Prüfstand für Pedelecs

Client

Brief

Der Fahrradhersteller will für die dynamische Entwicklung des Pedelec-Marktes und zur Sicherung der Qualität während und nach der Entwicklung einen Leistungsprüfstand für heutige und zukünftige Test- und Entwicklungsleistungen.

Das enorme Wachstum im Bereich von Elektrofahrrädern und die gestiegenen Anforderungen für deren Zulassung haben den Bedarf nach einem flexiblen Testsystem generiert. Derby Cycle hat das System als Prüfstand für ein Gesamtsystem, also ein vollständiges Fahrrad spezifiziert. Hauptanliegen war die Flexibilität hinsichtlich der Leistungsentfaltung und Variabilität der Testprogramme. Zudem sollte die Rüstzeit des Prüfstands gering gehalten werden, um schnell unterschiedliche Fahrradmodelle vergleichen zu können.

Challenge

Die Herausforderung während der Umsetzung lag in der Auswahl geeigneter Komponenten. Dabei war sowohl eine hohe Leistungsperformance von bis zu 2 Kilowatt zu erreichen, als auch eine Leistungsauflösung eines R200 Reichweitentest (ZIV Zertifikat zur genauen und reproduzierbaren Ermittlung der normierten Reichweite R200) zu erfüllen. Zudem sollten die Steuerungssoftware für einen Labor- und Versuchsbetrieb als auch für Automatikprogramme geeignet sein.

EMEC hat auf Basis einer Industriesteuerung der Firma Beckhoff eine Plattform für unterschiedliche Leistungsklassen konzipiert. Das modulare Plug&Play System erlaubt es den Rollenprüfstand flexibel an die Bedürfnisse weiterer Kunden anzupassen. Für Elektrofahrräder zum Beispiel reicht die Bremsleistung bis 2100 Watt und eine Abrollgeschwindigkeit von 45 km/h. Damit können auch S-Pedelec bis an die Leistungsgrenze geprüft werden. Zudem wurde ein Tretkurbelantrieb entwickelt, der einen beidseitigen Krafteintrag erlaubt. Der Tretantrieb wurde hierbei so programmiert, dass sich ein Wiegetrittverhalten abbilden lässt. Um auch vom Kinderrad bis zum Highend-Mountainbike testen zu können, reicht die Leistung am Tretantrieb bis zu 1400 Watt und 120 Nm Drehmoment bei einer maximalen Kadenz von 150 U/min.

Durch ein flexibles Spannsystem kann ein Fahrrad innerhalb weniger Minuten gerüstet werden. Die Test- und Validierungsprogramme reichen von vorgefertigten Tests wie dem R200 Reichweitentest bis zu frei spezifizierbaren Spezialprüfungen. Die Datenerfassung bezieht je nach Prüfauftrag die physikalischen Größen Spannung, Stromaufnahme oder Temperaturverhalten mit ein. Zudem kann das gesamte CAN-Protokoll erfasst und ausgewertet werden.

Results

Derby Cycle – aber auch weitere Kunden sind durch die Nutzung des E-Bike Prüfstands in der Lage, in kürzester Zeit bestehende Systeme zu testen und zu bewerten. Zudem können neue Antriebssysteme In-House getestet und validiert werden. Hierdurch werden frühzeitig technische Erkenntnisse gewonnen, die in die spätere Serienüberführung einfließen. Potentiale im Qualitätsmanagement und -Sicherung können damit direkt und voll ausgeschöpft werden.

Zitat von Derby Cycle: „vielen Dank für die komplexe Umsetzung, ich denke wir haben gemeinsam einen der besten Prüfstände am Markt umgesetzt“

Durch die modulare Bauweise kann der Prüfstand bis zu einem 4×4 System erweitert werden, welches in Spurweite und Achsbreite flexibel einstellbar ist. Hierbei werden alle Rollen einzeln angesteuert, was eine vollkommen freie Variabilität in der Funktionsprüfung erlaubt. Zudem ist mit der Prüfstandvariante EMC auch die Verwendung in einer EMV-Messkammer möglich.