Schaeffler zeigt kettenlosen E-Bike-Antrieb

Schaeffler wird auf der Eurobike 2021 in Friedrichshafen das neue kettenlose E-Antriebssystem „Free Drive“ für Fahrräder vorstellen. Das „Bike-by-Wire“-System ist eine gemeinsame Entwicklung mit dem Zweirad-E-Antriebsspezialisten Heinzmann und verzichtet auf eine mechanische Verbindung zwischen Generator und Motor.

Das System ist ein serieller Hybrid: Ein von Schaeffler entwickelten Generator auf der Pedal-Achse stellt den passenden Widerstand ein und nimmt die Tretleistung des Fahrers auf. Die elektrische Energie wird dann am Radnabenmotor wieder in mechanische Energie zurückgewandelt, überschüssige Energie kann auch im Akku gespeichert werden.

Wie im Auto kommunizieren alle Komponenten des Antriebs über eine CAN-Verbindung – also Pedalgenerator, Antriebsmotor, Batterie-Powerpack und Human-Machine-Interface (HMI). Das Gesamtsystem liefert 250 Watt Dauerleistung und ist grundsätzlich rekuperationsfähig, wie Schaeffler mitteilt

Mit diesem Aufbau ohne mechanische Verbindung per Antriebskette oder -riemen sollen auch Anwendungen über das klassische E-Bike hinaus möglich werden, etwa Lastenfahrzeuge mit drei oder vier Rädern – die „Bike-by-Wire“-Technologie biete laut Schaeffler „Potentiale für neue Geschäftsfelder im Bereich Mikromobilität“. Ein solches Mikromobilitätskonzept, den Bio-Hybrid, hatte Schaeffler aber im Oktober 2020 abgestoßen – inzwischen ist die Bio-Hybrid GmbH unter neuem Eigentümer insolvent.

„Mit der Erweiterung des Portfolios im Radsegment intensiviert Schaeffler nicht nur sein Engagement im wachstumsstarken E-Bike-Markt, sondern belegt auch den eigenen Anspruch, mit Pioniergeist die Bewegung der Zukunft mitzugestalten“, sagt nun Jochen Schröder, Leiter des Unternehmensbereichs E-Mobilität.

Schaeffler und Entwicklungs- und Vertriebspartner Heinzmann haben sich für eine Premiere auf der Eurobike 2021 entschieden. Einige Tage später wird die bisher für ihre nachrüstbaren Fahrradantriebe bekannte Zwickauer Firma Pendix auf der IAA Mobility in München mit dem eDrive IN ein ganz ähnliches System vorstellen.
schaeffler.com

61 Kommentare

zu „Schaeffler zeigt kettenlosen E-Bike-Antrieb“
Nashorn
31.08.2021 um 11:14
Interessant wäre, ob bei diesem System endlich rekuperiert werden könnte. Wie oft bremse ich mein E-Bike bergab und ärgere mich, dass ich lediglich Feinstaub und Wärme produziere.
Otto
05.11.2022 um 12:31
Leider ist einer Rekuperation durch den maximalen Ladestrom der Batterie eine enge Grenze gesetzt. Zügig bergab entsteht mal schnell eine Leistung von 2 kW, die weit über der Generatorleistung eines rekuperierenden 250 W Motörchen liegt. Würde der das schaffen, so müssten so um die 50 Ampere verbraten werden, so 10 x mehr wie eine übliche 36 V Si Batterie es aufzunehmen könnte. Also doch ein Leistungswiderstand zum heizen, aber immerhin würden die Bremsbeläge geschont.
Klaus
01.09.2021 um 06:40
Grundsätzlich wäre die Rekuperation kein Problem, denn die Technik gäbe es ja lange schon. Warum die Herstellung solcher e-Bikes nicht statt findet, ist für mich auch fragwürdig.
Hanspeter Novotny
01.09.2021 um 01:04
Deshalb fahre ich noch immer BionX
Heinz
31.08.2021 um 14:37
Hoffentlich kann dieser Antrieb endlich rekuperieren!(?) - Energie darf auch beim E-Bike nicht weiterhin beim Bremsen verloren gehen.Entscheidend für den Erfolg dieser "by wire"-Technologie wird jedoch der Wirkungsgrad im Vergleich zum Kettenantrieb sein. Darüber wurde noch nichts berichtet..!
Karin Hopf
31.08.2021 um 15:16
Genau. Ich meine, darin liegt auch das Hauptproblem im Zshg. etwa mit Kardanantrieb bei Fahrrädern. Gibt’s schon lange im Prinzip, aber der Wirkungsgrad lässt zu wünschen übrig. Ich wollte es mir vor 20 Jahren schon beinahe kaufen und bekam dann doch Bedenken.
Jim Knopf
31.08.2021 um 17:49
Wenn die Übertragung keinen Reibungswiderstand erzeugt, und das ist so bei einer elektrischen Leitung, dann ist der Wirkungsgrad 99,9%. Nur mal ein bißchen nachdenken!
V.Hoffmann
18.09.2021 um 16:56
Frage von Hans-Jörg Mai""" Wie geht Fahren ohne oder mit entladenen Akku? """Hersteller sagen nichts dazu. Podbike (4-rädrig - kettenlos) aus Norwegen antwortete "Ja geht, aber Pedalieren ist schwer und nicht empfehlen". In der Beschreibung gibts es Schiebehilfe für 5 km/h. Was das ist, weiss ich nicht.
Norbert Kremer
03.09.2021 um 13:02
Wenn ein Generator einen Wirkungsgrad von 0,9 hat , der Ladewirkungsgrad auch 0,9 und der E-Motor auch 0,9 dann werden beim Rekuperieren 0,9 x 0,9 x 0,9 x 100% zurückgewonnen. Also rund 72% und nicht 99,9 Erst nachdenken, dann labern!
hans
01.09.2021 um 17:11
Nach weiterm Nachdenken wirst du vielleicht erkennen, dass Generator- mal Motorwirkungsgrad unterm Kettentriebwg. liegt. Dazu kommt der höhere Rollverlust des Hinterradmotors gegenüber einem Freilauf beim Rollen.
Hans-Jörg Mai
01.09.2021 um 14:32
Wie geht das Fahren ohne oder mit entladenen Akku?
Dieter
31.08.2021 um 21:08
Falsch nachgedacht! Rechne mal im idealsten aller Idealfälle mit je 90% Wirkungsgrad von Generator (Kurbel) und Motor (Nabe) ...ergibt nen Gesamtwirkungsgrad von 0,9*0,9= 0,81Wirkungsgrad bei Kettenantrieb liegt bei um die 95%
Sunny
31.08.2021 um 20:59
Ja genau nachdenken hilftSchätze mal 70% Wirkungsgrad von Mechanik auf Elektrisch und dann von Elektrisch wieder auf Mechanisch nochmals 70% dann bleiben noch 50% übrig Ist leider so, aber egal dann macht man eben den Akku in xxl und alle denken es sei eine Revolution
DSLR
31.08.2021 um 20:51
Hier wird die Kraft zuerst mit einem Generator in elektrische Energie umgewandelt und dann von einem Motor wieder in mechanische Energie zurück gewandelt. Im Idealfall verliert man hier trotzdem mindestens 25% der Leistung. Ein normaler Kettenantrieb hat einen Wirkungsgrad von 98 % und verliert damit nur 2% der Leistung. Schäffler hat hier das Rad nicht neu erfunden weil man die Physik halt nicht umgehen kann. So ein Antrieb ist ineffizient macht ohne Unterstützung durch den Akku garantiert keinen Spaß. Ich habe ein Liegetrike bei dem die ziemlich lange Kette über zwei Umlenkrollen unter dem Sitz durchgeht und das merkt man schon gewaltig. Diese Erfindung ist wirklich nur interessant für ungewöhnliche Setups oder Käufer mit Kettenphobie. Ich habe mit klassischen Ketten und Umwerferschaltwerken bisher eigentlich keine schlechten Erfahrungen gemacht.
D-Tric
31.08.2021 um 19:57
Kein Generator und kein E-Motor hat einen Wirkungsgrad von 99.9%. Einfach mal ein bisschen nachdenken :). Selbst wenn beide 95% hätten, wäre der Gesamtwirkungsgrad nur 90% Ich übrigens genau diese Idee vor ein paar Jahren mal mit einem Kollegen diskutiert, hielt es aber wegen der hohen Kosten für keine so sinnvolle Idee.
Heich
31.08.2021 um 19:56
Seit wann haben Generator und Motor 99,9% Wirkungsgrad? Habe ich was verpasst?
Peter Itten
31.08.2021 um 12:02
„Das Gesamtsystem liefert 250 Watt Dauerleistung und ist grundsätzlich rekuperationsfähig, wie Schaeffler mitteilt.“
Stephan Krahnen
31.08.2021 um 19:27
Hätte man den Generator zusammen mit dem Bio-Hybrid entwickelt ,wäre der jetzt genauso unterwegs wie der Loadster von Citkar‍♂️
Stephan B
20.09.2021 um 09:16
Ganz sicher nicht. - Citkar und BAYK können eine Palette laden. - Onomotion hat eine Kanban Box mit Auffahrrampe.Schaeffler Bio Hybrid sah schick aus, war aber an den Logistikunternehmen vorbei entwickelt.Und die Passenger-Variante vom Bio Hybrid war viel zu teuer für den Privatgebrauch.
Thomas T.
31.08.2021 um 20:52
Dafür dass Du wohl Im Physikunterricht nicht aufgepasst hast, kommentierst Du recht forsch. Die Elektronen, die durch die Leitung krabbeln, müssen durchaus einen Widerstand überwinden. Ist aber nicht das schlimmste. Der Wirkungsgrad verschlechtert sich aber gleich zweimal, da einmal Bewegungsenergie in elektrische umgewandelt wird, um dann erneut entgegengesetzt umgewandelt zu werden. Da selbst technisch ausgereifte Generatoren max. 95% erreichen, kann der Gesamtwirkungsgrad bei diesem Konzept nur theoretisch max. 90% erreichen. (Nur Überschlagsrechnung).Ich würde mich trotzdem über ein System mit Rekuperation/Motorbremse freuen.
Ralf J.
31.08.2021 um 21:52
Richtig! Nicht nachdenken, sondern vorher denken... Bei elektrischen Antrieben gibt es naturgemäß nur einen sehr geringen mechanischen Reibungsverlust ( z.B.Lager). Allerdings sind Blindverluste durch den sog. Schlupf vorhanden, die auf Grund der Magnetfeldverschiebung in der Rotor-/Statorgeometrie entstehen. Elektrikersprichwort: Im Kondensator eilt der Strom der Spannung vor, in der Induktivität (E-Motor) kommt er doch zu spät! Liegt am Schlupfwinkel CosPhi. Dadurch leidet auch die Wirkleistung und liegt im Schnitt bei ca. 90%. Das gleiche Problem entsteht bei der Rekuperation im Generatorbetrieb des E-Motors, wobei die Rekoperationsleistung systemisch bedingt (der Akku hat halt auch ein Eigenleben) dann deutlich unter der Wirkleistung im Motorbetrieb liegt.
Thomas Mühlhausen
01.09.2021 um 11:43
Autsch das tut ja weh, wenn man es liest. Schlupf gibt's nur DASM, welche normalerweise nicht als Generator genutzt werden. Der Winkel Phi ist die Phasenverschiebung, den cos davon nennt man Wirkleistungsfaktor. Hier geht'saber nur um eta, den Wirkungsgrad.
Steffen
01.09.2021 um 07:16
Bei dem vielen Halbwissen in den Kommentaren , bin ich froh, dass es ein Mensch wirklich verstanden hat, weil eben gelernt. Danke.
klausie
31.08.2021 um 22:28
ich verstehe nicht WISO das nicht klappen soll. kleine Idee der Generator leistet 250 Watt bei einem Narbenmotor von 200 Watt sind doch 50 Watt über. selbst wenn ich langsam trete und der Generator weniger leistet wird der Motor doch schon gehen Mensch plus Akku im anfahren. wenn man dann schneller treten tut leistet der Generator mehr strom und das ist die Zeit zum lafen des Akkus. simpel. Verlust hin oder her wenn der Generator größer Motor ist klappt das. beste Grüße
Andreas
02.09.2021 um 00:58
Selbstverständlich funktioniert das, ist total simpel und lädt im Normalbetrieb auch den Akku immer voll. Auf dem Papier. Das Problem bei Ihrer Denkweise ist, daß sich mit einer muskulären Energiequelle der "Normalbetrieb", also das Fahren in der Ebene mit 250W Generatorleistung so anfühlt, als würde man mit vollem Gepäck und Gegenwind einen Berg rauf fahren. Das will keiner. Der Generator "leistet" ja nichts, die Muskeln leisten. Es fährt ja nicht mal jemand freiwillig mit so einem konventionellen kleinen Reibdynamo am Reifen für die Beleuchtung, und der hat nur 10W Verlustleistung. Praktisch wird die primäre Antriebsleistung aus dem Akku kommen, was auf die Reichweite geht. Ein Gutteil der Muskelkraft macht nur warme Luft.
Kurt
31.08.2021 um 23:04
Ich bin nicht überrascht das Man den Antrieb verteufelt Ohne Ihn zu kennen. Ist wie beim Fußball die Zuschauer können alles Besser. Ist einer der Negativ Schreiber in der Lage Irgendeine neue Entwicklung Vorzuweisen? Wenn ja herdamit.Aus eigener Erfahrung , ich Habe einen neuen Selbstantreibenden Generator für E-Mobile Entwickelt, Werde ich ebenfalls negativ Eingestuft obwohl ich die Funktion mit einem Prototyp Nachweisen kann. Die Lobbyisten sind unteruns
Maximilian Krenn
01.09.2021 um 09:19
Viele interessante, fachkundige Beiträge. Habe ein umgebautes e-bike mit dem ich rekuperieren kann. Dabei geht schon durch Erwärmung des Controllers (Mosfets, etc.) und des Generators ein Teil verloren. Neben der Tempomat - Funktion, der einstellbaren Unterstützung ist die Bremswirkung durch Rekuperieren von großem Vorteil. Durch den Anstieg der Akkuspannung beim Rekuperieren kann ich die Effizienz ermitteln (potentielle Energie mgh geht in elektr. Energie und Wärme über). Der kettenlose Antrieb von Schaeffer braucht allerdings einen Extragenerator, der schwerer als die Kette etc. ist und einen geringeren Wirkungsgrad hat. Die Entwicklung ist dennoch interessant.
Jürgen Osterlänger
01.09.2021 um 08:23
Ja ja der Wirkungsgrad. Es stimmt schon, dass von von angenommenen 100 W Fahrerleistung vielleicht nur 70 W am Hinterrad ankommen. Aber: es ist ein Pedelec und hat einen Motor, der hier zwangsläufig im Antriebsrad sitzt. Und dieser wird zusätzlich vom Akku gespeist. Zwischen Motor und Antriebsrad sind keine Wirkungsgrad fressenden Übertragungselemente (Getriebe) mehr. In der Gesamtschau kann sich so sogar bei z.B. Unterstützungsfaktor 3 ein besserer Gesamtwirkungsgrad (Fahrer- und Akkuleistung zusammen) ergeben als bei einem Mittelmotor mit einem Nabengetriebe. Ohne Akku-Unterstützung sind die Verluste wirklich viel höher. Ich kenne aber kaum jemand, der Pedelec ohne Unterstützung fährt. Der Wirkungsgrad ist doch hier nicht die Hauptsache, sondern die ganzen anderen Eigenschaften: - nie mehr Kette reinigen, ölen, tauschen, bezahlen - absolute Designfreiheit durch den Entfall der Kette / Kettenlinie muss nicht beachtet werden - automatisiertes elektronisches Schalten ohne jegliche Störung möglich - rückwärts fahren möglich, bei >3 Rädern - Rekuperation immer möglich, da der Motor ohne Freilauf mit dem Rad verbunden istDiese Antriebsidee gibt es ja schon eine Zeit lang und ich bin es schon mehrfach von verschiedenen Entwicklern gefahren. Das wird sich einfach durchsetzen, zumindest bei Cargo, Reha, Sharing und vielen anderen Kategorien. In den Fabriken haben wir ja heute auch nicht mehr den Transmissionsriemen und machen es anders. Und natürlich sind die Ketten- und Riemenantriebe auch super. Jetzt gibts halt noch die "elektrische Kette".
V.Hoffmann
18.09.2021 um 17:08
mehrfach gefahren ?auch mal ohne Akku pedaliert ?
oliver
03.09.2021 um 12:15
Hallo Jürgen,danke für deinen Beitrag.. du hast den Kern der Sache eindeutig beschrieben, erkannt.ich hatte beim Durchlesen der Koemmentare schon fdast aufgegeben, dass in den Foren nur diese Besserwisser, und das geht doch alles nicht, wird scheitern, usa, also diese dümmliche neudeutsche Mentalität breitmacht, das sich in in diesem Beamten und Regulieringskranken Land auch wirklich nichts neues mehr schafft einen Anfang zu nehmen.Ich werde mir diesen Antrieb für meine Lastenradproduktion zulegen.Bist du auch in dem Unternehmerbereich tätig?Viele Grüße aus Braunschweig Oliver
Jürgen Osterlänger
06.09.2021 um 13:12
Hallo Oliver,ich war an der Vorentwicklung intensiv beteiligt und kümmere mich jetzt nur noch um rechtliche Fragen sowie die dazu passende Normierung.Gruß aus Mittelfranken Jürgen