Lichte e-bikes – slechts een trend?
Invoering
In de wereld van de tweewielige mobiliteit zien we sinds de jaren 2020 een opmerkelijke trend naar lichtgewicht en ultralichte e-bikemodellen. Deze ontwikkeling werd uiteindelijk gedreven door gebruikers, die direct of indirect hun wens voor lichtgewicht stads- of sportieve e-bikes kenbaar maakten aan fabrikanten. Productmanagers van enkele onderdelenfabrikanten en enkele nicheleveranciers van lichtgewicht e-bikes herkenden deze trend een paar jaar geleden en begonnen dienovereenkomstig te reageren. Wij van Möve waren ook een van deze fabrikanten en in 2019 presenteerden we onze eerste zeer lichte e-bike met één versnelling, de Urban:Airy , die slechts 16 kg woog.
Ook presenteerden we de lichtgewicht trekking-e-bike Airy , die is uitgerust met een Pinion-versnellingspook en RockShox luchtverende voorvork en 19 kg weegt.
Al lang bestaande focus op bereik en prestaties
Bij de eerste generaties e-bikes lag de focus op actieradius en prestaties. Sneller, hoger, verder was het motto waar de meeste e-bikefabrikanten zich in het eerste decennium van de ontwikkeling van e-bikes voor hadden ingezet. Deze trend werd aangedreven door de dominantie van fabrikanten van middenmotorsystemen zoals Bosch. De ontwerpgerelateerde producteigenschappen van deze middenmotoren maakten het mogelijk om met beheersbare ontwikkelingsinspanningen de “honger naar prestatie” van de doelgroep te stillen. Over het algemeen moet je weten dat het bij middenmotoren gemakkelijker is om de prestaties te verhogen in plaats van het gewicht of de afmetingen te verminderen, omdat dit soort ontwerp onvermijdelijk het gebruik van een relatief zware versnellingsbak vereist.
Bovendien richtte de industrie zich in dit vroege tijdperk van e-bikes op de doelgroep van de beste ouderen, dat wil zeggen op een doelgroep die met behulp van elektrische trapondersteuning weer op de fiets zou worden gebracht, wat eveneens zeer succesvol was. Deze best agers werden gevolgd door een aanzienlijk jongere en meer prestatiegerichte doelgroep, namelijk de eerste e-mountainbikers. Ze wilden de bergen beklimmen, ook aangedreven door de middenmotor, en het extra gewonnen vermogen omzetten in nieuwe snelheidsrecords. De rijeigenschappen van deze eerste e-mountainbikes leken echter meer op die van motorfietsen dan op die van traditionele mountainbikes.
In de eerste jaren van dit baanbrekende e-bike-succes, d.w.z. tussen 2012 en 2018, zagen steeds meer onderdelenfabrikanten naast Bosch de mogelijkheid voor groei met dubbele cijfers in een opkomende markt en begonnen ze marktaandelen veilig te stellen en de tophond, Bosch, te evenaren. . Het resultaat was de jaarlijkse marktintroductie van nieuwe middenmotoraandrijfsystemen zoals die van Brose, Yamaha en Shimano. Maar ze hadden allemaal één ding gemeen, namelijk: meer koppel op de trapas, hoewel de producten verschilden in nuances zoals de versnellingsfunctie of de behuizingsmaterialen. Destijds hadden leveranciers van naafmotoren in Duitsland een schimmig bestaan, grotendeels als gevolg van het technische en daaropvolgende economische falen van de Bionix-naafmotor.
Vivax en Fazua als pioniers voor lichtgewicht e-bikes
In 2017 viel mij persoonlijk het aandrijfsysteem van de Oostenrijkse fabrikant Vivax op, de Vivax Assist-motor, die toen al klaar was voor serieproductie. Deze speciaal voor racefietsen ontwikkelde aandrijving voor montage achteraf in de zitbuis werd van energie voorzien via een accu die slim verborgen was in de bodem van een drinklipje en via een paar spiraalgetande kegels aan de trapas was gekoppeld. Voor het eerst werd bij deze e-bike-aandrijving een andere aanpak gekozen, namelijk koppelonafhankelijk, omdat de extra aandrijfenergie cadansgecontroleerd werd geïntroduceerd. Dit resulteerde in een trapervaring die sterk op wielrennen leek en vooral interessant was voor ambitieuze wielrenners. Met de Vivax Assist-motor konden ze nu ook genieten van elektrisch ondersteund trappen zonder dat ze zich officieel als e-fietser moesten identificeren. Ik geloof zelfs dat de Vivax Assist-motor de aanleiding was voor de eerste e-dopinggevallen in de wielersport, wat tegelijkertijd het potentieel van deze technologie bevestigde, vooral voor de ontwikkeling van zeer lichte e-bikes zoals het racefietsmodel groep.
De start-up Fazua, die in 2014 voor het eerst de aandacht trok als onderdeel van een succesvolle Serie A-financiering van het Hightech Gründerfonds, hanteerde een andere maar ook technisch zeer geavanceerde aanpak. We ontmoetten de oprichters op de HTGF-pitchevenementen toen we onze cyfly-technologie presenteerden.
De start-up uit München met de gelijknamige middenmotoraandrijving volgde de innovatieve aanpak om de elektromotor te ontkoppelen van het trapastandwiel. De versnellingsbak werd permanent in de fiets geïnstalleerd en geactiveerd via een verwijderbare Intube-elektromotor op batterijen voor elektrisch trapondersteund rijden. Dit leidde tot de unieke mogelijkheid dat de e-bike na het verwijderen van de zware accu-eenheid van de elektromotor als een vrijwel normale fiets kon worden gebruikt, waardoor het de eerste productieklare hybride van een e-bike-compatibele biobike werd. Fazua bereikte later zijn doorbraak in de massamarkt van lichtgewicht e-mountainbikes en werd in augustus 2022 volledig overgenomen door Porsche.
Mahle maakt een doorbraak met een doordacht aandrijfsysteem voor lichtgewicht e-bikes
Mahle, een bekende autoleverancier als Bosch, herkende de trend naar lichtgewicht e-bikes en introduceerde via de Spaanse spin-off Mahle Smartbike Systems SLU de ebikemotion -Racing bikes. Om dit te doen combineerde Mahle een zeer lichte achterwielmotor die hij naar eigen zeggen in eigen huis had ontwikkeld met een gewichtsgeoptimaliseerde 250 Wh batterij voor de onderbuis. Het systeemgewicht van de gehele aandrijfeenheid bedroeg voor het eerst minder dan 4 kg en kon op schaalbare wijze in grote hoeveelheden worden geproduceerd, wat vervolgens leidde tot de opkomst van talloze lichte en ultralichte e-bikes. Wat Mahle destijds eigenlijk niet had gepland, maar later een van de belangrijkste redenen bleek te zijn voor de zeer snelle doorbraak van dit systeem, was het feit dat veel fabrikanten het e-systeem gingen gebruiken voor stijlvolle en lichte design e-bikes. want de stad kreeg een nieuwe bestemming om het snelle succes van het merk VanMoof te evenaren dat destijds werd uitgebracht met MeToos, die technisch niet zo innovatief waren, maar wel geavanceerder. Zo werd de stedelijke e-bike geboren en zorgt deze tot op de dag van vandaag voor de snelle verspreiding van lichtgewicht e-bikes die doen denken aan de originele klassieke fiets die door liefhebbers wordt gewaardeerd.
De accu als gewichtsdriver
Maar hoe slaagde Mahle erin om het systeemgewicht terug te brengen tot minder dan 4 kg? Mahle ‘kookt’ uiteraard alleen maar met ‘water’. Niettemin besloten moedige en slimme productmanagers bij Mahle tot drie essentiële compromissen of oplossingen. Enerzijds werd de grootte van de batterij, die de belangrijkste gewichtsfactor was, “gecastreerd” en werd er een extra range extender-batterij (powerbank) aangeboden in de vorm van een drinkfles voor langere tochten, die eenvoudig kon worden aangesloten naar de oplaadaansluiting van de hoofdaccu. Aan de andere kant is de accu ontworpen als vast geïnstalleerd element in de onderbuis, waardoor een zware en omvangrijke accudrager met geïntegreerd accuslot, die nodig is voor semi-geïntegreerde accu's, overbodig wordt. De ingenieurs van Mahle maakten gebruik van de volgende kennis:
Lichte e-bikes kunnen op vlakke wegen en zonder harde tegenwind relatief eenvoudig worden opgetrokken, vooral als de doelgroep sportiever en jonger is, waardoor voor het accelereren relatief weinig batterij-energie nodig is.
Met lichte e-bikes is het relatief eenvoudig om op vlakke wegen en zonder tegenwind ruim boven de 25 km/u te rijden. Dit betekent dat er in deze situaties geen energie uit de accu nodig is, omdat in Duitsland de elektrische ondersteuning moet worden uitgeschakeld boven 25 km/uur.
Lichtgewicht e-bikes voor sportievere gebruikers hebben minder koppel nodig, waardoor de motor over het algemeen kleiner en lichter kan worden gemaakt.
De gemiddelde afstand die met de e-bike wordt afgelegd bedraagt slechts 10,3 km, wat betekent dat er gemiddeld en bij dagelijks gebruik geen accu met veel energie nodig is, vooral omdat voor langere tochten de optionele powerbank verkrijgbaar is.
Een lichte e-bike kan ook volledig worden meegenomen om in de kelder of in het appartement te worden opgeborgen, waardoor de accu niet noodzakelijkerwijs hoeft te worden verwijderd, waardoor een lichtere, permanent geïnstalleerde accu kan worden gebruikt.
Met de ebikemotion X35 of Bij de latere X35+ heeft Mahle daarom gekozen voor een motor met lager vermogen in de achterwielnaaf en een kleinere accu ingebouwd in het frame. Lichte e-bikes zijn momenteel niet, zoals de meeste mensen denken, gebaseerd op een snelle optimalisatie van de energiedichtheid van de batterijen, maar zijn ‘te danken’ aan de bereidheid van gebruikers om compromissen te sluiten en de moed van de ontwikkelaars.
Uiteraard zal het totale gewicht van e-bikes in de toekomst profiteren van de groeiende energiedichtheid van batterijen. Moderne lithium-ionbatterijen bereiken nu een energiedichtheid van maximaal 140 wattuur per kg. Deskundigen gaan ervan uit dat de energiedichtheid in 2030 zal toenemen tot 300 tot 350 wattuur per kg massa.
Zolang fabrikanten van lichtgewicht e-bikes compromissen zullen moeten blijven sluiten en op zoek zullen moeten gaan naar andere oplossingen om de fietsen nog lichter te maken. Veelbelovende benaderingen zijn onder meer het verder optimaliseren van het gewicht van de elektromotoren en het verminderen van het gewicht van relevante e-bike-onderdelen, zoals het frame, door maatregelen zoals lichtgewicht materiaalconstructies.
Conclusie
De trend naar lichtere e-bikes is meer dan alleen een modegril: het is een symbool van innovatie en toekomstgerichte mobiliteit. Deze nieuwe generatie lichtgewicht e-bikes bieden verbeterde handling, wendbaarheid en een authentieke rijervaring die heel dicht bij die van een traditionele fiets ligt. Ze zijn ideaal voor mensen die in de stad wonen en een gemakkelijk te manoeuvreren, milieuvriendelijk vervoermiddel willen. Ook actieve gebruikers profiteren van de combinatie van beweging en ondersteuning van de motor.
Van elegante stadsfietsen tot robuuste toerfietsen – het assortiment lichte en ultralichte e-bikes laat zien dat er inmiddels voor elke voorkeur en elke behoefte een geschikt model bestaat. De toekomst van e-bike-innovatie ziet er veelbelovend uit. Vooruitgang in batterijtechnologie, geoptimaliseerde motorontwerpen en het gebruik van innovatieve materialen zullen een centrale rol blijven spelen. Een belangrijke doorbraak wordt verwacht in de komende tien jaar, wanneer de energiedichtheid van de batterijcellen zal verdubbelen en de batterijbehuizing als draagconstructie in het frame wordt geïntegreerd.
Lichtgewicht e-bikes vertegenwoordigen een perfecte combinatie van technologische innovatie, duurzaam ontwerp en praktische geschiktheid voor dagelijks gebruik en zullen in de toekomst regel zijn in plaats van de huidige uitzondering. Lichtgewicht e-bikes vertegenwoordigen al een opwindende tijd in de wereld van tweewielige mobiliteit, aantrekkelijk voor zowel liefhebbers als dagelijkse fietsgebruikers.