Elektrische Rollermotoren: Ein vollständiger Leitfaden

Heute erfahren Sie alles, was Sie über die Motoren von Elektrorollern wissen müssen.

Die Rolle der Motoren in Elektrorollern

Der Motor ist das Herzstück eines Elektrorollers und liefert die Antriebskraft, die Geschwindigkeit, Beschleunigungsleistung, Steigfähigkeit und Tragfähigkeit des Rollers bestimmt. Er hat auch einen erheblichen Einfluss auf Stabilität und Handling.

Wie Motoren funktionieren

Zu den Motorkomponenten gehören Stator, Rotor, Regler und Kommutator. Das grundlegende Funktionsprinzip ist die elektromagnetische Induktion: Unter der Koordination des Reglers oder Kommutators arbeiten diese Komponenten zusammen, um elektrische Energie aus der Batterie in mechanische Energie umzuwandeln. Durch kontinuierliche Rotation werden die Räder angetrieben und der Elektroroller bewegt.

Motortypen

Nach Betriebsmethode

Sie haben vielleicht schon von bürstenlosen Gleichstrommotoren und Gleichstrommotoren mit Bürsten gehört. Hier ein kurzer Überblick:

Bürsten-Gleichstrommotoren Durch mechanischen Kontakt zwischen Kohlebürsten und Kommutator wird die Stromrichtung in den Rotorspulen kontinuierlich geändert, wodurch ein kontinuierliches Drehmoment zum Antrieb der Räder erzeugt wird. Die Vorteile liegen in der relativ einfachen Konstruktion und den geringen Kosten; die Nachteile sind die kurze Lebensdauer, die hohe Geräuschentwicklung und die geringe Energieumwandlungseffizienz. Diese Motoren sind heute selten und werden in Hochleistungs-Elektrorollern praktisch nicht mehr verwendet. Sie kommen nur noch in Rollern der unteren Preisklasse zwischen zehn und knapp über hundert Dollar vor.

Bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDC) Verwenden Sie einen elektronischen Drehzahlregler (ESC), um die Kohlebürsten und den Kommutator von bürstenbehafteten Gleichstrommotoren zu ersetzen. Der Regler ändert die Richtung des von den Statorspulen erzeugten Magnetfelds intelligent basierend auf der aktuellen Rotorposition und stellt so sicher, dass die Permanentmagnete am Rotor stets eine kontinuierliche Kraft erhalten und sich drehen. Die Vor- und Nachteile sind genau umgekehrt wie bei bürstenbehafteten Gleichstrommotoren: Sie haben eine lange Lebensdauer, einen hohen Wirkungsgrad, sind geräuscharm und präzise regelbar, aber auch relativ teuer. Daher werden bürstenlose Gleichstrommotoren typischerweise in hochwertigeren Elektrorollern verwendet.

Nach Installationsort und Antriebsmethode

Motoren können auch in Nabenmotoren und Mittelmotoren eingeteilt werden.

Nabenmotoren Integrieren Sie den Motor direkt in die Radnabe und treiben Sie die Raddrehung direkt an. Sie zeichnen sich durch kompakte Bauweise, hohe Integration, hohe Übertragungseffizienz und einfache Wartung aus. Die überwiegende Mehrheit der Elektroroller verwendet Nabenmotoren.

Mittelmotoren sind in der zentralen Position des Fahrzeugrahmens installiert (z. B. unter dem Deck oder in der Mitte des Rahmens) und übertragen die Kraft über Übertragungssysteme wie Ketten oder Riemen auf die Räder. Diese sind bei Elektrorollern fast nie zu finden.

Motorparameter

Leistungsabgabe

Die Leistungsabgabe ist der wichtigste Indikator zur Messung der Leistung eines Elektrorollers. Die Leistungsabgabe wird in zwei Arten unterteilt: Nennleistung und Spitzenleistung.

Nennleistung: Die maximale Leistung, die der Motor unter anhaltenden, stabilen Betriebsbedingungen kontinuierlich sicher abgeben kann. Dies ist der Leistungswert, bei dem der Motor unter normalen Arbeitsbedingungen betrieben werden kann, ohne die angegebenen Temperaturgrenzwerte zu überschreiten, und bei dem alle Leistungsindikatoren (wie Effizienz und Lebensdauer) eingehalten werden. Sie stellt die Leistungsstufe dar, bei der ein Elektroroller unter normaler Belastung mit konstanter Geschwindigkeit auf ebenen Straßen fahren kann. Daher ist sie ein wichtiger Indikator zur Messung der täglichen Fahrtauglichkeit eines Rollers. Wenn ein Roller beispielsweise eine Nennleistung von 1000 W hat, bedeutet dies, dass er stabil 1000 W Ausgangsleistung bereitstellen kann.

Spitzenleistung: Die maximale Leistung, die der Motor kurzzeitig aushalten und abgeben kann.Dieser Leistungswert ist normalerweise viel höher als die Nennleistung, aber der Motor kann diese Leistung nur für sehr kurze Zeiträume (normalerweise einige Sekunden bis einige zehn Sekunden) verwenden, da er sonst überhitzt oder beschädigt wird. Er stellt die momentane Spitzenleistung des Elektrorollers dar, die für Szenarien wie Anfahren, Bergauffahren und Überholen wichtig ist. Beispielsweise kann ein Elektroroller eine Nennleistung von 1000 W haben, die Spitzenleistung kann jedoch 1500 W oder sogar 2000 W erreichen. Das bedeutet, dass er bei normaler Fahrt mit 1000 W arbeitet, aber beim Beschleunigen oder Bergauffahren sofort bis zu 2000 W Leistung abgeben kann, was für eine stärkere Beschleunigung und Bergauffahrfähigkeit sorgt.

Nennspannung

Die Nennspannung bezeichnet die Spannung, bei der der Motor normalerweise betrieben werden kann. Sie muss mit der Akkuspannung übereinstimmen. Gängige Motorspannungen für Elektroroller sind 24 V, 36 V, 48 V und sogar mehr. Eine höhere Spannung bedeutet, dass der Motor bei gleicher Stromstärke mehr Leistung abgeben kann, was in der Regel auf ein höheres Geschwindigkeitspotenzial hindeutet.

Drehmoment

Das Drehmoment bezeichnet die kontinuierliche Drehkraft, die der Motor zum Drehen der Räder abgibt. Es lässt sich in Nenndrehmoment und Maximaldrehmoment unterteilen. Ein höheres Drehmoment bedeutet, dass der Motor Widerstände (wie Fahrzeugträgheit, Hangwiderstand, Windwiderstand) besser überwinden und eine höhere Beschleunigung bzw. Bergauffahrkraft erzeugen kann.

U/min (Umdrehungen pro Minute)

Dies bezieht sich auf die Anzahl der Umdrehungen des Motors pro Minute. Sie kann in Nenndrehzahl und Höchstdrehzahl unterteilt werden. Eine höhere Drehzahl bedeutet eine höhere Geschwindigkeit des Elektrorollers.

Nenndrehzahl: Die Drehzahl, die der Motor unter Auslegungsbedingungen erreichen kann, d. h. bei Nennspannung und Nennlast (normalerweise bei optimalem Wirkungsgrad oder stabilem Betriebszustand). Dies ist ein wichtiger Indikator zur Messung der normalen Motorleistung.

Maximale Drehzahl: Die theoretische Höchstdrehzahl, die der Motor im Leerlauf oder bei geringer Last erreichen kann, normalerweise bei maximaler Spannungsaufnahme. Sie spiegelt die maximale Leistung des Motors wider.

Die mechanische Leistung des Motors wird letztendlich in Drehmoment und Drehzahl ausgedrückt. Die Berechnungsformel lautet: Leistung (W) = Drehmoment (Nm) × Drehzahl (U/min) × 2π/60

Effizienz

Dies bezieht sich auf die Effizienz des Motors bei der Umwandlung von elektrischer in mechanische Energie. Ein höherer Wirkungsgrad bedeutet, dass der Motor mit der gleichen Strommenge mehr Nutzarbeit leistet, was zu einer größeren Reichweite und geringerer Wärmeentwicklung führt. Bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDC) haben in der Regel einen höheren Wirkungsgrad als bürstenbehaftete Gleichstrommotoren.

Motorkonfigurationen für Elektroroller

Einzelmotor

Elektroroller mit Einzelmotor sind mit nur einem Motor für den Antrieb ausgestattet. Dieser ist entweder am Vorder- oder Hinterrad montiert (Hinterradantrieb ist aufgrund des besseren Schwerpunkts und der Traktion häufiger).

Doppelmotor

Elektroroller mit Doppelmotor verfügen über jeweils einen Motor an Vorder- und Hinterrad und bieten dadurch eine höhere Leistung, allerdings auch etwas mehr Gewicht. Natürlich sind auch die Kosten höher.

Bei gleicher Gesamtleistung bietet ein Doppelmotor im Vergleich zu einem Einzelmotor eine schnellere Beschleunigung und bessere Steigfähigkeit. Bei gleicher Batteriekapazität und angemessenem Nutzungsverhalten bieten Elektroroller mit Doppelmotor in der Regel eine größere Reichweite und Fahrzeit.

Wissenserweiterung: Warum bieten Doppelmotoren eine schnellere Beschleunigung, bessere Steigfähigkeit und längere Fahrzeit als Einzelmotoren?

So wählen Sie Elektrorollermotoren entsprechend Ihren Anforderungen aus

Wenn Ihr Geschwindigkeitsbedarf für einen Elektroroller nur etwa 24 km/h beträgt, ist ein 500-W-Motor ausreichend. Ein 500-W-Motor ist leicht genug, hat einen geringen Stromverbrauch und erfüllt den Leistungsbedarf für langsames Fahren.

Wenn Sie nicht auf Geschwindigkeit aus sind, aber einen 1000-W-Motor verwenden, stellen Sie möglicherweise fest, dass ein Roller mit 1000-W-Motor bei gleicher Fahrgeschwindigkeit mehr Strom verbraucht als einer mit 500-W-Motor. Dies liegt daran, dass bei langsamer Fahrt die erforderliche kontinuierliche Motorausgangsleistung relativ gering ist, vielleicht nur 200 W. Um diese Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten, können sowohl 500-W- als auch 1000-W-Motoren kontinuierlich 200 W ausgeben, aber die tatsächliche Batterieleistung, die zur Ausgabe dieser 200 W verbraucht wird, ist unterschiedlich. Jeder Motor hat einen optimalen Wirkungsgradbetriebsbereich, in dem die Energieumwandlungseffizienz am höchsten und die Verluste minimal sind. Für einen 1000-W-Motor könnte 800–1000 W der optimale Wirkungsgradbereich sein; für einen 500-W-Motor könnten 400–500 W der optimale Wirkungsgradbereich sein. Wenn die Ausgangsleistung 200 W beträgt, liegt sie näher am optimalen Wirkungsgradbereich des 500-W-Motors und daher ist der 500-W-Motor energieeffizienter.

Wartung des Elektrorollermotors

Vermeiden Sie es, einen Elektroroller über längere Zeit mit Höchstgeschwindigkeit oder maximaler Leistung zu fahren oder steile Hügel hinaufzufahren, insbesondere bei heißem Wetter. Dies führt zu einer Überhitzung des Motors und beschleunigt die Alterung.

Vermeiden Sie außerdem eine Überlastung, indem Sie das Gewicht innerhalb des vom Hersteller empfohlenen Nennlastbereichs halten, da eine Überlastung den Motor zusätzlich belastet.

Denken Sie an den letzten Punkt: Laien sollten den Motor nicht zerlegen, da die Demontage die Wasserdichtigkeit beeinträchtigen oder interne Präzisionskomponenten beschädigen kann.