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E-Bikes 2011
Derby Cycle Werke GmbH
Siemensstr. 1-3
49661 Cloppenburg
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Telefax
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+49
9 4471 966
966-0
0
+49 4471 966-188
info@derby-cycle.de
Karl Heinz Lange
Karl-Heinz
Christian Bittar
Rainer Brinkmann
Inhaltsverzeichnis
1. Gesetzliche Grundlagen
2. Neuigkeiten 2011
3. E‐Bike Basics


4.
Bauteile und deren Funktion
Leistungskurven
Batterietechnologie 


Ausblick
Lebensdauer
Wirtschaftlichkeit
5.
Frontantrieb
6.
Heckantrieb
2
(c) Kalkhoff Bikes, Derby Cycle Werke GmbH, Siemensstr. 1-3, 49661 Cloppenburg, Telefon +49 4471 966-0, Telefax -188, E-Mail info@derby-cycle.de
Was ist ein Pedelec?
EU‐Richtlinie 2002/24/EC
 Die Leistung des Motors darf 250 W nicht überschreiten
 Der Motor darf nur als Tretunterstützung dienen, d.h. der Motor darf nur helfen“ wenn der Fahrer selbst in die Pedale tritt
darf nur „helfen“, wenn der Fahrer selbst in die Pedale tritt.
Die Motorleistung muss mit steigender Geschwindigkeit progressiv
Motorleistung muss mit steigender Geschwindigkeit progressiv
 Die
abnehmen.
 Bei 25km/h muss der Motor abschalten.
Rechtlich fällt das Pedelec unter die Maschinenrichtlinie 2006/42/EG 3
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Was resultiert daraus?
 Pedelecs müssen alle entsprechenden Normen wie z.B. EMV Richtlinie erfüllen
 Rechtliche Risikominderung
g
g
a)) Zusätzliche Hinweise in Bedienungsanleitungen Beispiel: Definition des Einsatzgebietes usw.
a) Übergabeprotokoll bei Verkauf im Fachhandel
 CE Aufkleber / CE Konformitätserklärung in der Bedienungsanleitung
4
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Was bedeutet das für den Anwender?
 Keine Führerscheinpflicht
 Keine Helmpflicht
 Keine Altersbeschränkung
l
b h k
 Keine Versicherungspflicht
K i V i h
fli ht
5
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Was ist ein E‐Bike oder schnelles Pedelec?
 Es ist ein Kleinkraftrad (Klasse L1e)
 Die Leistung des Motors bis 500 Watt (über 500 Watt Motorrad
Beleuchtung und Reifen notwendig).
 „Gashebel
Gashebel“ (Fahrgeschwindigkeitsschalter) wird benötigt
(Fahrgeschwindigkeitsschalter) wird benötigt
 Mit reiner Motorkraft bis max. 20km/h (sonst Helmpflicht)
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Was bedeutet das für den Anwender?
 Mofaprüfbescheinigung (oder einen anderen entsprechenden
Führerschein wenn man nach dem 1.4.1965 geboren ist).  Keine Helmpflicht.
 Versicherungspflicht (Versicherungskennzeichen ca. 60€/Jahr).
Versicherungspflicht (Versicherungskennzeichen ca 60€/Jahr)
 Benutzung von Radwegen ist eingeschränkt.
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Systemvergleich
Mittelmotor
Heckmotor
Frontmotor
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Inhaltsverzeichnis
1. Gesetzliche Grundlagen
2. Neuigkeiten 2011
3. E‐Bike Basics


4.
Bauteile und deren Funktion
Leistungskurven
Batterietechnologie 


Ausblick
Lebensdauer
Wirtschaftlichkeit
5.
Frontantrieb
6.
Heckantrieb
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Was ist neu für 2011
Alle Panasonic Pedelecs:
 neue Akkutechnologie  neue Batteriekapazitäten 8Ah / 12Ah / 18Ah
 Schloss und Batterieschloss gleichschließend
g
 neues Ladegerät 4A ab Februar
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Was ist neu für 2011
Schnelles Pedelec:
 Unterstützung 1:2 / 1:1,3/ 1:0,75
 LCD Display
 Unterstützung bis zu einer höheren Geschwindigkeit
 neuer Rückspiegel
p g
 optimierte Kraftleistungskurve
 angepasste Kadenz
 kein Jo‐Jo Effekt mehr
P d l Mitt l t
Pedelec Mittelmotor:
 Unterstützung 1:2 / 1:1 / 1:0,5 bei allen Modellen
 optimierte Kraft – Leistungskurve
 neuer Kettenspanner
 neues LED Display
 neues Design mit Hintergrundbeleuchtung
 Modus in beide Richtungen wählbar
Pedelec Frontantrieb:
 Unterstützung 1:2 / 1:1 / 1:0,5  optimierte Kraft – Leistungskurve
 neues LED Display
 neues Design mit Hintergrundbeleuchtung
 Modus in beide Richtungen wählbar
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Inhaltsverzeichnis
1. Gesetzliche Grundlagen
2. Neuigkeiten 2011
3. E‐Bike Basics 

4.
Bauteile und deren Funktion
Leistungskurven
Batterietechnologie 


Ausblick
Lebensdauer
Wirtschaftlichkeit
5.
Frontantrieb
6.
Heckantrieb
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E‐Bike Technologie: Motoreinheit und Antrieb
3. Bedienelement
Ritzel
Kette
41 / 35 T Kettenblatt
2. Kraftsensor
Antriebsritzel 9/11/12/14T Zähne
Kettenspannrolle
1. Motoreinheit
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Antriebseinheit und Steuerung
•
3 in 1 Konstruktion (Motor, Controller & Kraftsensor) sehr geringe
elektromagnetische Belastung
•
Gewicht der Antriebseinheit 3,8kg
, g
Einzelteile:
•
bürstenloser Motor
•
Steuerung
•
Getriebe mit Antriebsritzel
•
Kettenblatt
•
Kettenspannrolle
•
Innenlager mit Kraftsensor
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E‐Bike Technologie: Motoreinheit und Antrieb
3. Bedienelement
Ritzel
Kette
41 / 35 T Kettenblatt
2. Kraftsensor
Antriebsritzel 9/11/12/14T Zähne
Kettenspannrolle
1. Motoreinheit
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Berührungsloser Kraftsensor
Freilauf
Amorphe Metall Hülse
Drehmoment
Drehmoment
•
•
•
•
Spule zur Drehmomentaufnahme
Kein Kraftverlust im Pedelec Betrieb
K i Kraftverlust,
Kein
K ft l t wenn Sie
Si das
d Pedelec
P d l ohne
h Unterstützung
U t tüt
nutzen
t
Patentiertes, schnelles und genaues Ansprechverhalten des Kraftsensors, für effektive
Nutzung der Antriebsenergie
Neue Kalibrierung des Systems beim Einschalten (nicht treten beim Einschalten)
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E‐Bike Technologie: Motoreinheit und Antrieb
3. Bedienelement
Ritzel
Kette
41 / 35 T Kettenblatt
2. Kraftsensor
Antriebsritzel 9/11/12/14T Zähne
Kettenspannrolle
1. Motoreinheit
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EE‐Bike Technologie: Bike Technologie:
das LED Bedienelement
Batteriekapazität
• 100%-70% (3 LED leuchten)
• 70% - 40% (2 LED leuchten)
• 40% - 10% (1 LED leuchtet)
• unter 10% (letzte LED blinkt)
Unterstützungsgrad
• 1:2
(hoch)
• 1:1
(mittel)
• 1:0,5
(eco)
Beim
B
i Ei
Einschalten
h lt stellt
t llt sich
i hd
der zuletzt
l t t
gewählte Modus ein.
Mit Hintergrundbeleuchtung
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EE‐Bike Technologie:
Bike Technologie:
das LCD Display Bedienelement
- Standartfunktionen Fahrradcomputer
- 10 Sprachen wählbar
- Unterstützungsregelung
(1:2 / 1:1,3 / 1:0,7)
- Unterstützung wählbar in beide Richtungen
- Beleuchtung der Anzeige
- Leistungsanzeige dynamisch
- Batterieladezustand
5 Elemente
80 – 100% geladen.
4 Elemente
60 – 80% geladen
geladen.
3 Elemente
40 – 60% geladen.
2 Elemente
20 – 40% geladen.
1 Element
10 – 20% geladen
geladen.
Blinken
Ladung unter 10%.
- Beim Einschalten stellt sich der zuletzt gewählte Modus ein
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E‐Bike Technologie: Fehlerdiagnose LED
Fehlercode
Ursache
Lösung
Keine Motorenunterstützung. Der Kraftsensor konnte sich nicht richtig einstellen.
Neustart durchführen. Das System führt die Kalibrierung nochmals durch; währenddessen darf für etwa zwei Sekunden keine Kraft auf die Pedale wirken.
Es ist ein Problem in der Antriebseinheit aufgetreten –
keine Motorunterstützung
Motor defekt – wenden Sie Sich an Ihren Fachhändler
Der Motorleistung reduziert. Der Motor ist überlastet
Motor ist überlastet.
Lassen Sie den Motor abkühlen und reduzieren Sie die Unterstützung
reduzieren Sie die Unterstützung
Der Motor schaltet ab. Der Motor ist stark überlastet.
ist stark überlastet.
Lassen Sie den Motor abkühlen und reduzieren Sie die Unterstützung
Keine Motorunterstützung. Die Batterie ist fast leer.
Laden Sie die Batterie umgehend auf
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E‐Bike Technologie: Fehlerdiagnose LCD
Fehler
Es wird genügend Batterieladung angezeigt, aber die Anzeige der
Unterstützungsregelung blinkt.
Ursache
Lösung
Sie haben kurz nach Betätigen des g
„Power“‐
Knopfes in die Pedale getreten –
fehlerhafte Kalibrierung
Schalten Sie das Display aus. Jetzt p y
schalten Sie es bitte
wieder an und treten etwa 2 Sekunden lang nicht auf die Pedale.
Es ist ein Problem in der Es
ist ein Problem in der
Antriebseinheit aufgetreten – keine Motorunterstützung
Motor defekt –
Motor
defekt wenden Sie Sich an wenden Sie Sich an
Ihren Fachhändler
Die Antriebseinheit war überlastet und das Batteriemanagement hat sich
eingeschaltet. Dadurch ist die mögliche Unterstützung limitiert.
Nach einer kurzen Zeit steht Ihnen wieder die volle Unterstützungsleistung
zur Verfügung.
Wenn nicht, wenden Sie sich bitte an Ihren Fachhändler.
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E‐Bike Technologie: Unterstützungsanpassung
Wie passt sich der Unterstützungsgrad des Antriebs mit steigender Geschwindigkeit an?
Pedelec: 28"
28 - 8 Gang - Shimano
zunehmende
Tretkraft +
Unterstützung
abnehmende
Unterstützung
Unterstützung
abgeschaltet
Antriebskraft (Pedalkraft +
elektrische Unterstützung)
Antrie
ebskraft
Pedalkraft
1.0
1.0
alt:
lt Unterstützungsmodus
U t
tüt
d = 1:1.5
115
neu: Unterstützungsmodus = 1:2
elektische Unterstützung
1.5
2
Geschwindigkeit
Kadenz
22 km/h
28 km/h
56 rpm
71 rpm
22
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E‐Bike Technologie: Unterstützungsanpassung
Wie passt sich der Unterstützungsgrad des Antriebs mit steigender Geschwindigkeit an?
Schnelles Pedelec - 28
28"
zunehmende
Tretkraft +
Unterstützung
abnehmende
Unterstützung
Unterstüzng
abgeschaltet
Antriebskraft (Pedalkraft +
elektrische Unterstützung)
Antrie
ebskraft
1.0
Pedalkraft
1.7
elekrische Unterstützung
G
Geschwindigkeit
h i di k it
Kadenz
36 km/h
46 km/h
74 rpm
92 rpm
1.0
2
alt: Unterstützungsmodus = 1:1.75
neu: Unterstüzungsmodus = 1: 2
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Inhaltsverzeichnis
1. Gesetzliche Grundlagen
2. Neuigkeiten 2011
3. E‐Bike Basics


4.
Bauteile und deren Funktion
Leistungskurven
Batterietechnologie 


Ausblick
Lebensdauer
Wirtschaftlichkeit
5.
Frontantrieb
6.
Heckantrieb
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E‐Bike Technologie: Batterietechnologie
Li‐ Ion‐ Kobalt Batterie Zelle:
3,6 V ,
((50% Ladung) g)
4,2 V (Voll geladen) 3 V (entladen (2,5V))
2,25 Ah Kapazität/Zelle
18 Ah Batterie enthält 56 Zellen 7 Zellen in Serie à 3,6V x 7 = 25,2V
8 Zellen parallel à 2 25 Ah x 8 =18 Ah
8 Zellen parallel à 2,25 Ah x 8 =18 Ah
‐‐‐‐‐‐‐
‐‐‐‐‐‐‐
‐‐‐‐‐‐‐
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‐‐‐‐‐‐‐
‐‐‐‐‐‐‐
25
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E‐Bike Technologie: Batterietechnologie
Kommt für unsere EE Bikes eine Batterie mit größerer Kapazität?
Batteriezelle 18650
Kompatibel
o pa be mit a
allen
e u
unseren
se e Mittelmotormodellen
e o o ode e
Serie
es (3.7V x 7S = 25.9V) )
Batterieaufbau (26V 18A)
Parallel (2,25A x 8P = 18Ah) )
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E‐Bike Technologie: Batterietechnologie
Technische Daten:
8 Ah
12 Ah
18 Ah
Spannung
25,2 V
25,2 V
25,2 V
Kapazität
8 Ah
12 Ah
18 Ah
W tt t d
Wattstunden
200 Wh
200 Wh
300 Wh
300 Wh
450 Wh
450 Wh
Ladenzeiten
4 – 5 Std
6 – 7 Std
9 – 10 Std
1 9 kg
1,9 kg
2 6 kg
2.6 kg
3 1 kg
3,1 kg
Gewicht
Lebensdauer
1100 Ladezyklen
1100 Ladezyklen
1100 Ladezyklen
Reichweite
Pedelec 60 km
60 km
Speed 22 km
Pedelec 90 km
90 km
Speed 35 km
Pedelec 140 km
140 km
Speed 60 km
Preis
449 Euro
Nur in Erstausrüstung
599 Euro
27
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EE‐Bike Technologie :
Bike Technologie :
Vorteile von Li – Ion Batterien
Einfaches Laden:
 kein Memory Effect
 keine Refresh Ladungen notwendig
 Nachladen nach 6 Monaten nötig
Hohe Sicherheit:
 gegen Kurzschluß
 Überladung
 mechanische
h i h Beschädigungen
B
hädi
Einfaches Lagern:
 bei ca.3/4 geladener Batterie und ca.10°C
 Schlafmodus:
bei 50% der Kapazität nach 2 Wochen;
oder
nach 4 Monaten Selbstentladung
Was sollten Sie beachten:
 Keine Tiefentladungen 
Möglichst die Batterie nicht immer ganz leer fahren
 Laden im richtigen Temperaturbereich 
 Richtige Lagerung 
nicht über 35°C
ca. 50-70% geladen, kühl lagern
Diese Vorteile der Panasonic Li- Ion Batterie sind nur
durch ein intelligentes Batterie-Management möglich!
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E‐Bike Technologie: Lebensdauer der Batterie
Batteriekapazität
p
Batteriekapazität
Batteriekapazität
verbrauc hter
Teil
Batteriekapazität
wenig er
als
60%
einer
v erbrauc hter
Teil
v erbrauc hter Tei l
1100 Ladezyklen
oder 5-6 Jah re Nu tzu n g
Neu
Zeitverlauf
Wie muss man sich die Gesamtkapazität im Leben einer Batterie vorstellen?
 Nach einem Gesamtverbrauch von 15840Ah hat die Batterie eine Restkapazität min. 10,8Ah
 d.h. Durchschnittlich 1100 x 14,4 Ah = 15840Ah
Kapazität
Gesamtverbrauch
60 % Grenze
60 % Grenze
8 Ah
7040 Ah
4,8 Ah
12 Ah
10560 Ah
,
7,2 Ah
18 Ah
15840 Ah
10,8 Ah
29
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E‐Bike Technologie: Batterietechnologie
Vergleich NEC (10Ah) and SANYO(12Ah)
NEC (N)
SANYO (S) Comparison of discharge
NEC (N)
Combination
Nominal output
Discharge rate
SANYO (S)
Combination
Nominal output
Discharge rate
V
Voltage
Amount of energy
NEC (N)
Discharge capacity
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Amount of energy
SANYO (S)
Von welchen Faktoren ist die Von
welchen Faktoren ist die
Reichweite abhängig ?
 Topographie
 Fahrverhalten
 Unterstützungsmodus
g
 Zustand der Batterie
 Temperatur
 Gewicht des Fahrers und Zuladung
g
 Technischer Zustand des Fahrrades
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E‐Bike Testfahrt: Reichweite
Pedelec
8 Ah
60 km
Reichweite
Testbedingungen:
Schnelles Pedelec
12 Ah
18 Ah
8 Ah
12 Ah
18 Ah
90 km
140 km
22 km
35 km
60 km
Temperatur
12-17 °C
Windgeschwindigkeit
windstill
Ø Geschwindigkeit
Unterstützungsgrad
Gewicht Fahrer +
Zuladung / Rad
22 km/h
32 km/h
1:1
1:2
105 – 110 kg
32
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E‐Bike Vorteile: Wirtschaftlichkeit
10 Ah
8 Ah
18 Ah
Ladezyklen
500
1100
1100
Durchschnittliche Reichweite (Pedelec)
64 km
48 km
112 km
Reichweite gesamt 32000 km
52800 km
123200 km
Preis des Akkus
500 €
449 €
599 €
Anschaffungspreis pro km
1,56 Cent/km 0,82 Cent/km 0,47 Cent/km
Wie viel Energie wird zum laden der
Wie
viel Energie wird zum laden der
Batterie benötigt?
0 341 kWh
0,341 kWh
0 275 kWh
0,275 kWh
0 620 kWh
0,620 kWh
Kosten Aufladung bei 20 Cent/kWh
6,82 Cent
5,5 Cent
12,4 Cent
Aufladungskosten pro km
0,09 Cent/km 0,09 Cent/km 0,09 Cent/km
33
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Batterietausch
 bis Saison 2010 war der Batterietausch zwischen Mittelmotor und Frontmotor nicht empfohlen.
• Ursache:
Akku für Mittelmotor konnte den generierten Strom aus dem Frontmotor
Akku für Mittelmotor konnte den generierten Strom aus dem Frontmotor nicht weiterleiten
(Motor – Tretlagereinheit (Motor Tretlagereinheit – Akku Akku – Tretlagereinheit Tretlagereinheit ‐ Licht)
 Jetzt möglich:
Die aktuellen Batterie Management Systeme sind alle auf die beschriebene Leitfähigkeit optimiert worden
34
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Batterietausch
 bis Saison 2010 war der Batterietausch zwischen 250W Antrieb und 300W Antrieb nicht empfohlen.
• Ursache:
Akku 300W war auf höhere Stromspitzen ausgelegt
Akku 300W war auf höhere Stromspitzen ausgelegt
 Jetzt
Jetzt möglich:
möglich:
Die neuen Rundzellen vertragen höhere Ströme
35
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Batterierücknahme
• Derby Cycle und Raleigh/Univega sind beim Umweltbundesamt (UBA) gemeldet
• Angeschlossen an die GRS (grüne Boxen)
• GRS regelt die Rücknahme und Entsorgung
• Informationsblatt für die Händler wird noch verschickt werden
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Umverpackung für Panasonic Ladegerät
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Inhaltsverzeichnis
1. Gesetzliche Grundlagen
2. Neuigkeiten 2011
3. E‐Bike Basics


4.
Bauteile und deren Funktion
Leistungskurven
Batterietechnologie 


Ausblick
Lebensdauer
Wirtschaftlichkeit
5.
Frontantrieb
6.
Heckantrieb
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EE‐Bike Technologie:
Bike Technologie:
Panasonic ‐ Vorderradantrieb
•
Kompatibel mit Standartgabelmaß 100mm
•
Gewicht 2,2kg (damit momentan der leichteste Frontantrieb)
•
Kompaktbauweise Durchmesser 132mm
•
Bürstenloser Antriebsmotor mit hohem Wirkungsgrad (84%)
•
Leistung 250Watt
•
Spannung 26Volt Gleichstrom
•
Kein Freilauf deshalb kein zusätzlicher Dynamo
y
notwendig
g
39
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EE‐Bike Technologie: Bike Technologie:
Panasonic ‐ Vorderradantrieb
Amorphe Metall Hülse
Drehmoment
Drehmoment
Spule zur Drehmomentaufnahme
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EE‐Bike Technologie:
Bike Technologie:
Innen liegende permanent Magneten
IPM Rotor
Magnet
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Der Stator ist in Harz eingegossen
g g
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E‐Bike Technologie: Getriebeeinheit
Planetengetriebe
Kunststoff Hohlrad
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Inhaltsverzeichnis
1. Gesetzliche Grundlagen
2. Neuigkeiten 2011
3. E‐Bike Basics


4.
Bauteile und deren Funktion
Leistungskurven
Batterietechnologie 


Ausblick
Lebensdauer
Wirtschaftlichkeit
5.
Frontantrieb
6.
Heckantrieb
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Heckantrieb: BionX ‐ Modelle
I
Image
B27 BionX
Bi X
Focus Jarifa Offroad
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Motorgehäuse in Disc Optik
Batteriegehäuse mit 50 Zellen
G2 K
Konsole
l
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Heckantrieb: BionX – NEU 2011
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Motoreinheit:
Leistung:
D h
Drehmoment
t des Motors: d M t
Batterie:
Reichweite mittlere Unterstützung:
Reichweite mittlere Unterstützung:
Unterstützungsstufen:
Ladezeit
Gewicht der Batterie
Display
R k
Rekuperation/Energierückgewinnung
ti /E
i ü k
i
250 Watt HT (High Torque)
250 Watt
9 N (dauer) / 35 Nm
9 Nm
(d
) / 35 N (spitze) ( it )
Li‐Ion 37V / 9Ah – 325Wh
70Km +/‐??
70Km +/
??
1:0,35 / 1:0,75 / 1:1,5 / 1:3
< 3h
ca. 2400g (errechnet)
G2 Konsole
4 St f bi 15%
4 Stufen bis 15% manuell schaltbar
ll h ltb
Auch nutzbar als „Motorbremse“ Lieferung Systeme / Produktion Modelle:März 2011
Lieferung Systeme / Produktion Modelle:März 2011
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Derby Cycle Werke GmbH
Siemensstr.
S
e e ss 1-3
3
49661 Cloppenburg
Telefon
Telefax
E-Mail
Karl-Heinz Lange
Christian
C
s a Bittar
a
Rainer Brinkmann
+49 4471 966-0
+49 4471 966-188
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