Heute schon Realität - das Pedelec, bei dem das Laden der Batterie nicht mehr nötig ist. Entwickelt in Italien, kürzlich beim ExtraEnergy Pedelec und E-Bike Test und voraussichtlich nächstes Jahr marktverfügbar. Das Parallelhybrid Fahrzeug, das in der Version eines Mildhybrids realisiert wurde, hat einen Namen: Bike+
 

 
Das Pedelec-Konzept „Bike+“ kann als „Zwitter“ zwischen Fahrrad und Pedelec angesehen werden. Mitentwickler Giovanni Alli (wissenschaftlicher Mitarbeiter der Politecnico di Milano): „Es unterstützt zwar weniger als das Pedelec, dafür ist das Laden der Batterie jedoch nicht mehr notwendig.“

Geschlossenes Energiesystem
Bike+ funktioniert nach dem Prinzip eines Mildhybrids, wobei hier der Muskelwirkungsgrad des Menschen entscheidend ist. Bei gutem Muskelwirkungsgrad wird Energie ausgekoppelt und wieder dazugegeben, sobald der Muskelwirkungsgrad schlecht ist. Giovanni ist überzeugt: „Der Fahrer nutzt seine Energie auf eine bessere Art, wenn er Bike+ fährt. Das Funktionsprinzip hilft, die Stoffwechseleffizienz zu erhöhen.“ Eine Behauptung, die Alli bereits wissenschaftlich belegen kann. „Bei geringerem Sauerstoffverbrauch und geringeren CO2 Emissionen kann die gleiche Energiemenge generiert werden (CO2 Fußabdruck) - ohne die Batterie nachladen zu müssen.“

Givanni zählt die Vorteile des Systems auf:

- Verringerung der Nutzungsbarriere (im Vergleich zum Fahrrad)

- Nachladen entfällt

- Smartphone-regulierbare Eigenschaften: App (JPG)

- Option: Nutzbar als normales Fahrrad

- Option: Nutzbar als normales Pedelec

- Option: Nutzbar als Fitness-Fahrrad

Rückblick
Hannes Neupert (1. Vorsitzender ExtraEnergy e.V.) erinnert sich an den ersten Kontakt mit Bike+:

„Bei unserem Go Pedelec! Expertentraining in Brianza bei Mailand traf ich Giovanni Alli im Juli 2012 zum ersten Mal. Dort erzählte er mir von seiner Erfindung, die das Ladegerät für das Pedelec unnötig machen würde. Ich dachte nur: Dies ist die 1001. Person die die clevere Idee eines Perpetuum mobiles wiederspiegelt...

Er hatte jedoch sehr gute und ungewöhnliche Argumente.

Die Funktionsweise eines klassischen Perpetuum Mobiles ist (bezogen auf Pedelecs), dass Energie in dem Moment generiert wird, in dem auf der anderen Seite der Batterie eine elektrische Maschine damit beschäftigt ist, das Fahrzeug anzutreiben. Giovanni hat, zusammen mit Ph.D. Student Pierfrancesco Spagnol, an den Funkionen des menschlichen Körpers und den Energiekurven der „menschlichen Verbrennungsmaschine“ geforscht. Diese verbrennt Biokraftstoff (Lebensmittel), um mechanische Energie (Muskelkraft) beim Fahrradfahren zu generieren.

Dank der Zusammenarbeit mit dem Mapei Sport Zentrum fand er das gleiche heraus, das bereits andere Ingenieure Jahrzehnte vor ihm herausgefunden hatten. Diese analysierten Wirkungsgradkurven von Benzinmotoren (unsere Verwandten in Bezug zur Verbrennungsmaschine, lediglich auf fossile Kraftstoffe spezialisiert) unter Verwendung elektrischer Maschinen und Batteriesysteme.

Aus diesen Studien resultierte das Mildhybridauto. Heute weiß man, dass die gleiche Geschwindigkeit und Reichweite wie mit einem Nicht-Hybridauto gefahren werden kann. Gleichzeit nimmt der Benzinverbrauch ab. Warum? Das Mildhybridauto nimmt immer dann die Energie weg, sobald der Motorwirkungsgrad in einem guten Energiebereich ist und speichert diese in der Batterie. Sobald die Verbrennungsmaschine auf schwachem Level ist, wird Energie durch die elektrische Maschine freigegeben und unterstützt diese an den Punkten, in denen die Relation zwischen Aufwand und Ertrag am besten ist.

Im September traf ich Giovanni auf der Fahrradmesse in Verona (www.eica.it) wieder. Dort stellte er sein ungewöhnliches Pedelec vor. Er demonstrierte das Steuerelement, bestehend aus seinem Smartphone, das einfach am Rad angebracht werden kann. In der Messehalle fuhr ich einige Proberunden, die bewiesen: Letzlich ist es möglich, eine Pedelec nach dem Prinzip eines Mildhybrids, das sich auf ähnliche Weise bereits seit den 90er Jahren in der Autoindustrie bewährt, zu erschaffen.

Er berücksichtigte den Wirkungsgrad der menschlichen Maschine bei höheren Pedalfrequenzen und gleichzeitig geringerem Aufwand. Bei diesen Pedalfrequenzen bemerken wir nicht, dass die elektrische Maschine mechanische Energie von uns wegnimmt. Die überschüssige Energie wird in einer winzigen Batterie gespeichert und wieder freigelassen, sobald sich der Körper in einer ineffizienten Position befindet. Dies ermöglicht, schnell wieder in den optimalen Zustand zurückzugelangen.

Es war atemberaubend für mich, doch ich musste akzeptieren, dass es funktioniert. Ich denke sogar:  Im Bereich der Pedelecentwicklung ist es das wichtigste Produkt, das ich seit Monaten gesehen habe.

Eigentlich ist das Fahrrad, das ich dort Probe fuhr, an sich nichts Besonderes - es ist alles eine Sache der angewendeten Algorithmen - diese könnten einfach bei jedem Nabenmotor zusammen mit einem System, das rekuperieren kann, angewendet werden. Dadurch könnten Pedelecs hergestellt werden, die sich zunächst wie ein reguläres Pedelec fahren liessen, müssten jedoch noch nachgeladen werden. Der Entladevorgang der Batterie würde jedoch viel länger dauern.

Bevor die Kapazität der Batterie unter 20 % fiele, würde diese in den Erhaltungsmodus wechseln. In diesem Modus blieben In- und Output auf dem selben Level. Somit wäre es unmöglich, die Batterie komplett zu entladen.“

Zukunftspläne
Giovannis Pläne für die Zukunft: „Wir planen, Händlern zu ermöglichen, das Produkt für die Endnutzer individuell anpassbar zu machen. Nach der Probefahrt und der  individuellen Konfiguration durch den Händler würde das System dann, je nach Fahrstil, selbständig weitere Anpassungen vornehmen.

Sobald die Entwicklung vom Prototyp zum fertigen Produkt beendet ist, werden wir es beim  nächsten ExtraEnergy Pedelec und E-Bike Test einreichen. Der ExtraEnergy Test hat uns einfach überzeugt denn er ist weiltweit der einzige Test, der von Fahr- über Ergonomie- bis Sicherheitstest komplett alles anbietet.“

>> Fotostrecke Bike+ (JPG)

Weitere Informationen:
>> www.facebook.com/BikePlus.Hybrid

>> move.dei.polimi.it

Text: Hannes Neupert, Giovanni Alli
Übersetzung und Veröffentlichung: Angela Budde

Bilder: Giovanni Alli

Datum: 3. Dezember 2012