwiel

Elektrische fietsen met een voorwielmotor zijn de laatste tijd zeer populair. Dit komt doordat voorwielmotoren robuust, simpel en goedkoop zijn. Je kunt een voorwielmotor ook met alle versnellingssystemen combineren: naafversnelling, derailleurversnelling en ook de cardanasaandrijving. Een voorwielmotor maakt (meestal) weinig tot geen geluid en heeft vaak minder onderhoud nodig dan andere motoren. Een nadeel van de voorwielmotor is wel dat het niet de natuurlijke ervaring van trappen biedt als bij bijvoorbeeld een middenmotor. Hieronder volgen nog een aantal voor- en nadelen van de voorwielmotor.

Voordeel
  • Een fiets met voorwielmotor is meestal goedkoper
  • Een voorwielmotor heeft bijna geen invloed op het design van de fiets zelf
  • Een voorwielmotor heeft minder onderhoud nodig
Nadeel
  • De fiets stuurt zwaarder
  • Het sliprisico is groter
  • Een voorwielmotor geeft het gevoel dat de fiets vooruit wordt getrokken in plaats van een natuurlijk gevoel
  • Het is moeilijker om de fiets aan de voorkant op te tillen

De motor in het midden

Bij de middenmotor zit de motor bij de trapas van de fiets. Dat brengt het zwaartepunt omlaag en zorgt ervoor dat de fiets stabieler is tijdens het rijden. Het tillen van de fiets is ook makkelijker, omdat het gewicht niet aan de voorkant of de achterkant zit, maar in het midden.
Een middenmotor onderscheid zich van de andere twee, door het natuurlijke gevoel van trapondersteuning. Net zoals bij een normale fiets wordt de energie van de motor overgebracht op de trapas en niet rechtstreeks op het voor- of achterwiel. Daarnaast verloopt het doseren van de middenmotor erg precies. Hoe minder hard je trapt, hoe meer de fiets je meehelpt. Het is wel verstandig om voorzichtig te zijn gedurende het schakelen, om schade aan de versnellingssystemen te voorkomen. Degenen die op zoek zijn naar een soepele en sterkste rit, moeten dus een fiets met middenaandrijving kiezen. En hoewel ze misschien een beetje duurder zijn, is het kostenverschil echt gedaald omdat toonaangevende fabrikanten hun prijzen drastisch hebben verlaagd.

Voordeel
  • Natuurlijke gevoel van trapondersteuning
  • De voorkant noch de achterkant is zwaarder tijdens het optillen van de fiets
  • De dosering van de middenmotor verloopt erg precies
Nadeel
  • Een hogere aanschafprijs
  • Grotere kans op slijtage aan tandwielen, ketting en versnelling
  • Soms luidruchtig

Een motor in het achterwiel

Het spreekt voor zich dat een elektrische fiets met achterwielmotor, een motor heeft die gevestigd is in het achterwiel. De fietsen met deze soort motor geven de meest natuurlijke rijbeleving, omdat een normale fiets ook wordt aangedreven vanuit het achterwiel.
Vanaf nul beginnen en met een krap budget. Dan zijn achterwielmotoren perfect voor jou, want je kunt kiezen uit een breed scala aan ebikes op instapniveau. Er zijn natuurlijk wel wat compromissen: lastiger rijden over heuvels en bochten en meer omslachtige opstellingen voor reparaties.

Voordeel
  • Geeft een natuurlijke rijbeleving
  • Motor maakt bijna geen geluid
  • Lagere aankoopprijs
Nadeel
  • Meer gewicht aan achterwiel
  • Vanwege technisch principe meer onderhoud nodig
  • Geen gesloten kettingkast

Motorsysteem

Het motorsysteem is vrijwel het belangrijkste onderdeel van de e-bike. Er zijn verschillende soorten motorsystemen met verschillende eigenschappen. Hieronder bespreken wij de meest bekende motorsystemen en hun voor- en nadelen.

Bosch motor (middenmotor)

De Bosch motor is een echte marktleider. De motor is erg krachtig, heeft betrouwbare technieken en een natuurlijke ondersteuning. De motor is echter alleen verkrijgbaar in de vorm van een middenmotor en heeft soms een zacht bijgeluid.
Fietsmerken met deze motor: Sparta, Batavus, Gazelle, Cube, Riese & Muller

Yamaha motor (middenmotor)

De Yamaha motor is een zeer krachtige motor met een natuurlijk aanvoelende ondersteuning. De display bij deze fietsen kunnen worden bediend via het handvat. De nadelen zijn dat er geen accukeuze mogelijk is en deze motor alleen in de ‘midden’ vorm beschikbaar is.
Fietsmerken met een Yamaha motor: Giant, Batavus

BAFANG motor (voor-, achter- of middenmotor)

Dit is een multipurpose motor die gebruikt kan worden in verschillende situaties en hij is makkelijk bedienbaar. De motor is niet erg bekend bij het grote publiek.
Fietsmerken met een BAFANG motor: Victesse, Brinckers en Cortina

Ecomo motor (voorwielmotor)

De e-bikes met deze motor zijn erg geschikt voor dagelijks gebruik, maar niet voor lange tochten in de bergen. Ze zijn het meest geschikt voor fietstochten in de stad en zien er hip uit. De pluspunten van de motor is dat deze zeer stil is en een goede ondersteuning biedt. Ook hebben deze fietsen een voordelig prijs.
Fietsmerk met ecomo motor: Cortina

E-motion motor (voorwielmotor)

Dit is een zeer stille motor die direct goede ondersteuning biedt wanneer je begint met fietsen. De led-dispay is eenvoudig bedienbaar en dat maakt het besturen van de fiets makkelijker. Het nadeel van de motor is dat hij niet erg geschikt is voor heuvelachtig terrein.
Merken met E-motion motor: Batavus, Sparta

ION motor (voor-, achter- of middenmotor)

De ION motor bied ook een natuurlijke ondersteuning en het voordeel van deze motor is dat er zowel een voor- als achter- en middenmotor beschikbaar is. Er zijn ook verschillende soorten accu keuzes mogelijk. Het enige minpunt aan een bike met dit systeem is dat de accu wat grof is om te zien.
Merken met ION motor: Batavus, Sparta

Shimano STEPS motor (middenmotor)

De voordelen, zoals bij veel van de anderen motoren, zijn natuurlijke ondersteuning en een hoge kracht van de motor. Daarnaast is de motor erg veelzijdig en dus geschikt voor dagelijks gebruik. Ook de display heeft veel handige functies. De minpunten zijn dat dat de motor alleen als middenmotor te verkrijgen is. Ook is de motor grof om te zien.
Merken met een Shimano motor: Gazelle, Puch, Cortina, BSP

Panasonic motor (voorwielmotor)

Het voordeel van deze motor is dat deze geen geluid maakt. De fietsen met deze motor zijn erg voordelig geprijsd. De nadelen zijn dat deze motor alleen als middenmotor beschikbaar is en wat grof is om te zien.
Merken met Panasonic motor: Gazelle

De beste motor uitkiezen

Een tip die wij je kunnen geven is, voordat je een elektrische fiets koopt, eerste een lange rit te maken op jouw potentiele fiets. Daarbij is het handig om te letten op de ondersteuning en de kracht van de motor. Iedereen geeft de voorkeur aan een ander soort motor. Wij geven de voorkeur aan een midden- of achtermotor voor mensen die opzoek zijn naar een natuurlijke rijervaring.