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Ein Strassen-E-Bike auf Pässefahrt Härtetest für Stöckli ET

August 2017

Härtetest Stöckli ET Seite 2 / 13

Inhalt

1 Summary ............................................................................................................................................. 3

2 Fragestellung ...................................................................................................................................... 5

3 Methodik ............................................................................................................................................. 5

4 Aufstieg Furka ..................................................................................................................................... 7

5 Abfahrt Furka ...................................................................................................................................... 8

6 Aufstieg Gotthard ............................................................................................................................... 9

7 Abfahrt Gotthard ................................................................................................................................ 9

8 Aufstieg Nufenen bis Überhitzungsstopp .................................................................................... 10

9 Schlussaufstieg Nufenen ................................................................................................................ 11

10 Abfahrt Nufenen .............................................................................................................................. 13

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1 Summary

Das Stöckli ET ist ein schnelles Strassenbike, das für das Mittelland gebaut ist. Es eignet sich für Geschwindigkeiten über 20 km/h, darunter droht der Motor zu überhitzen.1 Wie gross ist dieses Risiko tatsächlich? Der Test über drei Alpenpässe soll das ET an seine Grenzen bringen.

Getestet wurde auf einer Dreipässefahrt von Gletsch über Furka, Gotthard und Nufenen nach Ulrichen. Bei den steilen Aufstiegen wurde die Unterstützungsstufe 2 gewählt, um Belastung des Motors, Unterstützungsleistung und Reichweite zu optimieren. Selbst auf dieser Stufe betrug die Durchschnittsleitung während der insgesamt 2:08 Stunden dauernden Aufstiege mit 2618 Stei-gungsmetern 360 Watt und entsprach damit der Nennleistung auf Stufe 2, die eine Stromstärke von 10 Ampère bei 36 Volt Spannung zulässt.

Um die Reichweite zu erhöhen und den Motor in den Abfahrten nicht zu entlasten, wurde bei den ersten zwei Abfahrten auf Stufe 2 rekuperiert. Bei der dritten wurde zum Test des Fahrverhaltens im oberen Geschwindigkeitsbereich mit Unterstützung gefahren, was die Beschleunigung aus den Kurven heraus spürbar erhöhte.

Testtag war der 26. Juni, Startzeit um 12 Uhr. Der Himmel war Wolkenlos, die Durchschnitts-temperatur im Schatten wurde mit 26.1 Grad ausgewiesen. Die leichte Bise kam exakt aus nördlicher Richtung mit einer Geschwindigkeit von 3 km/h.

Die Resultate im Überblick:

Mit einer durchschnittlichen Motorleistung von 361 Watt aufwärts und brutto 33 Watt ab-wärts (Nettoleistung abzüglich Rekuperation) wurden während der ersten 2 Stunden 50 Minuten, bis erstmals die Warnung betreffend Überhitzung des Motors erschien, 71 Kilometer zurückgelegt. In dieser Zeit wurden 77% der Akku-Kapazität verbraucht. Die Spannung des Akkus sank gemäss unserer Berechnung um lediglich 1.1% von 36.3 auf 35.9 Volt.

Bei 25% Restkapazität des Akkus leistete er somit noch immer die Nennspannung von 36 Volt. Erst für das letzte Viertel der Akku-Kapazität muss mit einem spürbaren Absinken der Leistung gerechnet werden.

Mit der maximalen Rekuperation (Stufe 2) wurde zwar bei starkem Gefälle in der Grössen-ordnung von 80-100 Watt Bremsenergie zurückgewonnen, insgesamt auf zwei Abfahrten schätzungsweise 30-40 Wh, was einer Erhöhung der Reichweite um etwa 5% entspricht. Der Preis dafür ist aber eine etwas tiefere Durchschnittsgeschwindigkeit bei höherer Tretleis-tung.

Rekuperation lohnt sich vor allem für Fahrerinnen und Fahrer, die nicht zu rasch bergab fahren möchten, sowie bei Tagesetappen leicht über der Normalkapazität der Batterie. Wesentlich mehr als mit Rekuperation lässt sich durch eine Reduktion der Unterstützungs-stufe bergauf und auf flachen Passagen einsparen.

Die Abfahrt von Nufenen mit Unterstützungsstufe 2 benötigte 5 Wh. Die Rekuperation hätte 9-12 Wh zurück in die Batterie fliessen lassen. Die Reichweite wurde somit um 2-3% redu-ziert gegenüber einer weiteren Abfahrt mit Rekuperation. Die Durchschnittsgeschwindigkeit

1 NewRide-Test Stöckli E-Bikes Juli 2016

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von 45 km/h lag dafür um ca. 10 km/h über der Geschwindigkeit der beiden anderen Abfahr-ten (37.5 bzw. 33.8 km/h).

Die Fahreigenschaften im oberen Geschwindigkeitsbereich sind von überraschender Qualität. Das Fahrzeug verhielt sich bei der erreichten Maximalgeschwindigkeit von 67.8 km/h unvermindert stabil, liess sich einwandfrei lenken und fühlte sich sehr komfortabel an. Dass keine höhere Geschwindigkeit getestet werden konnte, lag nicht am ET, sondern an den vorausfahrenden Autos.

Die guten Fahreigenschaften konnten auch auf den Kopfsteinpassagen des Gotthardpasses sowohl aufwärts bei geringer Geschwindigkeit als auch abwärts festgestellt werden.

Bei einem Gesamtgewicht von 104 kg wurde ein Bedarf von 29 Wh pro 100 Meter Höhen-differenz aufwärts ermittelt, ein Nettogewinn aus der Schwerkraft von 23 Wh pro 100 Meter abwärts. Pro km flach wurden so bei 20 km/h 9 Wh ermittelt, bei 45 km/h 21 Wh.

Obwohl das Stöckli ET nicht für Passfahrten gebaut ist, kann es dafür ohne weiteres verwendet werden, wenn drei Kriterien erfüllt sind:

Konsequente Verwendung der Unterstützungsstufe 2. Dies drosselt gegenüber den höheren Stufen die Erwärmung des Motors und erhöht die Reichweite signifikant.

Der Fahrer, die Fahrerin sollte in der Lage sein, während eines Aufstiegs von 30 (Furka und Gotthard) bis 60 (Nufenen) Minuten eine Tretleistung von etwa 180-200 Watt zu erbringen.

Alle zwei Stunden sollte für eine Kaffeepause (10-15 Minuten genügen) angehalten werden, während der das Zweirad in den Schatten gestellt wird, damit der Motor rechtzeitig wieder abkühlen kann.

Sollte die orange Warnlampe dennoch kurz aufleuchten, empfiehlt sich, bald einen kurzen Rast einzulegen. Im Test haben 5 Minuten genügt.

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2 Fragestellung

Auf einer Fahrt über maximal drei Alpenpässe sollen folgende Aspekte untersucht werden:

Unter welchen Voraussetzungen ist das Stöckli ET in der Lage, den Aufstieg auf einen Alpenpass ohne Überhitzung zu bewältigen?

Wie viele Höhenmeter können maximal am Stück ohne Pause erklommen werden? Nach wie langer Nonstopp-Betriebszeit bzw. Fahrt im kritischen Bereich von unter 15 km/h

meldet die Batterie erstmals Überhitzung? Wie wirkt sich die Rekuperationsfunktion aus? Wie unterscheidet sich das Fahrverhalten abwärts mit gegenüber ohne Rekuperation? Wie ist das Fahrverhalten auf schlechter Unterlage und bei hohen Geschwindigkeiten?

3 Methodik

Folgende Rahmenbedingungen wurden aufgrund der Fragestellung festgelegt:

Drei aufeinanderfolgende Aufstiege von jeweils mindestens 500 Steigungsmetern ohne Zwischenabfahrten.

Der längste Aufstieg befindet sich am Schluss des Parcours, da hier bis zur Überhitzungs-meldung gefahren werden soll.

Die Strecke wird so festgelegt, dass auf der Basis der Verbrauchswerte des Tests von 2016 höchstens 90% der Batteriekapazität benötigt werden, um sicherzustellen, dass das Ziel erreicht wird, sofern dies die Motortemperatur zulässt.

Die ersten beiden Abfahrten werden mit maximaler Rekuperation gefahren (Stufe -2), die dritte Abfahrt mit Motorunterstützung (Stufe +2).

Aufgrund dieser Rahmenbedingungen wurde die folgende Strecke festgelegt:

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Strecke Distanz [km] Aufstieg [m] Steigung avg [%]

Gletsch – Furka 11.5 672 6.0

Hospental – Gotthard 9.3 610 6.5

Airolo – Nufenen 23.2 1326 5.8

Wäre das Fahrzeug bereits an der Furka überfordert gewesen, hätte der Ausgangspunkt pro-blemlos wieder erreicht werden können. Das Begleitfahrzeug wartete daher das Erreichen der Furka ab, um sich dann zum Aufstieg zum Nufenen zu begeben, denn es wäre sehr erstaunlich gewesen, wenn der Aufstieg zum Gotthard im Gegensatz zur Furka nicht möglich gewesen wäre. Pièce de résistance war zweifellos der Nufenen. Hier stellte sich nach den vorangegangenen Strapazen und dem Aufstieg von einem Ausmass weit über der Auslegung des Fahrzeugs und wohl auch weit über den alltäglichen Ansprüchen, die an das Fahrzeug gestellt werden, weniger die Frage, ob, als wann die Überhitzungsanzeige aufleuchtet. Dies sollte gleichzeitig den Test ermöglichen, ob ein weiterfahren nach fünf Minuten Abkühlung bereits wieder möglich ist.

Um die Daten bei den Zwischenzeiten vom Velocomputer abzufotografieren und mit dem Be-gleitfahrzeug kurz Kontakt aufzunehmen, wurde jeweils bei den Zwischenzeiten (Furka, Hospen-tal, Gotthard, Airolo) eine Pause von rund zwei Minuten eingefügt, ohne den Motor abzustellen.

Die Daten wurden mit dem Velocomputer und einer Garmin Forerunner 910 XT gemessen und mit den Daten der Landestopografie abgeglichen. Die Tretleistung wurde aufgrund der Leistung-skurve des Fahrers berechnet und auf Plausibilität überprüft. Die Leistungskurve ist bei Belastun-gen um 200 Watt ohne längere Intervalle über 250 Watt erfahrungsgemäss sehr stabil. Die Auf-stiege sollten daher mit 180-220 Watt Tretleistung befahren werden, wobei der Durschnittspuls in keiner Phase eines Aufstiegs den Wert 140 überschreiten durfte. Als maximale HR wurden 155 festgelegt. Im Durchschnitt aller drei Aufsteige wurde eine Tretleistung von 210 W ermittelt.

Die Plausibilitätsberechnungen waren erfolgreich, weshalb keine Korrekturen an der verwende-ten Formel für die Leistungskurve (HR 130 entspricht 200 W, +/- 1 Schlag entspricht +/- 3.2 W) vorgenommen wurde.

Um eine Fehlfunktion des Motors zu verhindern, wurde in den Abfahrten mit Rekuperation bei einer Geschwindigkeit 55 km/h abgebremst. Bei der dritten Abfahrt sollte das Fahrverhalten im höheren Geschwindigkeitsbereich getestet werden unter der Voraussetzung, dass der Motor ohne Rekuperation ein Überschreiten von 55 km/h zulässt.

Zusammen mit den Technikern von Stöckli wurde festgelegt, die Aufstiege mit der 2. Unterstüt-zungsstufe zu fahren.

Die Stufen im Überblick:

Stufe Ampere Leistung bei 36 V Fahrdauer bei Nennleistung

1 6 216 04:28:00

2 10 360 02:40:48

3 15 540 01:47:12

4 20 720 01:20:24

5 25 900 01:04:19

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4 Aufstieg Furka

Der Aufstieg dauerte 31:45 Minuten bei einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 21.2 km/h und einer Höchstgeschwindigkeit auf der Passhöhe von 36.5 km/h.

Im oberen, steileren Teil des Aufstiegs konnte trotz einer Steigerung der Tretenergie während 10:40 Minuten die angestrebte Minimalgeschwindigkeit von 20 km/h nicht gehalten werden. Das leichte Ruckeln des Motors unter dieser Minimalgeschwindigkeit erwies sich dabei nicht als stö-rend. Das Absinken unter 15 km/h im steilsten Abschnitt veranlasste den Fahrer, die Tretleistung während knapp zwei Minuten über 250 W zu heben, ohne dabei die Maximalvorgaben zu über-schreiten. Die durchschnittliche Tretleistung belief sich in diesem Aufstieg infolge dieser zwi-schenzeitlichen Steigerung auf 226 W.

Fazit des ersten Aufstiegs: Auf Unterstützungsstufe 2 ist auch ein kurzzeitiges Absinken der Höchstgeschwindigkeit unter 15 km/h möglich. Der Motor zeitigte keine Überhitzungs-erscheinungen.

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Auf Unterstützungsstufe 2 leistete der Motor beim Aufstieg zur Furka durchschnittlich 363 Watt. Zusammen mit der Tretleistung wirkten durchschnittlich 590 Watt auf den Antrieb.

5 Abfahrt Furka

Die Abfahrt mit Rekuperation auf Stufe 2 mit anschliessendem Flachstück von Realp nach Hospental mit Unterstützungsstufe 0-2, je nach Gefälle, führte über 17.4 km 934 Hm bergabwärts und dauerte 27:51 Minuten. Die Durchschnittsgeschwindigkeit betrug 37.5 km/h, die Höchstgeschwindigkeit 54.4 km/h gemäss der Vorgabe, 55 km/h nicht zu überschreiten.

Die Anzeige des Velocomputers erlaubt nicht, die exakte Rekuperation zu ermitteln. Schätzungsweise wurden 15-20 Wh zurück gewonnen. Per Saldo wurden 29 Wh verbraucht, was einer durchschnittlichen Motorleistung von 62 W entspricht. Während 19:06 Minuten wurden in der Abfahrt durchschnittlich 50-60 W rekuperiert, im 8:45 Minuten dauernden Flachstück unterstützte der Motor mit durchschnittlich 300-330 W.

Fazit der ersten Abfahrt: Die Rekuperation bremst spürbar, ergibt aber auch einen quantifizierbaren Reichweiten-Gewinn von 1-2 km flacher Strecke.

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6 Aufstieg Gotthard

Der Aufstieg dauerte 30:13 Minuten bei einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 18.5 km/h und einer Höchstgeschwindigkeit auf der Passhöhe von 27.6 km/h.

Aufgrund der positiven Erfahrungen an der Furka wurde mehr Risiko bezüglich Absinken der Geschwindigkeit in Kauf genommen. Vor allem im obersten Abschnitt auf Kopfsteinpflaster lag die Geschwindigkeit während fünf Minuten im Bereich von 13-15 km/h, was der Motor problemlos akzeptierte.

Diese tiefe Geschwindigkeit erlaubte, die Rollqualität bei tiefer Geschwindigkeit auf Kopfstein-pflaster zu testen. Verglichen mit der Fahrt mit einem hart gepumpten Rennrad fühlte sich die Fahrt auf dem ET wie ein sanftes Gleiten an: Die Pneus schluckten die Unebenheiten zu einem erstaunlich grossen Teil und sorgten für ausgezeichnete Haftung.

Fazit des zweiten Aufstiegs: Auf Unterstützungsstufe 2 bewältigt der Motor einen halbstündigen Aufstieg auch bei tieferen Geschwindigkeiten problemlos.

7 Abfahrt Gotthard

Dasselbe Setting wie bei der Abfahrt von der Furka: Rekuperation auf Stufe 2. Einzige Ausnahme: In den engen Kehren der Tremola wird die Rekuperation teilweise ausgeschaltet, bis die Fahrge-schwindigkeit wieder erreicht ist.

Der Unterschied zwischen den beiden Abfahrten besteht darin, dass das Flachstück zwischen der Abfahrt und dem Aufstieg zum Nufenen Pass vernachlässigbar kurz ist. Der Motor hat hier keine Zeit, auszuruhen, da direkt von Rekuperation auf Unterstützung umgeschaltet wird.

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Die Abfahrt dauert 25:00 Minuten. Bei einer Distanz von 14.1 km entspricht dies einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 33.8 km/h. Die Höchstgeschwindigkeit wurde wiederum kontrolliert. Exakt wurde 55.2 km/h als Maximum gemessen. Das Gefälle von 953 m entspricht bis auf wenige Meter demjenigen von der Furka nach Hospental, allerdings auf einer kürzeren Strecke.

Die Fahrt auf Pflastersteinen abwärts liess den Vergleich mit dem Aufstieg zu. Auch hier blieben die Fahreigenschaften bis zur gemessenen Höchstgeschwindigkeit auf dieser Passage von 48 km/h einwandfrei, das Fahrzeug war jederzeit problemlos kontrollierbar.

Per Saldo wurden auf diesem Abschnitt 5 Wh verbraucht. Nach Abzug der Rekuperation von erneut 15-20 Wh ergibt sich eine durchschnittliche Motorleistung von 50-60 Watt.

Fazit der zweiten Abfahrt: Das ET verfügt auch auf schwierigen Unterlagen wie Pflastersteinen über einwandfreie Fahreigenschaften.

8 Aufstieg Nufenen bis Überhitzungsstopp

Diese Teilstecke über 20.1 km dauerte 56:08 Minuten. Bei 1113 m Aufstieg betrug die Durch-schnittsgeschwindigkeit 21.5 km/h. Im unteren Teil mit flacheren Abschnitten mit um 2% Stei-gung wurde bei Rückenwind eine Höchstgeschwindigkeit von 46.7 km/h erreicht. Am Schluss des Abschnittes wurden auf 7 km in 29 Minuten Geschwindigkeiten zwischen 12 und 22 km gefahren, im Durchschnitt 14.5 km/h, bis die orange Warnlampe kurz aufleuchtete. Hier war das Ziel, zu testen, wie lange es bis zur Überhitzung des Motors dauert, deshalb wurde nun ein deutlich hö-heres Risiko mit anhaltend tiefer Geschwindigkeit eingegangen, zumal das Begleitfahrzeug für alle Fälle bereit stand. Die Durchschnittsleitung von 359 W auf Unterstützungsstufe 2 lag noch immer auf dem Level der Nennleistung.

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Der Stromverbrauch belief sich bis zu diesem Zeitpunkt auf 743.7 Wh, was 77% der Nennkapazi-tät entspricht.

Fazit: Bei starkem Sonnenschein und sommerlichen Temperaturen dürfte die halbe Stunde mit durchschnittlich knapp 15 km/h entscheidend gewesen sein für die Erwärmung des Motors, der die vorhergehenden Belastungen ohne erkennbare Probleme bewältigt hat.

9 Schlussaufstieg Nufenen

Die Pause, um den Motor abkühlen zu lassen, dauerte 5:30 Minuten. Da die Strasse an der frag-lichen Stelle direkt der Sonne ausgesetzt war und auf einer Höhe von 2266 m.ü.M. keine schat-tenspendende Vegetation zur Verfügung stand, konnte nur mit dem Körper minimal Schatten für den Motor gewährt werden. Dennoch erholte er sich in dieser kurzen Zeit und zeigte auf den verbleibenden 3.1 km mit 213 Höhenmetern kein Warnsignal mehr, sondern erbrachte seine Leistung auch in den anfänglich steilen Abschnitten bei weniger als 15 km/h einwandfrei. Die ganze Teilstrecke dauerte 10:10 Minuten bei einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 18.3 km/h und einer Höchstgeschwindigkeit von 37.8 km/h. Der Motor erbrachte hier auf Stufe 2 noch durchschnittlich 343 W.

Fazit: Sollte der Motor des ET in der Praxis einmal derart gefordert werden, dass die orange Warnlampe kurz aufleuchtet, lohnt es sich, bald anzuhalten, um dem Motor einige Minuten Ruhe zu gönnen.

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Erst nach einer Fahrzeit von 2:51 Stunden ohne Pause und am Schluss einem Intervall von 29 Minuten mit einer Geschwindigkeit von weniger als 15 km/h warnte der Motor vor Überhitzung. Nach lediglich 5 Minuten Pause war er in der Lage, den steilen Schlussaufstieg ohne Probleme zu bewältigen.

Fotoshooting auf dem Nufenen-Pass: Nach bestandenem Härtetest des ET konnte der Motor kurz ausruhen, damit das Showfahren die statistischen Werte nicht verfälschte.

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10 Abfahrt Nufenen

Die Schlussabfahrt vom Nufenen über 13.8 km mit einem Gefälle von 1131 m ohne Gegensteigung in 18:24 Minuten wurde mit Unterstützung gefahren. Bei einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 45 km/h wirkte diese nur beim Beschleunigen aus den Kurven heraus, hier allerdings spürbar. Der Verbrauch von 5 Wh lässt errechnen, dass der Motor insgesamt während lediglich etwa 30 Sekunden aktiv war, bis jeweils wieder die Abschaltgeschwindigkeit von 45 km/h erreicht wurde.

Die Höchstgeschwindigkeit von 67.8 km/h wurde nicht überschritten, weil die vorausfahrenden Autos nicht schneller fuhren. Das Fahrzeug war fuhr auch in diesem Geschwindigkeitsbereich ruhig und stabil.

Das Stöckli ET bleibt auch in schnell gefahrenen engen Kurven stabil. Der auf Unterstützung eingestellte Motor gibt auch auf Stufe 2 genügend Schub, um in der grössten Übersetzung aus der Kurve heraus zu beschleunigen.

Test und Bericht: Bernhard Schneider

Fotos: Erika Schmid

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