Welche Auswirkungen hat ein Abwürgen bei der Verwendung eines Mountainbike-Motors?

Bei modernen Elektrofahrgeräten steht die Stabilität des Motors in direktem Zusammenhang mit der Sicherheit und dem Fahrerlebnis des Fahrers. Das Phänomen des Motorstillstands führt nicht nur zu einer vorübergehenden Unterbrechung der Stromversorgung, sondern kann in komplexem Gelände auch zu ernsthaften Sicherheitsrisiken führen.

Es besteht die Gefahr, dass die Kontrolle über die dynamische Stabilität verloren geht
Die unmittelbarste Folge des Abwürgens des Mountainbike-Motors ist die vorübergehende Unterbrechung der Fahrzeugleistung. Wenn der Fahrer mit einer Geschwindigkeit von 20 km/h durch die Schotterstrecke fährt und der Motor plötzlich abgewürgt wird, verschiebt sich der Schwerpunkt des Fahrzeugs aufgrund der Trägheit des Fahrzeugs nach vorne und die Belastung der Vordergabel erhöht sich sofort um 30 bis 50 %, was das Risiko eines Durchrutschens des Vorderrads erheblich erhöht. Bei Modellen mit Mittelmotoren führt eine Stromunterbrechung auch zu einem Rückwärtswiderstand des Getriebesystems, wodurch die Kettenspannung um mehr als 60 % abfällt, wodurch sich die Gefahr einer Kettenentgleisung erheblich erhöht.
Bei Fahrten an steilen Hängen kann das Abwürgen dazu führen, dass das Fahrzeug nach hinten rutscht. Experimentelle Daten zeigen, dass bei einer Neigung von mehr als 15° die Rückwärtsrutschgeschwindigkeit des Fahrzeugs 3–5 km/h erreichen kann, nachdem der Motor abgewürgt wurde. Wenn der Fahrer das elektronische Parksystem nicht rechtzeitig auslöst, kann es sehr wahrscheinlich zu einem Auffahrunfall kommen. Darüber hinaus verlängert sich bei Nachtfahrten durch die verzögerte Aktivierung der Notbeleuchtung aufgrund des Abwürgens (Reaktionszeit über 0,5 Sekunden) der Bremsweg um 40 %, was die Wahrscheinlichkeit von Folgeunfällen deutlich erhöht.

Mechanischer Spannungsstoß im Stromnetz
Im blockierten Zustand sind die mechanischen Komponenten im Inneren des Mountainbike-Motor wird ungewöhnlichem Stress ausgesetzt sein. Bei Motoren mit Planetengetriebe-Untersetzungsmechanismus führt eine Stromunterbrechung dazu, dass die Eingriffsfläche des Zahnrads von Rollreibung zu Gleitreibung wechselt und die Kontaktspannung um mehr als 200 % ansteigt, was sehr wahrscheinlich zu Lochfraß auf der Zahnoberfläche führt. Zu diesem Zeitpunkt ist das Lagersystem im Moment des Abwürgens Stoßbelastungen ausgesetzt, und der Spitzenwert der Radiallast kann das 3- bis 5-fache des Nennwerts erreichen, wodurch die Verformung des Käfigs beschleunigt wird.
Auch die Motorsteuerung steht vor der Herausforderung eines Stromschlags, wenn sie blockiert. Wenn der Fahrer weiter in die Pedale tritt und der Motor keine Leistung erbringt, muss sich die Steuerung mit dem Überlagerungseffekt von elektromotorischer Gegenkraft und Antriebsstrom auseinandersetzen, und die momentane Stromspitze kann 150 % des Nennwerts erreichen. Dieser abnormale Betriebszustand führt dazu, dass die Sperrschichttemperatur des IGBT-Moduls um 40 bis 60 °C ansteigt, wodurch sich die Lebensdauer des Leistungsgeräts verkürzt.

Ausfall des Kühlsystems unter thermodynamischer Dimension
Im Stall-Zustand wird das Wärmemanagementsystem des Mountain-E-Bike-Motors strengen Tests unterzogen. Unter normalen Arbeitsbedingungen sollte der Temperaturanstieg der Statorwicklung des Motors auf 85 °C begrenzt werden, im Stall-Zustand nimmt der Lüftungskühlungseffekt jedoch um 70 % ab, was zu einer Verdreifachung der Temperaturanstiegsrate führt. Die gemessenen Daten einer bestimmten Motormarke zeigen, dass ein kontinuierliches Abwürgen über 30 Sekunden dazu führt, dass die Statortemperatur den kritischen Wert von 120 °C überschreitet, was zu einer irreversiblen Entmagnetisierung des Magneten führt.
Der Akku steht im Stall-Zustand unter doppeltem Druck. Einerseits führt der Rückwärtswiderstand des Motors dazu, dass sich die Batterie kontinuierlich entlädt und der Ladezustand (SOC) mit einer Rate von 0,5 %/Sekunde abnimmt; Andererseits beschleunigt die Umgebung mit hohen Temperaturen den Anstieg des Batterieinnenwiderstands. Wenn der Innenwiderstand 150 % des Ausgangswerts überschreitet, sinkt die Ausgangsleistung des Akkupacks um mehr als 40 %. Dieser thermisch-elektrische Kopplungseffekt kann zu einem thermischen Durchgehen der Batterie führen, was ein großes Sicherheitsrisiko für den Fahrer darstellt.

Fehlerausbreitung des elektronischen Steuerungssystems
Stall-Fehler lösen häufig eine Kettenreaktion elektronischer Systeme aus. Im Stall-Zustand kann es bei der CAN-Bus-Kommunikation zu Datenpaketverlusten kommen. Experimente zeigen, dass bei Schwankungen der Motordrehzahl um mehr als ±20 % die Bitfehlerrate des Busses auf 0,1 % ansteigt, was zu Verzögerungen oder fehlerhaften Informationen auf dem Armaturenbrett-Display führt. Darüber hinaus ist das Drosselklappensignal unter Stallbedingungen anfällig für elektromagnetische Störungen. Bei einem Stalltest kam es bei einem bestimmten Motormodell zu einem abnormalen Phänomen, bei dem die Leistungsabgabe umgekehrt mit der Pedalkraft korrelierte.
Bei Modellen, die mit Energierückgewinnungssystemen ausgestattet sind, kann das Abwürgen auch zu einer Überspannung beim Rückwärtsladen führen. Wenn die Drehzahl des Mountainbike-Motors stark abfällt, hat der Anstieg der elektromotorischen Gegenkraft erhebliche Auswirkungen auf die Stabilität des Systems und damit auf die allgemeine Fahrsicherheit.