Mindestens 65 km/h
Über die Dimensionierung des Abtriebszahnrads für den gewählten Elektromotor. Die Übersetzung entscheidet, ob das Bike Drehmoment am Berg oder Endgeschwindigkeit in der Ebene liefert – wir legen sie auf diesen Zielwert aus.
Technik
Was in TESMOS steckt
Diese Seite ist bewusst detailliert: Für Betreuung, Prüfungskommission und technisch interessierte Partner soll nachvollziehbar sein, was wir übernehmen, was wir ersetzen und was wir selbst entwickeln.
Konzept
Übernommen, ersetzt, neu gebaut
Ausgangspunkt ist eine gebrauchte Yamaha YZ450F, funktionstüchtig bis auf den Verbrennungsmotor. Genau das macht sie zur idealen Grundlage: ein erprobtes Fahrwerk zum Preis eines Defektfahrzeugs – 900 Euro. Das Motorrad steht bereits in der Werkstatt.
Wir entfernen den kompletten Verbrennungsmotor samt Tank, Auspuff und allen zugehörigen Komponenten.
Wir integrieren einen Elektromotor, ein selbst gebautes Akkupack mit Battery-Management-System sowie einen leistungsstarken Motorkontroller.
Wir behalten Rahmen, Schwinge, Federung, Bremsanlage und die gesamte Peripherie. Dort, wo Serientechnik ausgereift ist, wäre eine Eigenentwicklung reine Beschäftigungstherapie.
Zielwerte
Woran wir uns messen lassen
Zwei Zahlen bestimmen die gesamte Auslegung. Alles andere folgt aus ihnen.
Mindestens 45 km Reichweite
Daraus ergeben sich Zelltyp, Systemspannung, Kapazität und der physische Aufbau des Packs. Das Akkupack ist mit 3.000 bis 3.500 Euro die teuerste und mit Abstand aufwendigste Baugruppe des Projekts.
Baugruppen
Die vier Kernsysteme
Rahmen und Einbaukomponenten
Motorrad-Chassis, Motorhalterung, Rahmenmodell in CAD, Kleinteile und Halterungen sowie sämtliche Fertigungs- und Montageelemente. Die Auswahl der Fertigungsverfahren – 3D-Druck oder CNC – läuft.
Antriebseinheit
Elektromotor, Batteriezellen, Akkupack als CAD-Modell, verschweißter Zellverbund, fertiges Akkupack sowie Verkabelung und Sicherheitskomponenten. Motor, Zelltyp und BMS werden derzeit ausgewählt.
Steuerungselektronik
Mikrocontroller, Motorsteuerungs-Software, Sensoren, Steuerungslogik und die Parameter der Feinabstimmung. Die Steuerung ist die Schnittstelle zwischen Fahrerbefehl und Motorkontroller.
Anzeige- und Sensorsystem
Oberflächenkonzept, visuelle Oberfläche als Software, Display in einem selbst konstruierten Gehäuse an der Lenkstange, über Tasten einstellbare Fahrmodi, GPS-Modul und Wheelie-Modul.
Warum ein 3D-Scan des Rahmens?
Motorhalter, Akkupackgehäuse und sämtliche Befestigungsteile müssen millimetergenau in einen Rahmen passen, für den es keine CAD-Daten gibt. Entweder wir modellieren ihn von Hand nach oder wir scannen ihn ein. Ein präzises digitales Modell entscheidet darüber, wie oft wir Teile nachfertigen müssen – und damit über Kosten und Zeitplan.
Konstruktion
Vom Rahmen zum passenden Bauteil
Der Rahmen wird in CAD nachmodelliert beziehungsweise mit einem 3D-Scanner eingelesen. Auf dieser Basis konstruieren wir die Einbauelemente und alle Kleinteile zur Befestigung.
- Rahmen in CAD nachmodelliert
- Einbauelemente für den Elektromotor
- Einbauelemente für den Motorkontroller
- Akkupack in CAD modelliert
- Gehäuse für das Display an der Lenkstange
- Kleinteile und Halterungen
Optionale Ziele
Wenn die Pflicht steht
Zwei Erweiterungen, die wir umsetzen, sofern der Zeitplan es hergibt. Sie sind bewusst als optional deklariert – nicht als Versprechen.
GPS-System
Ein Programm, das Echtzeit-GPS-Daten an das Display sendet und auswertet – Grundlage für Streckenaufzeichnung und die Auswertung von Testfahrten.
Wheelie Control
Elektromotoren liefern ihr volles Drehmoment ab der ersten Umdrehung. Die Wheelie Control begrenzt die Beschleunigung so, dass das Motorrad nicht nach hinten kippt.
Sicherheit
Sicherheitskonzept
Ein selbst gebautes Akkupack mit mehreren Kilowattstunden Energieinhalt ist der Punkt, an dem sowohl die Prüfungskommission als auch jeder Materialpartner genau hinsieht. Deshalb steht die Sicherheitskette vor der ersten Fahrt – nicht danach.
Not-Aus
Ein gut erreichbarer Not-Aus trennt den Hauptstromkreis unabhängig von der Software. Er wirkt direkt auf das Hauptschütz, damit ein abgestürzter Mikrocontroller die Abschaltung nicht verhindern kann.
Ready-Taster
Das Fahrzeug ist nach dem Einschalten nicht sofort fahrbereit. Erst ein bewusster zweiter Schritt am Ready-Taster gibt den Antrieb frei, und das nur bei geschlossenem Gasgriff. Ein Anfahren beim Einschalten ist damit ausgeschlossen.
Thermisches Throttling
Temperatursensoren an Motor, Motorkontroller und Akkupack melden an die Steuerung. Bei Überschreiten der Grenzwerte wird die Leistung stufenweise zurückgenommen, bevor abgeschaltet wird – das Bike wird langsam, statt unvermittelt stehenzubleiben.
Kippabschaltung
Ein Lagesensor erkennt einen Sturz. Überschreitet die Neigung den Grenzwert oder bleibt sie zu lange bestehen, wird das Drehmoment sofort auf null gesetzt. Ein Motorrad, das nach einem Sturz weiterdreht, ist gefährlicher als eines, das steht.
Seitenständerschalter
Bei ausgeklapptem Seitenständer bleibt der Antrieb gesperrt. Der Schalter ist so verdrahtet, dass ein Kabelbruch zur sicheren Seite hin wirkt: im Zweifel keine Freigabe.
BMS und Absicherung
Das Battery-Management-System überwacht Zellspannungen, Strom und Temperatur und trennt bei Über- oder Unterschreitung. Dazu kommen Hauptsicherung, Service-Trennstecker und eine Verkabelung, die auf den maximalen Dauerstrom ausgelegt ist.
Für Testfahrten gilt zusätzlich: schrittweise Inbetriebnahme
mit aufgebocktem Hinterrad vor der ersten Fahrt, vollständige Schutzausrüstung,
nie allein, und jede Fahrt erst nach Freigabe durch die Betreuung. Die
Risikoanalyse im Projektantrag führt „Beschädigung bei der Testfahrt“ als
Risiko mit der höchsten Auswirkung – entsprechend vorsichtig gehen wir es an.
Datenblatt
Technische Daten
Zielwerte und – sobald gemessen – die tatsächlich erreichten Werte. Genau diese Gegenüberstellung ist der Kern der Arbeit. Wir tragen hier ausschließlich Werte ein, die wir belegen können.
| Parameter | Zielwert | gemessen |
|---|---|---|
| Basisfahrzeug | Yamaha YZ450F, Verbrennungsmotor defekt | vorhanden |
| Leistung | zurzeit geplant: rund 50 PS (etwa 37 kW) | steht aus |
| Kapazität des Akkupacks | zurzeit geplant: 4.500 bis 6.500 Wh | steht aus |
| Höchstgeschwindigkeit | mindestens 65 km/h | steht aus |
| Reichweite | mindestens 45 km | steht aus |
| Systemspannung | in Auslegung | steht aus |
| Gesamtgewicht fahrbereit | in Auslegung | steht aus |
| Ladezeit | in Auslegung | steht aus |
Fragen zur Technik?
Wir erklären gern im Detail, wie wir zu unseren Auslegungen kommen.