E-bikes, cadans, actieradius, rijgevoel.

[loknor]

Leeswijzer

- Vermogen: Dit is het vermogen wat wordt gelevrd op de as.
- Koppel/Torque: de hoeveelheid kracht die een fietser afleverd op het pedaal (koppelmoment).
- Cadans: toerental van de crank. Uitgedrukt in rpm (rounds per minute). Ja dat is Engels, bite me.

=> Cadans*koppel= vermogen

We zullen het allemaal wel herkennen... van die e-bikers die met 50-60rpm rondrijden... duidelijk mensen die niet weten hoe ze efficent moeten fietsen. Toch?

Het ligt allemaal wat lastiger. Qua efficientie is er een correlatie tussen geleverd vermogen en cadans... hoe meer je levert, hoe sneller je lichaam wil trappen. En dus als je minder levert wil je lichaam liever ook minder snel trappen.

Deze discussie komt nog steeds af en toe naar voren als het gaaat over e-bikes, belasting en actieradius.

Ik heb niet al te ver gezocht, maar hier een artikel waar dit wordt bevestigd:

https://www.cyclingweekly.com/fitness/w ... ome-191779

“Most studies have found that 60 RPM is the most efficient. But when you look into it it’s generally in quite untrained people, and at a very low power for most people because they tend to do an average power and put that as the same for all participants, rather than a percentage of, say, their threshold power,” Turner points out.

Generally, the lower the intensity, the lower RPM is the more efficient one, but it also depends on what you’re doing. When working at higher intensities, threshold and beyond, Turner says that around 90 RPM is going to be more efficient.

Wat betekent dit voor de ebike?

- Hoe hoger de ondersteuning, hoe minder snel je lichaam wil trappen.
- Ook op eco is er sprake van een significante ondersteuning en wil je lichaam langzamer trappen.

Ga je dus op standje turbo met 25kmpu ga je inderdaad al snel op 60rpm fietsen, tenzij je je lichaam heel bewust dwingt/hebt getraind om inefficient te zijn.



Dan betreft actieradius.

Grof gesproken: hoe minder ondersteuning de motor hoeft te leveren, hoe verder je komt (ceteris paribus, alle omstandigheden gelijk).

Elke motor heeft een zogeheten ondersteunings curve, waarbij bij goede motoren aan de hand van snelheid en door de fietser geleverde koppel bepalen hoeveel ondersteuning er wordt geleverd. Het is dus niet zo dat als je met je volle gewicht een 53x11 optrekt je motor meteen vol ondersteunt, het is geprogrammeerd zodat je niet meteen wheelies trekt.

Wat goed is om te beseffen is dat koppel niet hetzelfde is als vermogen en dat je een gegeven vermogen met een oneindige bandbreedte aan cadans kan leveren. Als ik 300 watt lever kan dat met 50 rpm, 100rpm of 150rpm. In het eerste geval zal het koppel veel hoger liggen.

Motoren zijn dus geprogrammeerd om op een bepaalde, logische manier kracht te leveren. Je ziet hier dan ook een verschil in een naafmotor(achterwiel) en een middenmotor. Naafmotore meten vermogen aan de achteras. Middenmotoren meten koppel aan de trapas.

- Een naafmotor is daarom cadans agnostisch. Hij reageert op je geleverde vermogen en geeft de daarbij geprogrammeerde ondersteuning af. Spelen met de cadans doet daarom ook niets voor je acttieradius, spelen met vermogen wel. Aangezien vermogen een combinatie is van cadans en koppel heeft dit wel effect op de fietser: zet de ondersteuning laag, dan wil je snel trappen... en met ondersteuning laag kom je natuurlijk verder.
- Omdat een middenmotor niet aan de achteras meet moet hij gaan berekenen aan de hand van torque en cadans wat het vermogen is. Middenmotoren zijn behoorlijk cadans gestuurd en hebben een deel van de curve waarop ze het meeste vermogen leveren. Hieronder een verouderd plaatje (van Bosch, dus neem met een vrachtwagen zout)waarop je dit ziet:



Nogmaals, dat Bosch zichzelf geweldig vind moet je vooral negeren, bovendien missen er gegevens die deze grafiek redelijk zinloos maken. Maar het laat wel zien hoe zo'n ondersteuningscurve werkt (snelheid speelt dus ook een rol voor de controller, nog een reden om deze grafiek alleen als voorbeeld te nemen!)

Saillant detail: een Bosch motor wil liefst een wat hogere cadans zien, terwijl dat voor een ebike niet eens zo logisch is (want op een ebike wil je lichaam minder snel trappen...)

Ik herken dit in de praktijk... misschien dat autobezitter de "kickdown" kennen waarbij bij het accelereren de automaat terugschakelt zodat de motor meer rpm moet maken. Zo ook bij mijn Bosch performance line, als ik vol wil accelreren moet ik 1-2 versnellingen terugschakelen, anders vertikt de motor het om het volle pond te leveren. Het geeft ook aan dat je door een hogere cadans er niet voor zorgt dat de motor minder levert (dus een hogere actieradius), maar dat het bij Bosch zelfs andersom kan werken.

De Yamaha is daarentegen wel heel goed te knijpen door een hoge cadans te kiezen. De Yamaha is al een van de efficenstet modellen en door met 100rpm te gaan wordt het echt een spaarbrandertje (maar voor niks gaat de zon op, je krijgt dus ook veel minder ondersteuning).


Rijgevoel:

In mijn ervaring is rijgevoel niet bepaald door het type motor, maar door de programmering van de controller. De reden dat Bosch zo soepel aanvoelt komt doordat ze over een brede range vermogen blijven geven, maar of dat natuurlijk is, is lastig te beantwoorden. De meeste mensen vinden het in ieder geval wel prettig rijden.

Voordat mensen het vragen; Neodrive rijdt ook geweldig (mits en indien je regeneratie uit zet, maar dat is een persoonlijke mening), ze hebben heel veel werk in hun ondersteuningscurves gestopt. Er wordt geschermd met een "natuurlijk"rijgevoel, maar het is en blijft een dot kracht die je erbij krijgt, iets wat nooit echt natuurlijk zal aanvoelen. Dat Neodrive dit wat beheerster doet dan een Bosch PL is wel waar.

En voor wat het waard is: de oude ION voorwielmotor (!!!)reed ook heel fijn, zonder het gevoel dat je werd vooruitgetrokken, de controller was heel goed geprogrammeerd.

Ik ken ook "vreemd" rijdende achterwiel en middenmotoren, om maar niet te spreken van de gekkigheid van goedkope voorwielmotoren. Maar dat ligt niet zozeer aan waar de motor zit (al is een voorwiel nooit ideaal0, maar aan hooe goed de controller is geprogrammeerd.

[Leon]

Interessant stuk. Dat langzamer trappen dan de bekende 70 rpm vaak energieefficiënter is, is al lang bekend. Het staat namelijk ook in het bekende boek Bicycling Science van Whitt and Wilson, p. 66 en is in 1968 in Japan onderzocht. (plaatje beneden)

Ik ben het met je eens dat de rijeigenschappen voor een groot deel bepaald worden door de programmering. Ik vind je uitleg niet heel duidelijk. Het zou ook allemaal duidelijker worden als het toerental-versus-vermogenplaatje vervangen zou worden door een koppel-versus-vermogenplaatje. In het plaatje dat er nu staat is het duidelijk dat alle lijnen beginnen in de oorsprong (0,0). Daarna zijn ze lang recht. Dat betekent dat elke motor tot op een bepaald moment (nagenoeg) het zelfde koppel (jij gebruikt het Engelse woord torque) levert. Met een grafiek waarin het koppel wordt weergegeven zal de uitleg eenvoudiger zijn: de Bosch blijft tot op een hoger toerental een constant koppel leveren en vooral de Yamaha begint bij 80 rpm al hevig zijn ondersteuning af te bouwen. In principe leveren alle motoren in het plaatje een constant koppel en volgens ze allemaal een eigen afbouwcurve. Het zal duidelijk zijn dat je op een fiets met een Yamahamotor niet bepaald gestimuleerd wordt om snel te pedaleren. Op de Bosch is dat nog het meest het geval.
Leuk zou zijn als er een een fiets bij zou zijn die andersom geprogrammeerd was, dus die juist exytra goed meewerkt als je zelf snel trapt. Of dat natuurlijk aanvoelt is nog maar de vraag. Nog leuker zou zijn als je je eigen curve kon inprogrammeren. Het verschil hierin met midden- en achtermotor begrijp ik niet zo goed. Misschien moet ik nog eens doorlezen wat je schrijft.

Er zijn natuurlijk nog wel andere dingen die het rijgevoel bepalen. Zo merkte ik op een Pendixfiets duidelijk dat de ondersteuning niet instantaan geleverd wordt en ook niet direct stopt. Dat geeft geen echt natuurlijk gevoel.

[loknor]

Betreft Torque/Koppel... je hebt gelijk, de term is Koppel. Alleen hebben we het bij ebikes eigenlijk altijd over een torque sensor, dus daar gingen mijn hersenen de verkeerde kant op (helemaal leuk op mijn werk als bedrijfskundige waar we ook allerlei Engels erin verbasteren).

Ik vind je uitleg niet heel duidelijk.

Mijn browser crashte drie keer (blijkbaar een extensie die niet fijn werkt sinds de laatste update), dus ondanks dat ik wel steeds de tekst terugkreeg werd het wel watknip en plakwerk. Dat kwam de tekst vast niet ten goede.

Waar het op neer komt is dat het niet zoveel uitmaakt waar de motor zit, het wordt grotendeels bepaald door hoe de controller is geprogrammeerd.

Het zou ook allemaal duidelijker worden als het toerental-versus-vermogenplaatje vervangen zou worden door een koppel-versus-vermogenplaatje.

Ja, het plaatje is weinig zeggend omdat snelheid en koppel onbekend zijn. Het is echter het enige plaatje wat ik ken en wat wel laat zien dat een motor op verschillende cadans anders reageert.

In het plaatje dat er nu staat is het duidelijk dat alle lijnen beginnen in de oorsprong (0,0). Daarna zijn ze lang recht. Dat betekent dat elke motor tot op een bepaald moment (nagenoeg) het zelfde koppel (jij gebruikt het Engelse woord torque) levert. Met een grafiek waarin het koppel wordt weergegeven zal de uitleg eenvoudiger zijn: de Bosch blijft tot op een hoger toerental een constant koppel leveren en vooral de Yamaha begint bij 80 rpm al hevig zijn ondersteuning af te bouwen. In principe leveren alle motoren in het plaatje een constant koppel en volgens ze allemaal een eigen afbouwcurve. Het zal duidelijk zijn dat je op een fiets met een Yamahamotor niet bepaald gestimuleerd wordt om snel te pedaleren. Op de Bosch is dat nog het meest het geval.

Ja ik heb spijt dat ik dat grafiekje heb gebruikt, je kan er niks mee.

Omdat koppel en snelheid ontbreken is die lineaire lijn onzin. Bij geen enkele motor krijg je direct het volle koppel, dat wordt opgebouwd tot pak hem beet 10kmpu (gok ik?). Als je dat namelijk niet beperkt trek je een wheelie (de oude Impulse motor van Gazelle had daar last van...). Ergens tussen de 18-22 kmpu zijn de motoren veel repsonsiever, na de 22 tot 16 kmpu bouwen ze allemaal af, om tot 27kmpu echt te knijpen tot ze uitvallen.

Dat is dus het stukje programmering waar het om gaat.. je moet gedoseerd vermogen afleveren waarbij je mensen niet bij het stoplicht lanceert, maar op een steile helling wel de power geeft die nodig is. Daarom wordt het als je onder de 10kmpu gaat bij het klimmen niet ideaal, de motor heeft namelijk geen idee of dat komt omdat je net wegrijdt of omdat je vol moet pompen om omhoog te komen.

Verder is het een Bosch plaatje waarbij ze vooral Yamaha afvallen. In de praktijk maakt het echter weinig uit, eigenlijk is het vooral je ondersteuningssetting die aangeeft hoe snel je gaat trappen (op eco trap je sneller).

Leuk zou zijn als er een een fiets bij zou zijn die andersom geprogrammeerd was, dus die juist exytra goed meewerkt als je zelf snel trapt.

Bij Bosch Performance Line is dat zeer zeker zo. Je krijgt pas vol vermogen als je omhoog gaat in je cadans. Alleen is dat op de vlakke weg redelijk onzin omdat je binnen een paar seconden op de 27kmpu zit. Tussentijds accelreren door terug te schakelen voelt heel cool, maar dat gebruik je in de praktijk eigenlijk nooit..

Nog leuker zou zijn als je je eigen curve kon inprogrammeren. Het verschil hierin met midden- en achtermotor begrijp ik niet zo goed. Misschien moet ik nog eens doorlezen wat je schrijft.

Er zijn motoren waar je dit zelf kan configureren.

Het verschil tussen naaf en middenmotor is dat de naafmotor niet rekent met cadans omdat het aan de as meet. Een naafmotor kan je dus niet programmeren naar cadans. Maar vermogen en snelheid meten aan de as is meer dan goed genoeg om een goede ondersteuningscurve te programmeren (Ion, Neodrive etc).

Aan de andere kant rekent een middenmotor met cadans en koppel (dat is samen dan weer om te rekenen naar vermogen), waardoor je bij middenmotoren wat meer mogelijkheden hebt om het profiel te kneden.

In de praktijk maakt dat niet zoveel uit, allebei werken prima, maar het is wel van belang om te snappen dat dit nog een reden is dat cadans bij een naafmotor geen factor is (net zo min dat schakelen invloed heeft op een naafmotor).

Er zijn natuurlijk nog wel andere dingen die het rijgevoel bepalen. Zo merkte ik op een Pendixfiets duidelijk dat de ondersteuning niet instantaan geleverd wordt en ook niet direct stopt. Dat geeft geen echt natuurlijk gevoel.

Eens met het Pendix gevoel, maar de meeste A-merk oplossingen zijn zo responsief dat je dat verschil niet zo merkt. Ik weet dat neodrive adverteert dat ze directer reageren dan een middenmotor omdat ze kracht leveren aan de naaf, maar ik voel dat niet en ik ben op dat punt echt wel een prinses op de erwt.


@Leon , ik merk dat ik slecht ben in het uitleggen van dit soort dingen... jij bent veel beter met dit soort dingen (maar weet minder van ebike motoren).

[derdekeer]

- Hoe hoger de ondersteuning, hoe minder snel je lichaam wil trappen.
- Ook op eco is er sprake van een significante ondersteuning en wil je lichaam langzamer trappen.

Mooi opzoekwerk.
Gisteren heeft mijn vrouw voor de fun eens op een e-fiets gereden, en zelfs met de laagste ondersteuning lag haar trapfrequentie veel lager dan op haar fiets.
Het was volgens haar geen bewuste beslissing - "dat ding doet me zo rijden!"

[loknor]

Daarom moet je voorzichtig zijn met denken dat een e-biker zo langzaam trapt omdat hij niet beter weet. Dat komt absoluut (vaak) voor, maar het is toch vooral omdat het lichaam vanzelf naar de hoogste efficientie kruipt.

Interessant stuk. Dat langzamer trappen dan de bekende 70 rpm vaak energieefficiënter is, is al lang bekend. Het staat namelijk ook in het bekende boek Bicycling Science van Whitt and Wilson, p. 66 en is in 1968 in Japan onderzocht. (plaatje beneden)

Voor zover ik begrijp is het behoorlijk trainbaar. Als je maar lang genoeg met een bepaalde cadans rijdt past het lichaam zich wel aan. Overigens is dat trainbare ook van toepassing op iets als zithouding (alles binnen grenzen natuurlijk).

Ik zie trouwens op "jouw" grafiek dat al bij 30kmpu de efficientie (in dat specifieke verzet) boven de 100 rpm zit, dat is voor een getrainde sporter dan wel nogal aan de hoge kant (zelfs Armstrong en Froome zaten niet zo hoog), zeker als je die lijn doortrekt.

Zo zie je dat "efficentie" in een test toch ook weer afwijkt van de praktijk. Interessante materie

[Leon]

Gisteren heeft mijn vrouw voor de fun eens op een e-fiets gereden, en zelfs met de laagste ondersteuning lag haar trapfrequentie veel lager dan op haar fiets.
Het was volgens haar geen bewuste beslissing - "dat ding doet me zo rijden!"

Dat laatste herken ik van een keer dat we eens een fiets met een voorwielmotor geleend hadden. De programmering was volgens mij nogal basaal: als je trapte kreeg je power tot 27 km/u. De neiging om 27 km/u te gaan rijden was daardoor onweerstaanbaar. Lekker als je ergens naar toe moest, maar ik noem het geen fietsen. Tegen de plaatselijke heuvel (tot tegen 10%) op was daarentegen niet te doen. Onder de 10 km/u begon hij uit te vallen dus de opties waren om ofwel als een dolle de berg op te raggen ofwel met 5 km/u te stoempen maar iets er tussenin was er niet.

Het verschil tussen naaf en middenmotor is dat de naafmotor niet rekent met cadans omdat het aan de as meet. Een naafmotor kan je dus niet programmeren naar cadans.

Dat kan dan wel zodra met een cadanssensor monteert. Dat moet dan wel meer zijn dan een magneetje dat 1 keer per omwenteling registreert.

Daarom moet je voorzichtig zijn met denken dat een e-biker zo langzaam trapt omdat hij niet beter weet. Dat komt absoluut (vaak) voor, maar het is toch vooral omdat het lichaam vanzelf naar de hoogste efficientie kruipt.

Je kunt er wel een beetje aan herkennen in welke ondersteuningsstand men fietst. Vanmiddag zag ik nog iemand die geen krachtpatser was toch met iets van 40 rpm vlot een stijgende straat opfietsen met een loodzware cargobike. Die stond dus niet op eco.

[loknor]

=Dat kan dan wel zodra met een cadanssensor monteert. Dat moet dan wel meer zijn dan een magneetje dat 1 keer per omwenteling registreert.

Dat kan, maar het is ook niet echt nodig. Goede naafmotoren rijden meer dan prima, dus je hoeft niet nog meer draadjes te trekken.

.
Je kunt er wel een beetje aan herkennen in welke ondersteuningsstand men fietst.

Leuk he