Plaatsing elektromotor van een elektrische fiets en de invloed daarvan op het rijgedrag
De elektromotor van een elektrische fiets heeft twee belangrijke aspecten, het heeft een behoorlijk gewicht en het lever de kracht om de fiets te helpen vooruit te duwen of trekken. De elektromotor zit bij veel fietsen in het voorwiel in een wat kleiner aantal modellen heeft de fabrikant besloten de elektromotor in het achterwiel te plaatsen.
In steeds meer modellen bevindt de elektromotor in het midden van de fiets vlak bij de trappers. De plaatsen van de elektromotor voor, midden of achter heeft invloed op het gedrag van de fiets. Iedere keuze heeft zo zijn voor- en nadelen, maar wat zijn die?
Elektromotor in het voorwiel
Het moge duidelijk zijn dat het gewicht van de elektromotor in het voorwiel meteen voelbaar is. Hierdoor zal hij iets zwaarder sturen. Een elektromotor in het voorwiel zorgt dat (voor een deel) de elektrische fiets "getrokken" wordt, terwijl bij een normale fiets je via het achterwiel de fiets voortduwt. Dit geeft een iets nerveuzer gevoel. Ook zal bij zeer glad weer de elektromotor in het voorwiel het af moeten leggen tegen de middenmotor of elektromotor in het achterwiel.
Natuurlijk kan je achterwiel ook wegslippen maar dat kan je nog enigszins opvangen, als je voorwiel wegslipt ga je meestal snel onderuit. Blijkbaar is dit geen zwaarwegend nadeel want in zo'n 80% van alle elektrische fietsen zit de elektromotor in het voorwiel.
Dat fabrikanten hier massaal voor kiezen voor een elektromotor in het voorwiel komt vanwege twee redenen. De eerste is dat dit een ideale gewichtsverdeling oplevert wanneer de accu onder de bagagedrager zit en de fiets goed is balans is. Nog belangrijker is dat een elektromotor in het achterwiel geen ruimte meer biedt voor een naafversnelling. Dan is een derailleur met een (half)open kettingkast tot gevolg wat altijd onderhoud met zich meebrengt en de meeste mensen absoluut geen (half)open kettingkast of derailleur wil hebben.
Elektromotor in het achterwiel
Een elektromotor in het achterwiel heeft als grootste voordeel dat de aandrijving van de fiets geheel op het achterwiel blijft, net zoals dit het geval is bij een normale fiets. De nadelen van deze oplossing is dat geen naafversnelling toegepast kan worden, dus altijd sprak zal zijn van een derailleur, dus een (half)open kettingkast en dat het gewicht flink "achterin" zit. Dit is zeker van toepassing als ook nog eens de accu onder de bagagedrager zit. Dan is een accu in het voorste gedeelte van het frame en elektromotor in het achterwiel een betere combinatie.
De elektromotor in het achterwiel tref je vooral aan bij toerfietsen waarmee lekker lange fietstochten gehouden kunnen worden mede door de derailleurversnelling die je in staat stelt de meest optimale versnelling te kiezen waarbij je de ideale trapfrequentie kan benaderen.
Elektromotor op de trapas of vlak bij de trappers (middenmotor)
In steeds meer modellen elektrische fietsen is de motor in het midden van de fiets geplaatst. Het is duidelijk een groeiende trend, steeds meer fabrikanten bieden modellen met zo'n middenmotor aan. De plaatsing van de elektromotor vlak bij de trappers is voor de gewichtsverdeling de meest ideale plaats, het voor- noch achterwiel wordt hierdoor verzwaard wat een prettig, rijgedrag geeft. De elektromotor is, via tandwielen, direct gekoppeld aan de trappers en ketting. Op zich is dit de meest natuurlijke aandrijving, immers, de fietser oefent, via de trappers, ook de kracht uit op het tandwiel en ketting.
Door de elektromotor in het midden te plaatsen kan de elektrische fietsfabrikant vrij blijven in de keuze van het type versnelling. Een naaf of derailleur kunnen beiden toegepast worden in tegenstelling bij de elektromotor in het achterwiel. Een additioneel voordeel is dat bij het uitnemen van de wielen de elektromotor en bedrading niet in de weg zitten. Maar het grote voordeel blijft een ideale gewichtsverdeling, door de motor, die toch al gauw 3 kg of meer weegt in het midden van de fiets te plaatsen komt de fiets veel minder in onbalans.
De nadelen van de middenmotor zijn de wat hogere aanschafprijs van dit type fiets, optisch valt de middenmotor iets meer op en wordt alle voortstuwende kracht via het achterwiel uitgeoefend, terwijl bij de elektromotor in het voorwiel dit verdeeld is tussen het voor- en achterwiel waardoor je iets minder snel wegslipt.
Een ander nadeel is dat de geleverde energie van de motor via tandwielen en een ketting aan het achterwiel overgedragen worden. Bij deze overbrengingen gaan procenten energie verloren die dus ten koste gaan aan je actieradius. Iedere overbrenging met tandwielen kost energie/rendement.
Bekend is het relatief slechte rendement van de Nexus 7 naafversnelling en de veel beter presterende Nexus 8 naafversnelling. Wanneer de elektromotor in het voor- of achterwiel zit kan de kracht van de motor direct en zonder verliezen overgedragen worden aan het wiel. Theoretisch zal de middenmotor oplossing dus, door deze overbrengingsverliezen, bij gelijkblijvende accucapaciteit een wat kleinere actieradius leveren dan een elektrische fiets met voor- of achterwielmotor.
De praktijk laat echter geen significant zichtbare verschillen zien. Bosch en Panasonic zijn de belangrijkste leveranciers van deze middenmotor die door de verschillende fietsfabrikanten in hun modellen worden toegepast.
En de winnaar is...
Was het maar zo makkelijk dat we een van de drie oplossingen tot winnaar uit konden roepen. Dat blijkt niet het geval. Het feit dat de meeste elektrische fietsen uitgevoerd zijn met een elektromotor in het voorwiel en zoveel mensen hiermee gelukkig zijn geeft al aan dat dit een zeer bruikbare oplossing is. De middenmotor heeft echter zeer goede troeven in handen, als je het verlies aan rendement dus actieradius voor lief neemt en bereid bent een iets hogere prijs te betalen is dit zeer het overwegen waard.
Wanneer een (half)open kettingkast geen obstakel vormt is de elektromotor in het achterwiel nog steeds goed in de race omdat een toerfietser vooral naar het rendement kijkt van het fietsen, immers een derailleur verliest in vergelijking met een naafversnelling veel minder energie. De elektromotor kan zonder verliezen de kracht overbrengen op het achterwiel waardoor een maximale actieradius bereikt kan worden.