Dagens stora elektronikhändelse är rimligen Infineons köp av International Rectifier. Det är i sin tur en intressant indikation på hur viktig kraftelektroniken är och hur mycket som kommer att satsas på det området de närmaste åren.

Därför tänkte jag skriva om elcyklar.

Effektivt och billigt
För visst är det kul att diskutera elbilar, men ärligt talat – det kommer knappast att säljas särskilt många elbilar de närmaste åren. Ett genombrott för elbilen förutsätter ett genombrott i batteriteknologi och inte mycket talar för att något sådant skall hända inom överskådlig tid (vad nu det är).

Om vi i stället tar en titt på elcyklar (och kanske elmopeder) ser situationen helt annorlunda ut. Då kan man för några tusenlappar köpa ett elfordon som både fungerar och är billigt (nästan gratis) att använda. Och trots att det inte skrivs så mycket om elcyklar har försäljningen kommit igång på allvar.

En av de allt fler som skaffat elcykel är min näst äldste son, Oskar. Han och hans familj bor i Japan, uppe i bergen (inte så långt från OS-orten Nagano). Det är gott om branta backar och Oskar beskrev härom veckan nästan lyriskt hur skönt det är att ha elhjälp i uppförsbackarna. Han säger att det är ungefär som att ha en väldigt stark och villig medhjälpare bakpå en tandemcykel.

Kopplingen till tandemcykel är förresten inte så konstig. Vi är lite av ”tandemfreaks” i vår familj, med fyra tandemcyklar i garaget. Flera somrar har vi (sex personer) delat upp oss på tre tandemcyklar och dragit iväg på cykelsemester. Tandemcykeln är ju ganska idealisk när man är många och kan kombinera starkast med svagast och på det sättet få fram jämnstarka ekipage.

0,3 kWh
Men tillbaka till elcykeln. Reglerna i Sverige (och i många andra länder) säger att en elassisterad cykel får ha en motor på maximalt 250 W och att motorn bara får användas upp till 25 km/h. Motorn får bara ge kraft när cyklisten trampar runt pedalerna.

250 W kanske låter löjligt lite, men faktum är att genomsnittseffekten för en normal cyklist ligger en bra bit under 100 W (man brukar tala om ca 60 W). I uppförsbackar handlar det förstås om betydligt mer, men då blir man också trött och svettig. Ett ”påskjut” med upp till 250 W är tillräckligt för att även ordentliga uppförsbackar skall bli behagliga.

Normalt sett brukar elcyklar utrustas med batterier på max 0,3 kWh (24 V/12 A är vanligt). Också det kanske låter pinsamt lite (elbilar brukar ligga mellan 25-70 kWh och hybridbilar runt 10 kWh), men återigen är verkligheten bättre än dikten. Med fullt stöd av elmotorn och ordentlig motvind kan man kanske komma ner i dryga två mils räckvidd. I praktiken blir räckvidden betydligt längre. Det är ju inte tillåtet/möjligt att köra med el i över 25 km/h och i normala förhållanden behövs det mindre än 100 W för den hastigheten (åtminstone med en rimligt effektiv cykel).

Jag har faktiskt funderat på att konvertera en eller ett par av våra tandemcyklar till eldrift, men som så mycket annat har det inte blivit av. Här skulle en av huvudfördelarna vara möjligheten att använda motorn som generator/elbroms och ladda batterierna i nedförsbackar. Det skulle ge en behövlig bromseffekt, vilket nog alla som kört en racertandem skulle uppskatta. Det kan gå fruktansvärt fort i utförsbackarna och de vanliga bromsarna blir lätt överhettade. Ganska läskigt faktiskt.

Låg vikt
Hur kan då elcykeln vara så mycket mera lättdriven än elbilen? Tja, det är inte särskilt underligt. Visserligen har en vanlig cykel en ganska usel aerodynamisk utformning, men det kompenseras av den ganska begränsade frontarean och framför allt av den låga farten. Luftmotståndet ökar kvadratiskt med hastigheten och skillnaden mellan 20 km/h och 80 km/h är med andra ord inte en faktor fyra utan en faktor sexton.

I cykelfart brukar rullmotståndet vara den viktigaste faktorn. Rullmotståndet ökar linjärt med hastigheten och multipliceras med fordonets massa. En cykel med cyklist väger normalt sett under 100 kg, medan en bil (speciellt en elbil med tunga batterier) brukar hamna på minst ett och ett halvt ton. Hårt pumpade och smala cykeldäck kan göra skillnaden ännu större.

Sedan har vi den lilla detaljen med upp- och nedförsbackar. Energiåtgången är lätt att räkna ut och förhåller sig förstås helt och hållet till ekipagets vikt. Förlorad energi i uppförsbackar kan i stor utsträckning återvinnas i utförsbackarna (om man vågar).

Slutresultatet är i alla fall att elcykeln är praktiskt fullt användbar också med dagens batteriteknik. Dessutom fungerar den på samma sätt som en hybridbil. Lite mer fossilt bränsle (t ex en kanelbulle då och då) och ekipaget får en nästan obegränsad räckvidd.

Mopeder som inte stinker
Elassisterade cyklar börjar bli vanliga. Däremot ser man ytterst sällan några elmopeder. Det är synd, eftersom mopeder verkligen skulle kunna dra nytta av eldrift. Dagens mopeder är många och har för det mesta ineffektiva, smutsiga och illaluktande  tvåtaktsmotorer.

Man kanske borde fråga sig varför så mycket politisk kraft läggs på elbilar, trots att de är tekniskt ganska hopplösa med dagens batteriteknik. Samtidigt kör våra ungdomar runt på stinkande mopeder, trots att elmopeder är tekniskt okomplicerade och praktiska, även med dagens batteriteknik.

Något att fundera över?

Filed under: Göte Fagerfjäll