Wetenswaardigheden

Samen in de koude donkere nacht , zonder licht en de weg kwijt.

Gemaakt door Martijn van Meel

-1– Waarom is er een oerwoud aan verschillende accu’s, opladers, motoren etc?

Iedere fabrikant zal zeggen dat zij iets nieuws hebben ontwikkeld dat hun concurrent nu eenmaal nog niet heeft en dat het daarom niet uitwisselbaar is met andere zaken van dezelfde soort. Dat zal best wel eens kloppen maar ik weet zeker dat zij maar een ding voor ogen hebben: proberen zoveel mogelijk te verkopen en waar mogelijk een monopolie bereiken. Bij allerlei producten kun je gewoon aanwijzen hoe ze hun product niet uitwisselbaar hebben gemaakt. Er zal tegengeworpen worden dat nieuwe ontwikkelingen nu eenmaal tot andere vormgeving leiden. Dit is niet waar. Kijk maar hoe bijvoorbeeld de Windows software al tientallen jaren continu compatibiliteit (uitwisselbaarheid) verzorgt, of hoe we al een eeuw in ons land de stekker in het stopcontact hebben kunnen stoppen.

De E-bike jungle.

Als je alle soorten motoren, controllers, accu’s, opladers, displays, etcetera zou inventariseren zou je een compleet regenwoud tegenkomen.

Dit is helemaal niet nodig en alleen maar nadelig, zowel voor de klanten als voor het milieu. Als je een display kwijt bent en de fiets is tien jaar oud dan is dat display nergens meer te koop en moet je de fiets afdanken, ook al is die nog helemaal goed. Dit is geen theorie maar dit hoor je frequent. Dit is gewoon schandalig.

Onze hele maatschappij is doordrongen van dit soort mistoestanden en de oplossing is heel simpel: we moeten europese regels hebben die de standaard vaststellen waar niemand buiten mag.  Dat is helemaal niet moeilijk en zou binnen een maand kunnen als er medewerking en geen tegenwerking was.

-2- Waarom zijn er geen onderdelen verkrijgbaar?

Als een BMS van een Bosch accu stuk is kun je het verder vergeten, de accu kan in de container en je mag voor eel geld een nieuwe kopen. Het vervangen van een BMS is helemaal niet moeilijk. Dus vroeg ik aan Bosch waarom hun BMS niet verkrijgbaar is. De hooghartigheid en het leugenachtige droop van hun antwoord af. Alleen zij zelf kunnen dat onderdeel verantwoord vervangen, vinden ze, alleen zij zijn deskundig. Er is kans op ontploffen, op lekkages van regenwater, niemand mag aan hun product zitten, als het fout gaat wordt hun merk en hun naam beschadigd!!!!  we moeten europese regels hebben die vaststellen dat onderdelen geleverd moeten worden , altijd en tegen redelijke prijzen.

-3- Waarom moet mijn  fiets aan de computer van de dealer hangen voor ieder wissewasje

Ieder merk heeft zo zijn eigen manier van software organiseren om de e-bike componenten te laten functioneren. Dus heeft ieder merk zijn eigen en niet uitwisselbaar softwaresysteem. Leuk voor de fabrikant want die is monopolist van zijn eigen product en wil geen concurrentie. Leuk voor de dealer want de klant kan nergens anders terecht (kassa!). Slecht voor de klant want die kan niet terecht waar hij zelf wil. De mededingingsautoriteit hoor je hier niet over. Het is geen kunst om een standaard software systeem te maken voor alle fietsen. Stel je voor dat we in Nederland of Europa twintig verschillende gewichtseenheden hadden, meeteenheden  of munteenheden. Dat zou niet moeten kunnen. Maar bij de E-bikes is dat helemaal het geval.

De grote vraag is: wie is in de positie en heeft er zin in om hier actie in te ondernemen? Ik doe mee!

Vaak stellen mensen een vraag die ik hier graag beantwoord. Misschien vind je de uitleg hieronder wat moeilijk maar hier kom je een heel eind mee en meer hoef je doorgaans niet te weten.

Bijvoorbeeld:

-1- Waarom kan ik niet gewoon een onderdeel verwisselen en moet er dan “aangemeld” of “ingeleerd” worden wat alleen door een dealer kan worden gedaan?

Puzzelen met codes

Bij een aantal merken met een zogenaamde smart BMS is er een afstemming tussen motor, BMS Display en evt. krachtsensor.

Daarom is er tussen deze componenten een verbinding met drie draden: plus, min en data (een CANBUS).

In die componenten wordt een code geplaatst voor de afstemming. Als er op de fiets een andere component wordt geplaatst met een andere code werkt de zaak niet meer. Aanmelden betekent dus: codes gelijk maken (gesimplificeerd gezegd).

-2- Als ik door u in een accu een groter vermogen laat zetten is dat geen probleem voor de motor of de oplader?

Als er meer vermogen in komt zal de ondersteuning even sterk zijn, maar zal de accu meer kilometers helpen fietsen dan bij minder vermogen. Het betekent dus alleen dat de actieradius groter wordt.

Uitleg hiervan eist begrip van enkele grootheden.

Stel je voor een emmer vol water met een kraantje 50 centimeter onder het waterniveau. Er stroomt een liter water per minuut uit die kraan. Die stroom water noemen we stroom en dat drukken we uit in Ampere.

Het waterniveau noemen we de spanning en drukken we uit in Volt. Als de waterstroom stopt omdat het niveau onder de kraan is geraakt kijken we hoelang dat duurde. Als het een uur heeft gelopen zeggen we dat er 1 Ampere-uur geleverd is. We schrijven dat als 1Ah

Als we ons nu eens voorstellen dat we een groot zwembadje hebben waar het water even hoog staat en waar hetzelfde kraantje op dezelfde hoogte is vastgemaakt. Ook al zit er in dat zwembadje duizend keer meer water dan in die emmer, de stroom water zal even groot zijn maar die stroom zal dan wel duizend keer langer lopen. Was de stroom uit de emmer 1 Ah dan is de stroom uit het badje 1000 Ah.

Als we dus meer vermogen in de accu stoppen, uitgedrukt in Ah, terwijl we het waterniveau gelijk houden dan is de spanning, het aantal volt (voltage), gelijk en de stroom gelijk (dus hetzelfde Ampere), maar de stroom gaat vele uren langer door, dus meer Ampere-uur (Ah).

De spanning in Volt is gelijk en het maakt dus helemaal niets uit voor de motor. Voor de oplader maakt het ook niets uit want de spanning is onveranderd. Als de oplader 2 Ah levert is de emmer in een half uur weer op niveau gevuld. Het zwembadje is pas vol na 1000 A  gedeeld door 2Ah. Dat duurt dus 500 uur!

-3- Bij accu’s wordt gepraat over Watt en actieradius. Wat betekent dat eigenlijk precies?

Het waterniveau is dus de spanning en de hoeveelheid water uit de kraan is de stroom. Stroom maal spanning is vermogen, dus Volt maal Ampere is Watt: zo is dat nu eenmaal afgesproken. Als de stroom stopt na een uur is er een prestatie geleverd die we Watt-uur noemen, ofwel Wh. Als de stroom 2A is en de spanning ofwel het voltage 36V dan heeft de emmer een vermogen van 2 x 36 = 72 Watt.

Hoe lang gaat een accu die een vermogen van 600 W heeft het fietsen ondersteunen? Er wordt wel een vuistregel genoemd van 6 Wh per kilometer. In dat geval kun je 600 gedeeld door 6 is 100 kilometer ondersteund fietsen. Je snapt wel dat er talloze factoren maken dat dit bereik meer of minder kilometers kan zijn.

De actieradius is het aantal kilometers dat je kunt fietsen met ondersteuning zolang de accu niet leeg is. Het is een heel onzeker getal.

Alles even samengevat: Een accu van 36Volt en 14 Ah is 14 x 36 = 504 Watt en heeft een actieradius van 504/6 = 84 Kilometer.

=====================================================

Vandaag kwam er iemand in mijn werkplaats met een E-bike Sparta ion GL. Hij had daarvoor met de auto 50 km gereden. Hij zei dat het probleem was dat de stekker aan de motor stuk  was. Of ik dat even kon fixen. Ik zei dat dat geen probleem was.

“Ik ben naar de fietsenmaker geweest en die zei dat hij die stekker niet kon herstellen en dat ik maar een nieuwe fiets moest kopen. Die fiets is al 14 jaar oud en hij zei dat die het niet meer waard is om er nog geld aan te besteden.” Ik zei: “Nonsens natuurlijk want die fiets mankeert niets en is vrijwel onverslijtbaar. Behalve de accu. Kwalijk van die fietsenmaker en onnodig slecht nieuws”.

Dat hoor ik vaak, dat de mensen van de fietsenmaker maar een nieuwe fiets moeten kopen, voor toch gauw twee a drieduizend euro, terwijl het probleem met weinig geld opgelost kan worden.

In dit geval was er achteraf wel heel wat meer aan de hand dan alleen een defecte stekker. De man had de band van het achterwiel verwisseld. Hij wist wel dat het aandraaien van de as-moeren bij het aandraaien veeleisend is en had ervoor gezorgd dat hij ze even strak aandraaide. Echter, ik zag dat de stekker van achteren uit de motor kwam en niet zoals het hoort horizontaal in de richting van de trapas. Daardoor was de afstand voor de kabel groter, was er spanning op de stekkerverbinding gekomen en was de stekker defect geraakt. Ook waren de moeren veel te los aangedraaid.

Het achterwiel met de motor moest er opnieuw uit om de kabel in de juiste richting te krijgen.  De ringen met nokken met de aanduidingen links en rechts plaatste ik weer op de goede manier op de as.

Nadat alles weer op zijn plaats zat kwam de momentsleutel in beeld: eerst met moment 35 Nm de linkermoer van de as van het wiel. Daarna de rechtermoer, vervolgens met 50 Nm de linkermoer en daarna de rechtermoer.  Waarom moet dit zo? In de motor zit een krachtsensor die meet hoe hard er op de pedalen wordt getrapt. Als de moeren op een andere manier zijn aangedraaid werkt deze sensor niet meer goed en daardoor ook de ondersteuning niet.

Toen kwam het klusje aan de orde dat de ANP stekkers gefixet moesten worden. Niet moeilijk als je er even goed naar kijkt hoe het in elkaar zit en als je ook zorgt dat de kleuren van de draden goed op elkaar aansluiten.

Vervolgens moest de fiets gekalibreerd worden. Dat kan via het serviceprogramma van EBCS of door via de bedieningsunit op het stuur de kalibratie te verrichten. Bij een fiets met een oud type display kun je de lichtknop een tijdje indrukken totdat er -0-0- op het scherm verschijnt.

Waarom is dat nodig? Het trapsysteem en de motor moeten op elkaar afgestemd zijn, en dat doe je met kalibreren. Als dat niet is afgestemd kan de ondersteuning te sterk of te zwak zijn, of het niet meer doen. De fiets kan soms zelfs op hol slaan.

Toen dat allemaal klaar was kwam de test. Altijd leuk! Je zet de fiets op de standaard en het ondersteuningsniveau op Power. Je trekt de fiets naar links zodat het achterwiel van de grond komt. Dan geef je een flinke zet aan de trappers. En op het display komt de snelheidsaanduiding op 35 km per uur!  Juich niet te vroeg: de fiets zal niet zo snel gaan want dit is de situatie dat de motor geen grond of belasting voelt.

Wat uit de kraan komt is stroom, het waterniveau in de emmer is spanning.

Een NiMh oplader stopt met opladen als het maximale voltage (spanning) bereikt is dat bij de accu hoort.  Dat staat altijd op een etiket dat op de accu zit. Bij de meeste opladers stopt hij ook als hij waarneemt dat de accu te heet (er zit een sensor in de accu) wordt.

Een Li-ion oplader begint met een maximale stroom te laden en dat zakt geleidelijk. Hij stopt met opladen als de laadstroom bij nul eindigt, dus als de oplading de nul Ampere bereikt.

Deze twee soorten opladers horen bij de betreffende soorten accu’s en mogen niet verwisselt worden.

Hoe sterk mag de oplader zijn? Het maximum is als de oplader evenveel Ah levert als het totale vermogen van de accu. Een accu van 10Ah kan dus met max 10Ah worden opgeladen, maar gangbaar is max 4Ah. Het beste is in dat geval een oplader van 1Ah, maar dan duurt het opladen wel erg lang. Weet wel dat een oplader waar 2Ah op staat veelal 0,8Ah levert!

BMS – batterij management systeem voor E-bike

Een BMS kan in allerlei vormen voorkomen, vanaf simpel tot erg gecompliceerd.

-1- Celbalancering

De eenvoudigste vorm is die waarbij alleen de cellen bewaakt worden. Hierbij wordt voorkomen dat de cellen te ver ontladen of opgeladen worden. Tevens wordt een egalisatie van de spanningen tussen de cellen of groepen cellen verzorgd.

-2- Zekering

Wanneer er een hevige kortsluiting optreedt, moeten de batterijcellen snel worden beschermd. Deze functie is een zelfcontrolebeveiliging (SCP) zekering,

-3- Temperatuurbeveiliging

Cellen kunnen bij te warm worden spontaan ontploffen en een kettingreactie veroorzaken met desastreuse gevolgen. Met NTC weerstanden (negatieve temperatuur coefficient) wordt de temperatuur gemeten en door het BMS beheerst

-4- Aan/uit schakeling

De aan/uit schakelaar kan mechanisch zijn, door een schakelaar op de accu, maar kan ook electronisch. Op het display zit dan de knop die via het BMS de accu aan of uit zet.

-5- Balanceerfunctie

Er kan in de batterij een ladingsverschil ontstaan tussen cellen in serie.

Als een zwakkere groep cellen minder capaciteit heeft, zal deze sneller opladen in vergelijking met andere groepen. Het BMS moet voorkomen dat deze te ver opgeladen worden. Het moet ook voorkomen dat de zwakke cellen te ver ontladen worden als de andere cellen nog capaciteit over hebben.

-6- Andere Functies

Er zijn heel veel andere functies denkbaar die geplaatst worden in het BMS van de accu, maar die kunnen ook hun plaats vinden in andere componenten van de E-bike, zoals display, controller of eventueel motorcontroller.

Deze extra functies zijn wellicht nuttig maar verhinderen tegelijkertijd dat er uniformiteit is in BMS-vormen. Een standaard BMS dat in alle fietsen past is technisch heel goed mogelijk en kan erg goedkoop zijn (enkele euro’s) maar is in de huidige markt een utopie. Hier zou de EU heel goed werk kunnen doen.

Vervangen BMS.

Het BMS is erg kwetsbaar, slechts een verkeerde handeling kan het in een micro-seconde onherstelbaar beschadigen.

Begin met de groepen van de cellen te controleren.

Een snelle controle is onvoldoende maar werkt als volgt: Meet de spanning op de accupolen. Meet de spanning op een groep cellen. Deel de accuspanning door de spanning van de groep. Het resultaat moet precies gelijk zijn aan het aantal groepen.

-1- Maak de balansstekker los, dat is de stekker met 8 tot 15 draadjes eraan. Bij het meten van spanningen met vastzitten de balansstekker zijn de metingen fout omdat het BMS invloed heeft.

-2- Meet de spanning per groep door op de stekker steeds twee opeenvolgende contacten te meten. Bij het meten direct op de groepen zelf weet je niet of de draadjes intact zijn. Als de meetpennen te dik zijn maak ze dan spitser. Te dikke pennen kunnen sluiting veroorzaken en de draadjes daardoor onderbreken.

-3- Als alle spanningen gelijk zijn volgen de NTC metingen die circa 9 a 10 Kohm moeten aangeven.

-4- Sluit eerst de balansstekker aan op het vervangende BMS

-5- Sluit de aansluitingen naar licht en fiets (of controller) aan

-6- Sluit als laatste de accu-polen aan.

-7- Als er software in het BMS zit kan een dealer van dat merk fiets de software passend maken.

Na lange, lange jaren kwam de prins terug uit verre landen, en hoorde hoe een oude man vertelde van die doornhaag, hoe daar een paleis achter moest zijn, en in dat paleis een wondermooie prinses, Doornroosje genaamd, en hoe ze al honderd jaar sliep, en de koning, en de koningin, en de hele hofhouding erbij.

Hij had haar achtergelaten omdat hij ver weg zaken wilde gaan doen. Hij had in het begin contact met haar via zijn mobiel, maar na enige tijd hoorde zij dat hij geen bereik meer had. Zij schikte zich in haar lot en droomde over de voorbije jaren waarin zij jaar na jaar tot de mooiste prinses van het land werd gekozen.

Haar bevallige lijnen werden geroemd, vooral het feit dat haar ronding gevuld was met veel power beviel de schare aanbidders. Sommigen noemde haar met een koosnaampje e-bike en anderen noemden haar met de achternamen uit het geboorte register : Sparta en Batavus of haar voornamen Padova en M Gear. Al die namen vond ze vreselijk, waarom moesten die rare buitenlandse namen gebruikt worden voor de meest geavanceerde en bevallige van het jaar, geboren in haar huidige vaderland?

Toen hij haar verliet had de prins voor haar een warm en behaaglijk plaatsje gezocht waar ze kon rusten. Daar ging zij niet meer weg. Zij kon zichzelf er niet toe krijgen om zonder hem als haar speciale berijder naar buiten te gaan. Ook wilde ze niet dat haar power eronder zou lijden en dat zij dan te weinig bereid zou zijn als hij weer verscheen.

Zij was een schoonheid maar de lange tijd dat hij weg was eiste zijn tol. Zij raakte gaandeweg onder het stof. De glans ging ervan af. Ook wat spatten bij haar kruis die hij niet had afgepoetst leken langzaamaan wel onderdeel van haar hele uiterlijk te zijn geworden. Ze was echt wel aan een stevige oppoetsbeurt toe. Die kwam echter niet en zij viel in slaap. Eerst was het een roesje waar ze uit wakker schrikte. Later viel ze in steviger slaap en ging dromen. In de dromen kwamen de herinneringen aan de gelukkige voorbije jaren steeds terug met als vast patroon de ritjes in de groene natuur waarin hij haar bereed. Tenslotte raakte ze in een coma, want haar power was tot een gevaarlijk laag niveau gedaald.

De prins kwam terug, na een veel te lange tijd. De trompetters schalden een vrolijke melodie en onderbraken hun melodie telkens heel kort als er een bel weerklonk. Die bel kondigde aan dat de prins wilde inhalen. Toen hij dan tenslotte bij haar kwam zag hij haar in coma. Ze was nog steeds heel mooi maar de stralende glans werd vertroebeld door het stof. Hij blies het er zoveel mogelijk af. Haar huid werd pas echt weer zoals vroeger na een stevige massagebeurt met shampoo. Maar nog raakte ze niet bij bewustzijn.

Hij zette haar rechtop, als het ware met beide benen op de grond. Hij zette een steun uit zodat zij niet zou vallen. Toen trok hij haar liefdevol naar zich toe en haar achterste steun kwam van de grond, zodat het vrij kon bewegen. Toen gaf hij haar een stevige omhelzing die haar hele lichaam tot beweging bracht, er ging van alles draaien. Heel onverwacht kwam zij uit de coma. Die had er zorgwekkend uit gezien en het leek wel of zij niet meer tot leven zou komen. Die stevige omhelzing waarbij de prins haar met zijn voet een liefdevolle maar krachtige por gaf zorgde ervoor dat het was alsof haar gezicht weer kon spreken. Ook begon zij te vragen om voedsel. De prins sloot haar op een krachtige versterkende maaltijd aan en spinnend als een poes nam zij de power weer tot zich.

Hij bereed haar nog lang en gelukkig.

P.S. Soms wekt een stevige duw op de trapper het systeem van de E-bike 

Als de trapbekrachtiging na verloop van tijd afneemt of als de ondersteuning helemaal niet meer werkt, kan het nodig zijn de
elektronica te kalibreren. Hieronder staat hoe dat bij Ion-systemen werkt.

Bij type met vierkant display

1. Ga naast de fiets staan.
   Oefen geen kracht uit op de pedalen.
2. Schakel de verlichting uit.
3. Houdt minimaal twee seconden de
   verlichtingsknop vast totdat gemeld wordt dat
   de kalibratie is uitgevoerd.

Bij type met klein rond display

Ga naast de fiets staan.

Schakel de verlichting uit.

Zet de trapbekrachtiging in OFF.

Druk 5 seconden op lichtknop. Er verschijnt -0-0- op
het display. De fiets is nu gekalibreerd.

De levensduur hangt van veel factoren af maar in grote lijnen kun je stellen dat hij afhangt van aantal jaren en aantal keren opladen.

Het aantal keren opladen dat genoemd wordt is 500 voor NiMh en 750 tot 1000 voor li-ion. Een halflege accu opladen bijvoorbeeld telt dan voor een halve keer. Na die 500 opladingen voor NiMh is de capaciteit niet nul maar circa 80%

Het aantal jaren is ook erg rekbaar. Bij NiMh wordt 5 jaar genoemd en bij Li-ion 3 jaar. Na die termijn is de accu ook niet tot nul versleten. Er zijn NiMh accu’s die het wel 10 of 12 jaar vol houden. Op het laatst doen ze natuurljik niet veel meer.

De combinatie van aantal jaren en aantal opladingen is dus bepalend. Bij iedere dag geheel opladen ben je na twee jaar wel van je grootste  capaciteit af!

Het wordt aanbevolen om de accu zoveel mogelijk op een gemiddelde spanning te houden. Een li-ion batterij-cel die helemaal vol is heeft 4,2 Volt en als hij aan een ondergrens is 3,2 Volt. De mooiste bewaarspanning is dan op 3,7 volt. Als jouw fietsaccu een led-indicatie  heeft met vijf lampjes zou hij dan op 2 a 3 lampjes moeten staan.

Nieuwe, oplaadbare batterijen leveren pas na 4 á 5 keer volledig laden en weer ontladen hun maximale prestaties. Hetzelfde geldt voor batterijen welke een aantal maanden niet in de oplader hebben gezeten.

Een gereviseerde accu is voorzien van eerder gebruikte batterijcellen. Als een accu gereviseerd wordt en aangegeven wordt dat hij bijvoorbeeld 8Ah levert, dan geldt dat hij op dat moment inderdaad 8Ah levert. Er zijn dan geen nieuwe cellen gebruikt en de resterende levensduur hangt dan af van het al afgelegde levenstraject. Dat ligt tussen nul en honderd procent in en is nooit met zekerheid te zeggen. Het zal gemiddeld 50% zijn.