Elektrische fiets voor postbedeling Met bijzondere aandacht voor motor, batterij, controller en human machine interface: ontwerp en evaluatie

Abstract

Deze studie Een elektrische fiets voor postbedeling : met bijzondere aandacht voor motor,
batterij, controller en human interface ontwerp en evaluatie kadert in het Kleine en
Middelgrote Ondernemingen-innovatieproject Elektrische Fiets voor Postbedeling van het
Instituut voor de Aanmoediging van Innovatie door Wetenschap en Technologie in
Vlaanderen dat geassocieerd is met het New Electric Postman Helper project binnen een
actielijn van de Europese Commissie. Het gaat hem hierbij specifiek om het ontwerp van de
elektrische aandrijflijn van de postfiets. Het project behelst, wat betreft onderzoek in het kader
van eindverhandelingen aan de Vrije Universiteit Brussel, naast de studie en het ontwerp van
het kader van een postfiets die uitgerust is met een elektrische aandrijflijn tevens de studie van
de dimensionering van de componenten van de elektrische aandrijflijn. De studie en het
ontwerp van het kader van een postfiets maakte het eerste luik uit van een aparte
eindverhandeling van Björn Wauters: Structurele analyse van een postfiets met assistentie van
een elektrische motor.
Aan de hand van een enquête bij enige Europese postbedrijven worden de voorwaarden die zij
stellen wat betreft toekomstige elektrische fietsen en waar rekening mee dient gehouden te
worden duidelijk. Dit wordt vertaald naar technische parameters waaraan de verschillende
componenten van deze elektrische fiets dienen te voldoen. Voor de batterij worden aan de
hand van simulaties dan de energie-inhoud en vermogendichtheid bepaald die nodig zijn om
de gespecifiëerde postronde(s) te kunnen vervolledigen/uitrijden. Tevens wordt het
motorvermogen bepaald dat nodig blijkt om de meest extreme lading langsheen een zwaar
geaccidenteerd traject van/met een bepaalde lengte te vervoeren. Ook de werking van de
controller om de koppeling te maken tussen batterij en motor wordt beschreven en bestudeerd.
De human machine interface is nodig om de toekomstige postman zijn elektrische fiets te
laten bedienen en gebruiken. Wanneer alle componenten bepaald zijn in de zin van
berekend zijn wordt nagegaan welk ontwerp het meest geschikt is rekeninghoudende met de
wettelijke bepalingen (afmetingen, maximaal vermogen, etc), ergonomie, algemene
manoevreerbaarheid van de (post)fiets binnen de door het projectkader opgelegde
voorwaarden (industriële partners leveren de componenten voor de elektrische fiets). Binnen
het Vlaamse project wordt een verbinding gemaakt met duurzame ontwikkeling, een aspect
dat ook in deze thesis aan bod komt.
Om te kunnen evalueren beschikt men over prototypes van alle componenten geïntegreerd op
het prototype van het kader. Met andere woorden dé elektrische fiets in zijn geheel wordt
getest binnen omgevingen en omstandigheden waarvoor deze ontwikkeld is. Componenten
werden door ons niet afzonderlijk getest. Dat belet niet dat de producenten dit wel deden voor
ze een product ter beschikking stelden en de resultaten ons al dan niet meedeelden
(geheimhoudingsprocedures). Bepaalde gegevens waren eenvoudig niet beschikbaar
(bijvoorbeeld de topografische gegevens van de postrondes bij de postbedrijven). De
prototypetesten dienden te gebeuren om mankementen, onvolkomenheden en pijnpunten bloot
te leggen. Bedoeling was hier te komen tot een of enkele prototype(s) dat/die voldoen aan de
vereisten afkomstig uit de enquêtes. Om bepaalde parameters in de berekeningsmodellen
(batterijefficiënties, controller en motorrendementen, weerstandscoëfficiënten, etc) te
valideren waren de prototypetesten een uitgelezen middel. Men ging hierbij zelfs over tot
worst case scenarios. Naargelang de (ingebeelde) omstandigheden (waar en wanneer) kunnen
de scenarios cultureel of per land/regio verschillen. Na evaluatie kwamen wij tot de volgende
bevindingen: het is mogelijk een fiets te maken, ondanks de zware vereisten van de
postbedrijven, die voldoet. Men moet hierbij rekening houden met het feit dat het hierbij wel
degelijk om een fiets gaat die als specifiek (hulp)transportmiddel ingeschakeld wordt en niet
door iedereen gebruikt kan worden.

Date of Award	30 Jan 2007
Original language	Dutch
Supervisor	Philippe Lataire (Promotor) & Jean-Marc Paul Timmermans (Advisor)