Mein Eigenbau Elektrofahrrad - Teil 1: Überlegungen
Ich möchte mein Fahrrad zum E-Bike umbauen. Auf den Weg dorthin, nehme ich dich mit. In diesem Beitrag geht es um die Planung wie das ganze funktioniert und wie wir möglichst mit wenig Geld selbst viel bauen können.
Eigentlich suchte ich für meine rund 4 km Arbeitsweg nach einer alternative zum Auto. Ein Elektroroller wäre nicht schlecht. Aber die sind teuer und verlangen eine Anmeldung. Außerdem kann man sich nicht so fit halten, wie mit dem Fahrrad. Da ich seit Jahren nicht mehr Fahrrad gefahren bin und es bei uns im Vogtland sehr bergig ist, kam ich nichtmal auf die Idee das Rad zu nehmen. Die Probleme mit meinem Knie sind zwar auch ein Grund, aber Bewegung soll bekanntlich Wunder wirken.Update 07.01.2019
Aufgrund von Problemen mit meinem alten Fahrrad und der Vordergabel, habe ich mir ein komplett neues E-Bike geleistet. Im Grunde ist es nicht teuer, da der Akku dabei ist (normal kostet dieser einzeln rund 300 Euro als Li-Ion), Licht über den Akku läuft und alles einfach miteinander abgestimmt ist. Zudem gibt es keine Bastelei. Nachfolgend meine Neuanschaffung, das Zündapp E-Bike.
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Ende des Updates, weiter mit dem alten Selbstbau-Bericht.
Eigenbau E-Bike: Das 100 Euro Pedelec
Ich habe rund 100 Euro für die Umrüstung zum Pedelec ausgegeben. Es fährt rund 30 km rein elektrisch und Waldwege sind passierbar. Also: altes Fahrrad umrüsten!
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Ganz wichtig vorab:
Ich empfehle dir ein abgestimmten E-Bike Umrüstsatz zu verwenden. Der Bau meines Elektrofahrrads ist bastelei und durch fehlenden Tretsensor und Computer nicht legal auf der Straße bewegbar. Potentiometer, Gasgriff und Daumengas sind nicht zulässig. Es gibt Umbausätze, die bereits einiges enthalten haben. empfehlenswert ist der Mittelmotor.
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Wie sieht es mit den Kosten eines Elektrofahrrades aus?
Bei Amazon und Co. sind einige E-Fahrräder schon für 500 bis 900 Euro erhältlich. Das Fahrrad selbst ist aber oft nichts Wert - die gibt es schon für 150 Euro ohne Elektroantrieb.Bild(er) von Amazon.de / Werbung
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Wer noch ein gutes Fahrrad hat, sollte über den Umbau zum Elektroantrieb nachdenken. Das gute daran ist, dass weiterhin wie gewohnt auch geradelt werden kann. Vorallem wenn der Akku mal leer ist.
Die Teile meines Umbaus habe ich bereits gekauft und weißt du was? Ich habe dafür nur rund 100 Euro ausgegeben.
Das benötigst du bei Umbau deines Fahrrades zum Pedelec
Motor:Es gibt verschiedene Antriebskonzepte. Mittelmotor, Frontmotor, Heckmotor, der Motor im Tretlager, als Nabenmotor oder ähnlich des Dynamos direkt am Reifen.
Meine Entscheidung lag beim Nabenmotor für das Vorderrad. Zum einen ist das einfacher ein- und auszubauen und man hat nicht noch das Ritzel wie beim Hinterrad passend dazu umzubauen. Ebenfalls hat sich das bewehrt und die meisten Fahrräder
Um die Power eines solchen Motors abschätzen zu können, bedarf es auch einen Test. Beispielsweise im Baumarkt oder Fahrradladen.
Mein Motor hat 250 Watt 36V. Da sind die Dimensionen der anderen Bauteile humaner und man kann auf geraden Strecken auch rein elektrisch fahren, ohne zu treten (nicht erlaubt ohne Zulassung). Effektiver aber teurer, sind 48V Motoren. Natürlich benötigst du dann auch einen Akku mehr bzw. eben einen 48V Li-Ionen Akku.
Der einfache Nabenmotor (Bürstenmotor) kostet um die 40-50 Euro. Der hier erste gezeigte Motor ist der, den ich gekauft habe. Der ist gut und hoffentlich bald wieder auf Lager. Nabenmotoren haben ein Planetengetriebe, ähnlich wie bei Autos mit Automatikgetriebe. In der Regel kann man die Motoren aufschrauben und die Zahnräder mit Fett schmieren.
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Neue Erkenntnisse: Einige Motoren haben einen Freilauf. Ebenso habe ich bei meinem Fahrrad festgestellt: geht kein Strom auf den Motor, geht er in rekuperation und läd den Akku. Dies erhöht jedoch den verschleiß der oftmals verbauten Plastikzahnräder im Motor selbst. Mit einer (mind.) 10A Sperrdiode kann hier aber abhilfe geschaffen werden, sodass der Motor nicht in den Akku läd und damit schwergängig läuft. Denn ist der Akku leer, trittst du dir sonst einen Wolf.
Steuereinheit:
Zur Steuerung der Motordrehzahl gibt es bereits fertige Bauteile, die sogar sehr günstig sind. Rund 10 Euro für ein Drehzahlregler der mit 250 Watt und 36V klar kommt.
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Akkus:
Als Akku kann man teure Li-Ion Zellen für Fahrräder nehmen, oder beispielsweise Motorradbatterien. Für 36V benötigen wir also 3 x 12V Akkus, welche in Reihe geschaltet werden. Habe schon Antriebe mit Akkuschrauber-Akkus gesehen. Aber von den Li-Ion bin ich noch nicht richtig überzeugt. Zudem möchte ich unkompliziert an der Insel-Solaranlage laden.
Ein 12V 7,2Ah Akku kostet um die 15 Euro. Für 36V benötigen wir idealerweise drei Stück. Ich verwende Blei-Gel Vlies Akkus, die nicht gasen - damit auch in der Wohnung problemlos geladen werden kann. Ebenfalls ist die Einbaulage egal - die laufen nicht aus.
E-Bike Akkus - Reihenschaltung und selbstgebauter Gepäckträger
Zugegeben, nicht ganz hübsch. Dafür praktisch. Alle 3 Akkus haben Platz in der Holzkiste. Und auch der PWM Drehzahlregler für den Motor kam unter und wird durch Fahrtwind gekühlt. Wird jedoch nicht heiß.
Neben ausreichend dimensionierte Kabel (2,5mm2) wird Lötkolben, Isolierband und Klemmen für die Batterien benötigt. Ebenfalls eine Sicherung und ein Sicherheitsschalter.
Auch solltest du dir zum Thema laden der Akkus Gedanken machen. Drei oder vier Akkus in Reihe geschaltet, müssen zum laden mit jeweils 12V nicht voneinander getrennt werden. Ein Ladegerät für 12V wäre also ideal. Ich lade das ganze einfach an der kleinen Solaranlage im Garten. Wichtig ist, das du jeden Akku einzeln lädst.
Sicherheit: Ganz wichtig!
Bei den kleinen 250 Watt Nabenmotoren werden statt einer richtigen Drehmomentstütze, wie du das vielleicht noch von Fahrrädern mit Rücktrittbremse kennst, einfache Unterlegscheiben mit Schlitz und Feststelldorn mitgeliefert. In einem Test hat dieses meine Alu-Gabel zerstört (Zinken weggebrochen). In der neuen Gabel aus Stahl wurde diese Zinken aufgebogen und die Felge ist aus der Gabel gerutscht. Bei 30km/h und mehr will einem das nicht passieren! Daher sollte es zur Pflicht werden anständig befestigte Drehmomentstützen zum Schutz der Gabel und Gabelzinken zu verwenden. Es kostet nicht viel und kann durchaus vor sehr schlimmen Unfällen retten! Bitte verwende ein vernünftiges und stabiles System! Bitte!
Wenn du nicht weißt, was eine Drehmomentstütze ist, schaue doch mal hier bei Google Bildersuche.
Schaue, welche am besten bei deinem Rad passen würden oder baue diese aus massiven Eisen selbst. Eisen ist besser als Alu, denn Alu kann reißen und man sieht kaum wenn es Haarrisse gibt. Eisen biegt sich und ist einfach standhafter. Ich empfehle zwei davon zu kaufen, für links und rechts.
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Überlegungen zum Einbau
Der Nabenmotor muss natürlich eingespeicht werden. Schaut man sich im Internet an wie das geht und hat man die richtige Speichenlänge mit dazu gekauft, bekommt man das recht einfach hin. Mein Motor ist nun eingespeicht und das war das erste mal das ich überhaupt Speichen eingesetzt habe. Zugegeben, das auswuchten ist fummelarbeit, aber in einer halben Stunde gut machbar. Ein Fachmann verlangt dafür um die 40-60 Euro.Speichenlänge berechnen:
Du kannst alles selber machen. Messe den Motor mit einem Zollstock aus und auch den Rad. Ein tollen Rechner für Speichenlängen berechnen, habe ich hier gefunden: Speichenlängen berechnen. Im Bild des Rechners werden alle benötigten Maßangaben angezeigt. Du musst nur noch deine Bauteile abmessen. Für den obigen Motor und meinem 26 Zoll Rad habe ich eine Speichenlänge von rund 246mm benötigt und das nachfolgende bei Amazon bestellt.
Und auf Amazon bekommst du die gewünschte Speichenlänge aus Edelstahl mit Schraubnippel sehr günstig.
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Der meiste Platz wird für die Akkus benötigt. Mein Versuch dies ins Dreieck des Rahmens zu bauen scheiterte, da hier zwar genug Platz für die 3 Akkus ist, nicht aber noch für den Motorregler.
Einfacher ist der Gepäckträger. Auch das habe ich versuchsweise getestet. Der Schwerpunkt ist so hoch, dass das Fahrrad leicht umkippt wenn es auf dem Ständer steht. Ähnlich von Fahrradtaschen sollte der Schwerpunkt weiter unten sein. Hier muss ich noch testen und präsentiere das Ergebnis dann in einem weiteren Artikel dieser Serie, wenn es um den Baubericht geht.
Zum Thema Wetterschutz sollten auch noch Überlegungen angestellt werden. Kurzschlüsse wollen wir natürlich vermeiden.
Ebenso auch der Unfallschutz und die Verkehrssicherheit. Es darf nur angetrieben werden, wenn ich z.b. einen Taster drücke. In der Not müssen beide Hände zum bremsen und lenken benutzt werden, da wäre ein weiterlaufender Motor nicht sinnvoll. Auch zu beachten ist die Fahrradbeleuchtung, die durch Bauteile nicht verdeckt werden sollten.
Eine Idee sind Daumengas oder Gasgriff wie beim Moped. Der gezeigte Motorregler besitzt ein Potentiometer, welches fast 360 Grad drehbar ist. Dies ist für unseren Zweck unpassend. Wir können aber ein elektrischen Gasgriff verwenden. Da die Bauteile Stecker haben, kann einfach vom Drehpotentiometer zum Gasgriff umgesteckt werden. Kabel müssen aber ggf. verlängert werden - löten!
Zum Diebstahlschutz habe ich mir auch gedanken gemacht. Das Akku-Fach sollte mit einem Schlüssel abschließbar sein. Der Kontakt vom Motorregler sollte auch mit einem elektrischen Schlüsselschalter beim abstellen unterbrochen werden (so ein Schalter mit Schlüssel kostet rund 1 Euro).
So geht es weiter..
Als nächstes bauen wir uns eine Versuchsanlage auf, wo wir den Gasgriff, statt des mitgelieferten Drehpotentiometers am Drehzahlregler testen. Ebenso schließen wir die Akkus zusammen und schauen, wie wir den Kabelbaum selbst bauen und am Fahrrad anbringen. Ebenso klären wir, wo die Akkus nun hin sollen und welche weiteren Maßnahmen wichtig sind.Hier weiterlesen: Akkuträger fürs E-Bike und Akkus laden
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