Ontwikkeling van de elektrische fiets

De eerste ideeën voor elektrische fietsen zijn in de jaren negentig van de 19e eeuw gedocumenteerd in diverse Amerikaanse patenten. Zo kreeg Ogden Bolton Jr. in 1895 een patent voor een met batterij aangedreven fiets. In 1898 werd een met het achterwiel aangedreven elektrische fiets gepatenteerd.

Krachtsensoren en motoraansturingssystemen werden in de late jaren negentig van de 20e eeuw ontwikkeld. De productie groeide van 1993 tot 2004 met zo'n 35% terwijl de productie van gewone fietsen in die periode juist daalde.

Door verbetering van de accutechnologie werden fietsen beter; ze werden lichter maar konden toch langere afstanden op een volle accu behalen. Goedkope fietsen bleven echter gebruikmaken van een loodaccu of een NiCd-accu terwijl de nieuwere en duurdere fietsen een Nikkel-Metaal Hydride (NiMH)-accu of een Lithium ion (Li-ion)-accu gebruiken.

Sparta was de eerste tweewielerfabrikant die de elektrische fiets zeer groot aanpakte. Als eerste werd in 1998 de Sparta Pharos geïntroduceerd. Deze fiets maakte gebruik van het elektrische systeem dat door Yamaha ontwikkeld is. In 2003 introduceerde Sparta de Sparta Ion. Deze fiets is volledig door Sparta zelf ontwikkeld.

In 2001 kwamen de termen E-bike, pedelec en elektrisch ondersteunde fiets op om deze fietsen te beschrijven. Volgens Google is E-bike als term sterk in populariteit gegroeid. De E-bike refereert eigenlijk aan de elektrische fiets die met een gashendel bediend wordt maar wordt ook veel gebruikt om pedelecs aan te duiden.
Vandaag de dag is China de grootste producent van elektrische fietsen. Gebaseerd op de cijfers van de China Bicycle Association, een door de Chinese overheid ingestelde industriële groep, verkochten Chinese fabrikanten in 2004 7,5 miljoen elektrische fietsen over de hele wereld. Dit was het dubbele aantal van de verkoopcijfers van 2003. In 2005 steeg de verkoop tot zo'n 10 miljoen stuks en zo'n 16 tot 18 miljoen stuks in 2006.
In 2007 besloeg het geschatte aantal elektrische fietsen zo'n 10 tot 20% van alle tweewielers in vele grote steden wereldwijd. (bron : Wikipedia)

Framematen
De framemaat is zeer belangrijk voor een goede fietshouding. Een foute fietshouding betekent meer belasting voor je gewrichten en is veel vermoeiender. De juiste framemaat is op een aantal manieren te berekenen. Met de juiste maat kun je, zittend op het zadel, met de tenen bij de grond en zijn je benen tijdens het fietsen licht gebogen.

Ondersteuning
Elektrische fietsen zijn ruwweg op te delen in twee groepen. De fiets met alleen trapondersteuning en de fiets met een ‘snorfiets’-functie.

Trapondersteuning
Terwijl je de pedalen rondtrapt, zorgt het elektrische systeem voor aanvullende kracht. De elektrische ondersteuning zal starten als je begint met fietsen en stopt wanneer de pedalen stilstaan. De elektrische motor en menselijke kracht werken tegelijk. Dit is een Pedelec, of Pedal Electric Cycle.

Snorfiets
Een E-Bike is een eigenlijk een snorfiets op stroom. Met een E-Bike is naast trapondersteuning ook ‘fietsen zonder trappen’ mogelijk. In tegenstelling tot Pedelecs werken bij E-Bikes de elektrische motor en menselijke kracht onafhankelijk van elkaar. E-Bikes heten ook wel E-Scooter of E-Mobile. Deze E-bikes werken met een knop of gashendel.

Accu
De accu is het belangrijkste onderdeel van de elektrische fiets. De capaciteit van de accu bepaalt de actieradius van de fiets.

Inhoud accu
De capaciteit van de accu hangt af van de elektrische spanning in voltage (volt) en de inhoud van de accu in Ampère per uur (Ah). Hoe hoger het voltage, hoe meer kracht de accu levert. En hoe hoger de Ah, hoe langer de accu een bepaalde stroomsterkte kan leveren. Deze waardes vormen gecombineerd het wattage per uur (Wh).

Type accu
Elke accu heeft zijn eigen kenmerken. De meeste elektrische fietsen hebben een accu met Lithium-Ion-technologie (Li-Ion). Voordelen zijn hogere vermogensopname en lichter gewicht dan oudere typen accu’s en volledig ontladen is mogelijk. De oudere typen accu’s zijn NiMH en NiCd. Hier is de NiCd weer de betere van de twee.
Een nieuw soort accu is de LiFePo4. Deze accu kan twee keer zo vaak opgeladen worden als een Li-Ion en gaat meer dan drie keer zo lang mee. Deze technologie is echter nieuw en nog erg duur.

Actieradius
Dit is het aantal te rijden kilometers op een volle accu. De werkelijke actieradius hangt af van veel factoren.

• bandenspanning: met harde banden heb je minder weerstand en een grotere actieradius
• gewicht berijder: een zwaardere fietser heeft een kleinere actieradius dan een lichtgewicht fietser
• tegenwind: hoe meer tegenwind, hoe lager de actieradius
• wegdek: met een vlak wegdek is de actieradius groter dan met een hobbelig of zanderig wegdek
• conditie accu: een nieuwe accu levert betere prestaties en dus een grotere actieradius dan een oudere accu
• gebruik en snelheid: fiets je met weinig ondersteuning 15 km/u dan gaat de accu langer mee dan wanneer je 25 km/u fietst met volle ondersteuning

Omdat er zoveel variabelen zijn, is de capaciteit van de accu de belangrijkste graadmeter voor de actieradius. Hoe hoger het Wh, hoe verder je kan fietsen op één acculading.

Opladen
Als de accu uitneembaar is, kun je de accu zogezegd naar de lader toebrengen. Als de accu in het frame zit, moet je dus altijd de fiets naar een stopcontact brengen. Bij een aantal modellen wordt een extra accu meegeleverd. Hierdoor kun je dus grotere afstanden afleggen zonder een accu op te laden. Dit zijn altijd modellen met een uitneembare accu. Uiteraard geldt: hoe korter de oplaadtijd hoe beter.

Versnellingen
Naast de elektrische motor maken ook de versnellingen het fietsen makkelijker. Met hetzelfde aantal trapbewegingen kun je sneller en langzamer fietsen. Je fietst sneller maar zwaarder als je naar een hogere versnelling schakelt. En je fietst langzamer maar wel lichter als je naar een lagere versnelling schakelt.

Aantal versnellingen
Vermenigvuldig het aantal kettingwielen voor en achter met elkaar voor het aantal versnellingen. Met 3 bladen voor en 8 bladen achter heeft de fiets dus 24 versnellingen. Op de elektrische fiets komt de naafversnelling het meeste voor. De naafversnelling zit in de naaf zelf, heeft maximaal 8 versnellingen en is geplaatst in het achterwiel. Een derailleur heeft maximaal 27 versnellingen en bestaat uit een voor- en/of achterderailleur.

Verlichting
Verlichting op de fiets is wettelijk verplicht. Op een elektrische fiets is dat in bijna alle gevallen een LED-lamp die werkt op de accu.

Automatische verlichting
Een sensor meet of het al donker genoeg is en of de fiets in beweging is. Is dit het geval, dan gaat de verlichting aan. Stop je met fietsen, dan gaat het licht automatisch uit. Met standlicht-functie blijft de verlichting na stilstand nog even aan. Dit is als je bijvoorbeeld voor een verkeerslicht staat te wachten.

Remmen
De remmen zijn één van de belangrijkste kenmerken op een fiets. Er bestaan veel verschillende remmen, te verdelen in een voetrem (terugtraprem) en handremmen.

Terugtraprem
Deze rem is zelden te vinden op een elektrische fiets. Een terugtraprem werkt op het achterwiel door achteruit te trappen.

Handremmen
Met handremmen kun je beter doseren dan met een voetrem. Trommelremmen, v-brakes en rollerbrakes zijn voorbeelden van handremmen. Handremmen bedien je op het stuur en ze werken op het voor- en achterwiel door ze gelijktijdig in te knijpen.

• Velgremmen
  De v-brake is een velgrem. Hierbij worden twee remblokjes tegen de velg gedrukt. Een velgrem is simpel, licht en sterk. Wel moeten de remblokjes om de zoveel tijd vervangen worden.
• Trommelremmen
  De trommelrem werkt ook met remblokken, maar deze worden van binnen in de trommel tegen de buitenkant gedrukt. Dit gesloten systeem is niet gevoelig voor regen en nat wegdek en dus een stuk duurzamer. Daarentegen is deze rem wel een stuk zwaarder.
  De rollerbrake is een type trommelrem en werkt met rollers die tegen de kant worden gedrukt. Dit is minder slijtgevoelig. Dit type komt het meeste voor op elektrische fietsen.
• Schijfrem
  Soms is een schijfrem gemonteerd. Deze rem is sterk, eenvoudig en onderhoudsvriendelijk. Op de naaf zit een schijf en op de voorvork zit de remklauw die op de schijf wordt gedrukt.

Comfort
Op de elektrische fiets zijn meerdere mogelijkheden die het comfort verhogen.

Vering
Met een verende voorvork en zadelpen fiets je comfortabel over elke ondergrond maar breng je minder kracht over op de wielen. De verschillende veringen zijn vaak op lichaamsgewicht in te stellen.

Verstelbare stuurpen
Met een verstelbare stuurpen kun je zonder gereedschap het stuur in hoogte veranderen. Gebruik je bijvoorbeeld met je partner dezelfde (unisex) fiets dan kun je snel een goede fietshouding instellen.

Kinderzitje
Wil je kinderen onder de acht jaar op de fiets meenemen dan is een veilige zitplaats verplicht. Een kinderzitje met steun voor rug, handen en voeten.
Kinderen tot twee jaar gaan meestal in een zitje voorop de fiets. Tot deze leeftijd zijn ze meestal niet te zwaar en kun je ze goed in de gaten houden. Een stoeltje voorop maakt het sturen zwaarder tenzij het stoeltje aan het frame en niet het stuur is bevestigd. Ook bestaat er een losse steun met als voordeel dat deze makkelijk te bevestigen en te verwijderen is.
Vanaf twee jaar mag het kind achterop de fiets. Een kinderzitje achterop is het veiligst. Het is belangrijk dat de fiets jasbeschermers heeft. Daarnaast is een stevige bagagedrager belangrijk voor de veiligheid van het kind.