Leistung/Drehmoment von E-Bikes verstehen

In Großbritannien sind E-Bikes derzeit auf maximal 250 W Unterstützung beschränkt, wenn Sie sie auf öffentlichen Straßen verwenden möchten. Es scheint jedoch, dass die Motoren in Bezug auf das verfügbare Drehmoment variieren - von etwa 40 Nm bei einigen der leichteren E-Bikes bis zu 80 Nm bei den als "kraftvoller" bezeichneten.

Jetzt sind sie eindeutig nicht leistungsstärker, da sie die gleichen 250 W maximal abgeben, aber was ich nicht ganz verstehe, ist, welchen Unterschied dieses zusätzliche Drehmoment macht.

Ich bin es gewohnt, meine Leistung in Watt zu messen und dachte, es gäbe einen linearen Zusammenhang zwischen Leistung und Geschwindigkeit, daher verstehe ich nicht ganz, wo das Drehmoment ins Spiel kommt und welchen Unterschied dies in der Praxis macht.

Das Verhältnis zwischen Leistung und Geschwindigkeit ist überhaupt nicht linear – es ist ungefähr kubisch. Um die Geschwindigkeit zu verdoppeln, ist etwa 8x so viel Kraft erforderlich; Um die Geschwindigkeit um 25 % von beispielsweise 12 km/h auf 15 km/h zu erhöhen, ist etwa eine Verdoppelung der Leistung erforderlich. Das Drehmoment gibt Auskunft über die Beschleunigung, nicht über die Höchstgeschwindigkeit.
Ja, ich hätte nicht linear sagen sollen - was ich meinte, war, dass die Geschwindigkeit durch die Leistungsabgabe (und natürlich die Aerodynamik) bestimmt würde.

Antworten (3)

Sehr schnelle Antwort - die angegebenen Drehmomentwerte sind maximale Drehmomentwerte, die nicht der maximalen Leistung entsprechen.

Leistung = Drehmoment × Drehzahl, sodass die Motoreinheit bei langsamen Geschwindigkeiten mehr Drehmoment (und damit mehr Beschleunigung) bereitstellen kann, während sie innerhalb der Leistungsgrenze bleibt.

Ein bisschen mehr:

Hier gibt es eine anständige Seite zu den Eigenschaften von Gleichstrommotoren. Die wesentliche Erkenntnis ist, dass Gleichstrommotoren weniger Drehmoment liefern können, je schneller sie sich drehen.

Betreff:

[Ich] dachte, es gäbe eine lineare Beziehung zwischen Kraft und Geschwindigkeit.

Die Leistung bei konstanter Geschwindigkeit ist diejenige, die benötigt wird, um die Kräfte auszugleichen, die der Vorwärtsbewegung widerstehen - Rollwiderstand und Luftwiderstand für ein Fahrrad oder ein anderes Fahrzeug. Diese Widerstandskräfte nehmen im Allgemeinen mit dem Würfel der Geschwindigkeit zu.

Wenn Sie mit den Zahlen spielen wollen, gibt es hier einen interaktiven Rechner .

Danke - ich hätte im Physikunterricht besser aufpassen sollen :-D
@JohnM YouTube kann dir dabei helfen, auf dem Laufenden zu bleiben. Macht ist Arbeit über die Zeit. youtube.com/watch?v=u-MH4sf5xkY

Ich möchte hinzufügen, dass es in der E-Bike-Branche einige große Handbewegungen in Bezug auf die Wattleistung gibt.

Ich erkläre natürlich:

  • Die maximale Wattzahl ist nicht wirklich eine technische Begrenzung, sondern eine gesetzliche Begrenzung
  • Kunden wollen maximale Leistung, die der (gesetzlichen) Rechnung entspricht
  • Wir sind also in dem Fall, dass der Kunde mehr bekommt, als auf dem Papier steht, weil „woaa, dieser Antriebsstrang ist stärker als der andere“, auch wenn beide auf dem Papier 250 W haben
  • Es gibt keine standardisierte Methode zur Bestimmung der gesetzlichen Grenze von 250 W
  • sooo ... die meisten, wenn nicht alle Hersteller bieten "maximale Dauerleistung: 250 W", die viel viel niedriger sein kann als die "Spitzenleistung" (die leicht 36 V * 20 A = 720 W betragen könnte).
  • während die auf dem Papier angegebenen Drehmomentwerte tatsächlich das maximale Drehmoment sind. (50-80 NM in den meisten Fällen)

Also, nachdem das gesagt wurde, was nun...

  • Sie befinden sich auf einem Hügel mit einem maximalen Drehmoment von 50 NM und einem Motor, der mit 100 U / min = 250 W läuft.
  • Gleicher Hügel, 50 Nm Drehmoment, aber bei 200 U / min = 500 W
  • Mehr Watt, du fährst schneller bei gleichem Drehmoment.

Einfache Sachen in einer idealen Welt. In Wirklichkeit ist es ein bisschen alptraumhaft, weil es überhaupt nicht linear ist. Fügen Sie außerdem ein paar Tonnen Drehmoment- und Leistungsbegrenzung hinzu (z. B.: Maximalstrom, Wärme, fehlerhafte / Marketingbewertung, Spannungsabfall, ...).

Um ehrlich zu sein, weiß ich nicht einmal, ob die 250-W-Begrenzung der Energieverbrauch des Motors oder die erzeugte Arbeit ist, die radikal anders sein kann: Sie blockieren einen Motor (mit was auch immer, Bremse, eine Wand, wen interessiert das) und schalten Wenn es eingeschaltet ist, saugt es die Batterie mit dem maximalen Strom (Ampere) auf, den sie bekommen kann, überhitzt usw., produziert aber effektiv 0 W Arbeit, da es mit 0 U / min dreht. Seltsam, oder?

Ich kann nicht ganz sicher sein, dass diejenigen, die die Vorschriften schreiben, nicht etwas Seltsames getan haben, aber die Leistung eines Elektromotors ist (in fast jedem Fall, dem ich begegnet bin) ein Maß für die Eingangsleistung. Das ist eine einfache Berechnung für einen einfachen Gleichstrommotor. Aber natürlich Eingangsleistung unter welchen Umständen ist die Frage. Es ist sicherlich nicht ins Stocken geraten Stromverbrauch. Näher wäre bei Nennspannung freilaufend. Aber eine volle Batterie kann mehr als das liefern.
Danke für die Bearbeitung @Criggie, ich habe das meiste meines Englisch im Internet gelernt und mein Vokabular kann ein bisschen hart sein ... "major handwaving" klingt auch nett :D

Nehmen wir an, Sie fahren ein Elektrofahrrad mit Radmotor.
- Sie finden die perfekte Steigung, auf der Sie mit 62,5 W und 20 Nm Drehmoment klettern.
- Die Note verdoppelt sich. Mit 125W und 40Nm Drehmoment geht es im gleichen Tempo weiter bergauf.
- Die Note verdoppelt sich wieder. Mit 125W und 40Nm Drehmoment setzt du deinen Aufstieg mit halber Geschwindigkeit auf dem „schwächeren“ Rad fort.
- Die Note verdoppelt sich wieder. Mit 62,5 W und 40 Nm Drehmoment setzt du deinen Aufstieg mit einem Viertel der Geschwindigkeit auf dem "weniger leistungsstarken" Fahrrad fort.

Wenn Sie nun auf dem "stärkeren Fahrrad" (250 W mit 80 Nm Drehmoment) fahren, werden Sie im dritten Fall mit 250 W und 80 Nm Drehmoment bei normaler Geschwindigkeit weiter klettern und eine weitere Verdopplung der Steigung benötigen, um auf 125 W und 80 Nm zu kommen halbe Geschwindigkeit.

Ein Motor mit höherem Drehmoment (bei sonst gleichen Bedingungen) gibt Ihnen mehr Leistung bei niedriger Motordrehzahl, auch wenn er bei gleicher Leistung bei höheren Drehzahlen begrenzt ist.

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