Elektrische fiets

De pedelec of fiets met trapondersteuning

De pedelec maakt uitsluitend gebruik van een elektrische hulpmotor. De gebruiker kan deze motor activeren door de fiets met spierkracht voort te bewegen. Deze beweging wordt geregistreerd door een sensor die aan de besturing doorgeeft hoeveel ondersteuning gegeven moet worden. Er bestaan twee type sensoren die dit kunnen regelen; de rotatiesensor en de trapkrachtsensor. Vaak is er een combinatie van de 2 sensoren op de fiets, dit om meer veiligheid in te bouwen bij het gebruik van de trapkrachtsensor in combinatie met de rotatiesensor. De ondersteuning zal pas gaan werken als de trapkrachtsensor signaleert dat er gefietst wordt.Fietsen met dit systeem worden in Nederland het meest verkocht.

Rotatiesensor

Een rotatiesensor werkt op dezelfde wijze als een fietscomputer, een magneetje komt langs de sensor en als de magneet vaker langs de sensor komt wordt er sneller gefietst. Deze sensor zit meestal direct aan de crank of trapas bevestigd. Wanneer dus de trapfrequentie (RPM, rotaties per minuut) toeneemt zal de motor meer ondersteuning geven. Het voordeel bij deze sensor is dat de ondersteuning meteen aanslaat bij het wegrijden, de aansturing hoeft niet eerst de kracht te meten. Het nadeel is echter dat je bij langzaam fietsen een niet zo nauwkeurige ondersteuning krijgt.
Trapkrachtsensor

Een trapkrachtsensor maakt gebruik van het principe dat het frame licht vervormt als gevolg van de kracht die op de pedalen wordt gezet. Deze kracht wordt namelijk via de ketting op het achterwiel overgebracht. Door de pedaalkracht wordt de achteras een fractie naar voren getrokken en vervormt het frame licht. Door een extra sleuf in het achterpad te maken en daar een trapkrachtsensor in te plaatsen kan de vervorming in het frame als verplaatsing gemeten worden. De trapkrachtsensor bestaat uit een plastic behuizing die een printplaat (PCB), een magneet, een bal en een voorspanveer bevat. De sensor is gemonteerd op de uitval en meet de doorbuiging van de drop-out welke wordt veroorzaakt door de kettingkracht, welke de berijder door middel van druk op de pedalen geeft. De sensor is verbonden met de besturingseenheid door een 3 polige aansluitkabel. De PCB huisvest het Hall sensor element dat gevoelig is voor de positie van de magneet. De roestvrij stalen kogel wordt in het ‘huis’ geplaatst om een optimaal contact tussen de uitval sensorplaat en de plastic behuizing te garanderen, de veer zorgt ervoor dat de kogel stevig tegen de uitval aandrukt. De printplaat is beschermd tegen vocht, zout en stof, door een speciale coating. Aan de hand van die meetwaarden kan de hoeveelheid te leveren ondersteuning bepaald worden. Het voordeel is dan ook dat er bij veel kracht (en dus een lage trapfrequentie) veel ondersteuning geboden wordt. Het nadeel is echter dat vooral bij wegrijden uit stilstand niet direct ondersteuning wordt gegeven omdat de aansturing eerst moet registreren dat er gereden wordt om onveilige situaties te voorkomen.

Milieu

De meeste elektrische fietsen worden bestempeld als emissievrije voertuigen aangezien ze geen verbrandingsproducten opleveren. Hierbij zijn de milieueffecten van elektriciteitsopwekking, transport van elektriciteit en de productie en verwerking van batterijen met een (nu nog) gelimiteerde levensduur niet meegerekend. Toch, met deze punten in gedachte houdend, hebben elektrische fietsen een significant lagere milieu-impact dan bijvoorbeeld de auto en is daarom dan in het algemeen bekeken een zeer gewenst vervoermiddel (zeker) voor onder andere vervoer in een stadse omgeving. De lage milieu-impact kan worden toegelicht door de bijzonder lage elektriciteitskosten voor het opladen van een fietsaccu, deze bedragen bij een kilowattuurprijs van 20 cent minder dan 10 cent. Ook zijn de stroomkosten per km van een elektrische fiets meer dan 50 keer zo laag als de brandstofkosten bij een auto.

Het kleine formaat van de accu van een elektrische fiets, relatief gezien ten opzichte van bijvoorbeeld de accu’s van een elektrische auto, maakt dit product ook interessant voor het opladen via zonne-energie of andere vormen van duurzame energie.

Vanwege de milieuvoordelen van elektrische fietsen hebben sommige gemeentebesturen besloten om volledig gebruik te maken van de elektrische fiets, zoals Little Rock (Arkansas) met hun Wavecrest-elektrisch ondersteunde fietsen en Cloverdale (Californië) met de Zap-elektrische politiefietsen. Chinese e-bike-fabrikanten, zoals Xinri, werken nu samen met universiteiten om de technologie verder te verbeteren in lijn met de internationale milieustandaarden. Dit wordt ook gestimuleerd door de Chinese regering om hiermee de export van Chinese e-bikes te stimuleren.
Gezondheid

Voor ouderen en mensen met medische klachten die zich niet meer op een gewone fiets makkelijk kunnen voort bewegen, biedt een elektrische fiets uitkomst. De fiets ontlast knie- en heupgewrichten omdat er minder kracht nodig is om de pedalen rond te krijgen. Daarnaast is er minder kracht en uithoudingsvermogen nodig. Daardoor kunnen deze mensen langer in beweging blijven wat in het algemeen goed is voor hun gezondheid. Elektrische fietsen kunnen ook helpen bij de trainingsprogramma’s van hartpatiënten. Gebleken is dat trainingsprogramma’s gebaseerd op oefeningen zoals fietsen het aantal doden bij hart- en vaatziekten zoals hartinfarcten met 27% afnemen. Ook blijkt dat deze patiënten zich veiliger voelen als ze met een elektrische fiets rijden in plaats van een gewone fiets omdat er minder hartactiviteit nodig is tijdens het fietsen.