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Wie mir scheint, ist die Frage "nach dem Wirkungsgrad" der Stromrückspeisung (Rekuperation)
von einigem allgemeinen Interesse. Die Frage ist so gestellt - ungeschickt , vergleichbar als wollte
man die Qualität einer Stereoanlage nach der Ausgangsleistung oder beim Auto nach der Ps-Zahl
beurteilen. Der Sachverhalt ist komplex, wie man beim Weiterlesen sieht.

Der Wirkungsgrad des Motors im Generatorbetrieb liegt im Allgemeinen zwischen 70...90%.
Das geht dann vom Spielzeug bis zum Industriemotor. Große Motoren (Generatoren) haben meist
auch bessere Wirkungsgrade - doch kann man durchaus auch Kleinmotore im Wirkungsgrad
"hochziehen" nur ist er dann kein billiger Spielzeugmotor mehr.Für industrielle - medizinische - oder
militärische u Forschungsanwendungen gibt es Kleinmotore mit Generatorumschaltung die den
Großmotoren elektrotechnisch in Nichts nachstehen. Pedelecmotoren bilden da ein Mittelfeld,
Radnaben - Außenläufermotoren oberes, - schnelldrehende Planetengetriebemotore mittleres u
"No-Name-Billigmotore" unteres Mittelfeld. Üblicherweise werden nur hochwertige Motore zur
Rückspeisung verwendet. Der Steueraufwand u das benötigte Spezialwissen sind nicht unerheblich.
Nach meiner Erfahrung liegt das "Bion-X System" in dieser Disziplin mit vorne. Benutzt man die
Rückspeisung bei Bion-X u anschließend beim Sanyo-Antrieb kommt's einem vor, als esse man
Gericht-A vom 3-Sterne-Koch u Gericht-B vom 2-Sterne-Koch gekocht. Das kann dazu führen das
Fahrer A von seiner Rückspeisung bei Bion-X mit Recht schwärmt u Fahrer-B das bei seinem Rad
als unbrauchbar empfindet. Der permanent-erregte Außenläufer-Radnabenmotor mit hohen
Polzahlen 16..24 u mehr ist von Hause aus bestens zur Umschaltung auf Generatorbetrieb geeignet.
Auf einer amerikanischen Seite eines Motorherstellers von dem ich vermute, daß er die Motore für
Bion-X fertigt, - Grund: gleiche Bauform u gleiche elekrische Werte, wurden Angaben über
den Wirkungsgrad des Motors von 80..87 % im Generatorbetrieb gemacht. Üblicherweise liegt er
~ 3.. 5% unter dem Wirkungsgrad im Motorbetrieb, das ist konstruktionsbedingt und könnte auch
geändert werden,wenn die Priorität bestünde die Maschine meist im Generatorbetrieb u weniger im
Motorbetrieb laufen zu lassen. Beim "NSU-Prinz" Typ: 2 -3 -4 aus den 60er u 70er Jahren war dies
der Fall, - man nannte das "Dynostarter" hier wurde der Generator - 130 W. (Lichtmaschine) auch
als Anlassermotor verwendet. Werkstätten u Autoelektriker hatten nicht selten mit diesem
"Kuriosum" Verständnisprobleme. Ein flüchtiges Suchen nach der oben erwähnten Motorhersteller-
seite war ohne Erfolg u so habe ich abgebrochen um nicht zu viel Zeit zu investieren.

Ein Wirkungsgrad von 80..87% von permanent erregten, langsam drehenden Radnaben-Motoren
im Generatorbetrieb - in qualitativ hochwertiger Form wie es die Bion-X Motore sind, ist durchaus als
realistisch einzustufen u stellt keinen besonderen Wert dar. Schnelldrehende Motore ~ 3000 U/min.
mit Planetengetriebe ( z.Beispel Sanyo ) haben etwas weniger Wirkungsgrad durch größere
Streufeldverluste u zusätzliche innere Reibung. Auf den auch vorkommenden "Mittelmotor" oder
"Scheibenläufer" möchte ich hier nicht eingehen, da dies keine zusätzlichen - neuen Erkenntnisse
bringt. Geschätzt kommen sie auf 70..80 %. Giant (Sanyo-Motor) macht hierzu keine Angabe.
Eigene Erfahrung im Fahrbetrieb mit beiden Systemen erhärten diese Annahme. Der Wirkungsgrad
des Motors ist ein Parameter, der Andere, - der Prozentanteil der "potentiellen Bergenergie" der
zur Rückspeisung herangezogen wird. Es muß Restenergie übrig bleiben, damit man weiter den
Berg hinunter rollt. Bei Bion-X lässt sich der "Rekuperationsgrad" in 4 Stufen einstellen. Bei Stufe
4 z.B. werden die 4 Stufen nacheinander in ~ 4..5sec. durchlaufen (elektronisch weitergeschaltet)
bei Stufe 3 3 - Stufen nacheinander u.s.w. - um zu vermeiden daß man nach vorne - durch den
Bremsruck "über den Lenker geht".Sinnvoll wählt man die Rekuperationsstufe die soviel Restenergie
übrig lässt, das man noch angemessen ( 18..20 kmh) den Berg hinunterrollt. Soviel Luxus bedingt
technischen Aufwand u erklärt etwas den hohen Preis von Bion-X. Bei Sanyo ist die
Stromrückgewinnung fest eingestellt ( Mittelwert ) häufig ist sie zu schwach u man muß bremsen.
( verlorene Rückgewinnungsenergie) Das Einschalten geschieht wenig sensibel am Bedienelement
(Panel). Bei Bion-X wird ein Dauermagnet vom "Reedrelais" weggezogen ~ 3mm Weg. Das Relais
fällt ab (öffnet) u die Elektronik schaltet den Motor über Stufen auf Generator um. Ich habe mir eine
Klingel mit Federhebel genommen u auf das Ende ( "den Klöppel" ) der den Ton anschlägt, einen
kleinen Dauermagneten geklebt ( Zweikomponenten-Kleber) Reedrelais mit Kabel u Dauermagnet
gehörten zum Lieferumfang ( 2006 ) - Magnet von der Größe eines 10-Cent-Stückes. Ziehe ich den
"Trigger" ( Klingelhebelchen-ähnlich einem Abzug am Gewehr) schaltet der Motor um - u beim
Loslassen wieder zurück. Das ist so bedienfreundlich, daß ich ~ 90% der Bremsmanöver mit der
Rekuperation auf Stufe 4 erledige. Bei meiner Frau ist das diametral - sie bremst ~ 10% mit der
Rekuperation wegen umständlicher Bedienung u geringerer Wirkung, - benutzt die Rekuperation
im Wesentlichen nur bei größerer Talfahrt.
Hinter dem Generator ist der Wirkungsgrad des Akkus zu berücksichtigen. Er ist nicht linear, - er
sinkt bei zunehmender Füllung. Heißt: Nähert man sich einem Füllgrad von ~ > 80% so braucht man
erheblich mehr Energie um weiter zu füllen als dies bei ~ 20..30 % der Fall ist.Er kann gemittelt mit
60..65 % angenommen werden. Zusätzlich muß man mit ~ 5 % Verlusten im Regler rechnen.
Heißt: von angenommenen 100 Wh. Rückstromleistung setzt der Motor ~ 80 Wh. (80 %) wieder um.
Von diesen 80 Wh. werden 4 Wh. im Regler "verbraten" ( 5%) = Rest 76 Wh. Diese 76 Wh.
wiederum werden maximal zu 65% im Akku rückgespeichert = ~ 50 Wh. So landen ( theoretisch)
von den ehemals 100 Wh. "Bergenergie" 50 Wh. wieder verfügbar im Akku. Diese 50 Wh.setzt
der Motor dann wiederum zu 80% in neuen Vortrieb ( 40 Wh.) um. In der Praxis wird der Wert etwas
niedriger liegen, weil der Akkuwirkungsgrad mit zunehmendem Alter sinkt.
Ebenfalls kann der Wirkungsgrad des Reglers von 5% Verlust rasch auf 10% steigen,
wenn am Schaltungsaufwand gespart wird. So schätze ich, daß von den ehemals 100 Wh.
Rückstromenergie nicht wirklich 40 Wh. sondern nur ~ 35 Wh. zur Verfügung stehen. Das ergäbe in
erster Näherung einen "Rekuperations-Systemwirkungsgrad" von rund 35 % . Dieser Wert deckt
sich mit eigenen Erfahrungen. Der Wert ist nicht fest, sondern als leicht variierende Größenordnung
zu betrachten. Nicht alle Firmen haben gleiche Kenntnisse, wie man so etwas
realisiert, - aber keiner gibt das öffentlich zu. Viele kommen bei der Stromrückführung bei Pedelec's
nicht an die "Ausführungsqualität" von Bion-X heran. Dafür sind die "Freilaufeigenschaften" mehr als
bescheiden - jedenfalls bei meinem Antrieb ( PL-250 , 24V ) von Mitte 2006. Da haben andere
Firmen die Nase vorn. Da die Dinge rasch im Wandel begriffen sind, heißt es vor dem Kauf
Einzeleigenschaften überprüfen, ob Schwächen beseitigt worden sind, oder alte Unzulänglichkeiten
munter weiter produziert werden - nach dem Motto: "der Kunde merkt ja nichts".

Zusammenfassend kann man sagen, daß die Stromrückgewinnung bei mir im "Flachlandbetrieb"
mit gelegentlichen Steigungen (z.B. Autobahnüberführung u ähnliches) ansonsten nur Rückspeisung
der Bremsenergie zu ~ 90 % - zu einer Reichweitenverlängerung gemittelt von 10% führt. Heißt: aus
60 km werden dann ~ 66 km, - nicht die Welt, aber man freut sich. Bei meiner Frau führt die
Rekuperation zu einer geschätzten Reichweitenverlängerung von ~ 2 %. Sie bremst nicht oder
selten mit dem Generator - fast nur bergab u meint folgerichtig das wäre alles unnütze Spielerei.
Fazit: eine gebrauchstüchtige Stromrückgewinnung kann Sinn machen, - sie hängt immer vom
Fahrverhalten des Fahrers u des Streckenprofiles ab, - sowie der elektrischen u mechanischen
Ausführung. Ob der technische Aufwand einer guten Rekuperation mit folglich höherem Preis,
für den Käufer Sinn macht, ist nur individuell zu beantworten. Etwas Sinn für Technik u Freude an
technischen Spielereien gehören sicherlich auch dazu. Gruß Doran.

Hallo Doran;
Im Verlaufe deines Artikels sprichst du bei bestmöglicher Rückstromgewinnung von - bescheidenen Freilaufeigenschaften -
Könntest du das bitte bei nächster Gelegenheit etwas präzisieren.?
MfG. Horst/Bonn

Hi Doran,

Beim "NSU-Prinz" Typ: 2 -3 -4 aus den 60er u 70er Jahren war dies
der Fall, - man nannte das "Dynostarter" hier wurde der Generator - 130 W. (Lichtmaschine) auch
als Anlassermotor verwendet.

Das Selbe gab es auch in den 80ern bei dem Leichtkraftrad: Suzuki GT80l in der französischen Ausführung.
Die deutsche Version hatte leider eine andere Lichtmaschine.
Eventuell wirst Du bei diesem Hersteller noch fündig.

Gruß
Dennis

Hi Dennis,

Mein erstes "Auto", war in 1960,-ein Viktoria "Spatz",Kunststoff-karosserie ohne Türen-Zweisitzer mit Verdeck.Es hatte einen 250 ccm Motoradmotor von Viktoria.Auch hier war der Anlasser gleichzeitig die Lichtmaschine.Zudem musste man zum rückwärtsfahren folgendes Prozedere einhalten:
1.) Motor abstellen
2.)Motor in entgegengesetzter Laufrichtung starten!! (war wirklich so vorgesehen)
3.)Danach konnte man in allen 4 Vorwärtsgängen rückwärtsfahren!!War sehr lustig aber nicht ungefährlich,da auch rückwärts hohe Geschwindigkeiten erreicht werden konnten!!

Gruß, Töff-Dieter

Mit einer Jawa 1 zylinder können Sie auch seltsame Dinge erleben wan die Zündung nicht richtig eingestellt war...

Wenn Sie für ein rote Licht wartete, mit niedrige Leerlaufdrehzahl, und hörte Sie einen dumpfen Schlag, dan könnte der Motor rückwärts laufen...

Das erste Mal, ist sehr merkwürdig.

Es war eine falsche Einstellung, aber das hab ich jemals zum Spaß gemacht

Aber: DAF, mit der Strumpfband-Antrieb ist die beste rückwärtsfahrer!

Hallo, Horst und Doran,
mit "bescheidenen Freilaufeigenschaften" dürfte gemeint sein,
dass es GAR KEINEN FREILAUF GIBT - da klickert nichts!
Keine Sperrklinken also - DER MOTOR DREHT IMMER MIT!
Das geht - ohne dass man es merkt - nur mit ständiger leichter Akkuunterstützung.
Ist der Akku aber erst einmal leer, dann merkt man es eben doch:
Der Motor BREMST EINEN AUS...
Was dies betrifft, sind Saxonetten ja doch etwas "feiner" konstruiert...
Sanfte Grüße vom Freilauf - Sparky

Laden sie auch den Batterie, wan die motor immer mitdreht?

Ich denke,
Beim Bergabfahrten bremst der Motor wenn Rekuperation eingeschaltet ist, da ja Energie zum Wiederaufladen der Batterie entnommen wird.
Es bleibt halt dann nur so viel Freilauf übrig, daß das Rad noch mit einer gewissen Geschwindigkeit den Berg abfahren kann.
Das ist gemeint mit dem "bescheidenen Freilauf".
Bergab muß man ja nicht schnell fahren, hauptsache man kommt den nächsten mit der wiedergewonnenen Energie wieder hoch.

Sporti

Hallo Sporti,
das mit den Bergabfahrten stimmt schon so,
aber das Freilaufproblem existiert leider vor allem auch in der Ebene.
Ohne die ständige, quasi "unmerkliche" Akku-/Motorunterstützung würde man tatsächlich einen ständigen Widerstand spüren, der deutlich größer ist als bei einem "normalen" Freilauf. Das beständige Mitdrehen des E-Motors ist das Problem, weil auch das bereits schwache elektromagnetische Verluste verursacht, ähnlich der Wirkungsgradverluste, die auch im Elektrobetrieb auftreten. Sobald der Motor auch nur lastfrei dreht, gibt's schon diese Verluste. Und diese Leerlauf-Verluste müssen ausgeglichen werden - entweder unmerklich mit etwas Akkustrom, oder bei leerem Akku durch den Fahrer selbst (und zwar ohne dass der Akku dabei schon geladen wird).
Der Verlustausgleich hat quasi Vorrang, erst danach kann aufgeladen werden.
Doran hatte selbst mal davon berichtet. Ich denke, dass er eher diesen lästigen Effekt meint.

Grüße - Sparky

Hallo Zusammen,

da die Bemerkung mit dem "Freilauf" irritiert hat, ein paar Sätze was gemeint war.

Bei Radnabenmotoren ist der Freilauf insoweit ein Problem daß sie eben nicht wirklich
frei laufen. Da sie keine Kupplung u Getriebe besitzen, laufen sie immer mit, nur mit oder ohne
Betriebsspannung. Mit Spannung u Ansteuerung treiben sie an - auch wenn es minimal ist.
Ohne Betriebsspannung werden sie immer zum Generator - der natürlich bremst. Durch die
Permanent-Magnete steht immer ein Magnet-Feld bereit. Bei Drehung des Motors entsteht immer
durch "Kraftlinien-Schnitt" eine induzierte Spannung - auch wenn sie gering ist. Diese induzierte
Spannung ( EMK ) führt zu Wirbelströmen welche dann eine Bremswirkung hervorrufen.
Heißt: man fährt mit dem Gefühl 2 oder 3 normale Dynamos am Rad zu betreiben - zusätzlich
zum erhöhten Radgewicht. Bei mehr als 5km Strecke wird das sehr kraftraubend. Sanyo-Motoren
werden auch bei offiziell abgeschaltetem Akku minimal "bestromt", so daß sie aus dem Generator-
betrieb heraus sind, u minimal als Motor arbeiten. Heißt: der Normalfahrer hat das Gefühl der Motor
liefe prima im Leerlauf. Verschiedene Pedelecs koppeln die Motore mechanisch aus - ähnlich der
Saxonette mit ihrer "Fliehkraftkupplung" - das sind technisch-saubere Lösungen. Ob Bion-X das
Dilemma bei den neuesten Verbesserungen behoben hat, weiß ich nicht. Man kann damit leben,
aber das haben andere Firmen 2006 besser gelöst. Das war es ,was ich mit der Bemerkung
"Freilauf" sagen wollte. Gruß Doran