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Untersuchung des TWIKE-Antriebs
Reto Bösch und Beat Lamprecht (TWIKE 082)
 | Erste Semesterarbeit: "Wirkungsgradbestimmung des TWIKE-Asynchronmotors" |
| Zweite Semesterarbeit: "Messtechnische Untersuchung und energetische Optimierung eines Hybridfahrzeugs TWIKE" |
| Diplomarbeit: "Messtechnische Untersuchung und Analyse eines Hybridfahrzeuges TWIKE III" |
| Das Messfahrzeug TWIKE 082 |
 Reto Bösch |
 Beat Lamprecht |
Das Ziel unserer ersten Semesterarbeit in Antriebstechnik war das Kennenlernen des Asynchronmotors und des zugehörigen Frequenzumrichters des TWIKE, sowie Vorschläge zu erarbeiten, wie der Energieverbrauch dieses zukunftsträchtigen Fahrzeugs noch weiter gesenkt werden könnte. Mit einer Pendelmaschine massen wir den Kurzschlussläufermotor aus.
Schwierigkeiten hatten wir bei der Messung der pulsweitenmodulierten Leistung. Dafür mussten wir extra ein teures PWM-Messgerät ausleihen, das dann während der uns zur Verfügung stehenden Zeit praktisch ohne Unterbruch im Einsatz war.
Es wurden ca. 60 Belastungsversuche gemacht, in denen jeweils eine konstante Fahrt bei einer gewissen Steigung/Gefälle und bei einer genau definierten Geschwindigkeit simuliert wurden.
"Messtechnische Untersuchung und energetische Optimierung eines Hybridfahrzeugs TWIKE"
Bei der zweiten Semesterarbeit im Fach Energietechnik machten wir ergänzende Messungen, bauten einen mobilen Datenlogger und werteten Testfahrten aus.
Zusätzlich wurde mit Messungen am Motor auch noch die Einwirkung einer Absenkung der Erregerspannung untersucht. Für kleine Geschwindigkeiten (bis 40 km/h) gab es eine bedeutende Wirkungsgradverbesserung. Das energetische Sparpotential, das man damit erreichen kann, ist aber gering, da nur kurze Zeit mit kleinen Geschwindigkeiten gefahren wird.
Wir erarbeiteten eine Datenerfassung, welche uns mittels Laptop diverse Parameter während der Fahrt aufzeichnete und speicherte. Mit deren Hilfe konnten wir die Energieeinsparung durch Pedalunterstützung messen. Bei unseren Messungen auf flacher 3 km langer Strecke betrug die Einsparung bei normalem Muskelkrafteinsatz bis 50% bei 30 km/h, 20% bei 50 km/h und noch 10% bei 70 km/h.
Spitzenwerte von bis zu 70% Muskelkraft (bei 30 km/h) erreichten wir bei Messungen mit Moritz Grunder (Junioren-Velorennfahrer) und Beat Lamprecht im Testfahrzeug.
Moritz Grunder mit dem TWIKE 082
"Messtechnische Untersuchung und Analyse eines Hybridfahrzeuges TWIKE III"
In der Diplomarbeit entwickelten wir ein Energiemodell, das wir in einen Routenplaner einbanden. Mit diesem Programm ist es möglich, den Start- und Zielort usw. einzugeben, es berechnet die energiesparendste Route und gibt auch Auftankmöglichkeiten an. Der entstandene Prototyp wurde auf der Basis des "FinaPlus" der Firma Finajour aufgebaut.
Die Berechnung des Energieverbrauchs für eine beliebige Strecke in der Schweiz ist mit +/- 7% erstaunlich genau. Da das Interesse der TWIKE-Fahrer sehr gross ist, werden wir das Programm FinaTWIKE auf den Markt bringen.
In einem früheren TWIKE-Prospekt sind die Eigenschaften des Fahrzeuges kurz zusammengefasst (die Daten des Messfahrzeuges am Schluss):
TWIKE und seine Möglichkeiten
| TWIKE bedeutet, im Nahverkehr problemlos mitzuhalten und auch mal längere Distanzen zurückzulegen. |
| TWIKE erlaubt, ohne Emissionen zur Arbeit, zum Einkaufen, ins Konzert oder zum Picknick am Waldrand zu fahren und überall auf kleinstem Raum zu parkieren. |
| TWIKE bietet komfortable Mobilität für zwei Personen und Gepäck, geschützt vor Wind und Wetter, mit minimalen Betriebskosten. |
| TWIKE ist nachhaltige Mobilität, die die Vorteile des Individualverkehrs mit optimaler Umweltfreundlichkeit verbindet. |
TWIKE und seine Eigenschaften
| TWIKE ist ein völlig neuartiges Fahrzeug, das in der Schweiz als dreirädriges Motorrad zugelassen ist und mit Fahrausweis für Autos oder Motorräder gefahren werden darf (in Deutschland als PKW zugelassen). |
| TWIKE wandelt die Antriebsenergie aus einem Elektromotor und wahlweise der Muskelkraft der Passagiere mit ausgeklügelter Technologie in Fahrbewegung. |
| TWIKE ermöglicht Ihnen mit nur 2 m2 Solarzellenfläche (auf dem Hausdach) 4'000 km pro Jahr zu fahren. |
| TWIKE enthält leistungsfähige NiCd-Akkumulatoren, die an jeder Steckdose in nur 2 Stunden wieder voll geladen sind, für rund 50 Rappen pro Ladung. |
| TWIKE verkörpert modernsten Fahrzeugbau, mit einem Alu-Rahmen als tragendem Element (Space-Frame-Technologie). |
| TWIKE bietet die notwendige Sicherheit im Strassenverkehr. |
| TWIKE wurde konstruiert aus Aluminium und thermoplastischem Kunststoff (Luran-S). Seine Bestandteile sind damit problemlos recyclierbar. |
TWIKE ist gestartet
| TWIKE wurde von ETH-Studenten im Rahmen eines Wettbewerbes für neuartige Fahrzeuge an der Expo '86 in Vancouver/Kanada konzipiert. In enger Zusammenarbeit mit der Alusuisse-Lonza entstand 1990 der Prototyp TWIKE II. Nach über 30'000 km auf der Strasse und im Dauerbelastungstest beim TUV in München ist das TWIKE III fit für den Alltag. |
| TWIKE ist nun in Produktion. Zukunftsorientierte Kunden ermöglichten den Schritt vom Konzept zum Produkt. |
| Schon 190 TWIKE fahren täglich auf der Strasse. Jeden Tag werden es mehr. :-) |
Die technischen Daten
| Beschreibung | Basisversion | TWIKE 082 |
| Länge x Breite x Höhe | 2650 x 1200 x 1200 mm | = |
| Leergewicht | 240 kg | 290 kg |
| Nutzlast | 2 Personen und Gepäck | = |
| Höchstgeschwindigkeit | 85 km/h | es liegen auch 95 km/h drin |
| Anfahrsteigfähigkeit | > 22% | = |
| Energieverbrauch | 4 - 6 kWh / 100 km | 5.9 kWh / 100 km ab Netz (inklusive alle Standverluste und Selbstentladung) |
| Aerodynamik | cw * A = 0,33 m2 | = |
| Chassis | Aluminium-Rahmenkonstruktion | = |
| Chassis | thermoplastischer Kunststoff Luran-S, recyclierbar | = |
| Antrieb | Asynchron-Elektromotor 5 kW und Pedalantrieb | = |
| Batterie | 2 kWh NiCd | 3 kWh NiCd |
| Ladezeit | 2 h | bei 16 A-Sicherung: ca. 1,5 h |
| Reichweite | 40 - 80 km | 50 -100 km (abhängig von Fahrweise und Nebenverbraucher) |
| Konstruktion | TWIKE AG, Schweiz | = |
| Preis | Fr. 21000.- (1996) | Fr. 25000.- (inklusive dritte Batterie, Cabrioverdeck und beheizte Verbundglasscheibe) |
Einblick ins Cockpit
Aktualisiert: 20. Dezember 1996 / 28. Juli 1997 / bl / rb / pz
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| TWIKE KLUB WEB – info@dreifels.ch |