Immer mehr E-Biker benötigen unterwegs eine zuverlässige Möglichkeit, ihre mobilen Geräte wie Handys oder GPS-Geräte aufzuladen. Da viele Hersteller keine USB-Lademöglichkeit an ihren Antrieben oder Rädern mehr anbieten, stellt sich die Frage, wie man dieses Problem lösen kann.
USB-Lademöglichkeit aus dem E-Bike Akku
Eine Lösung ist die Installation einer USB-Lademöglichkeit, die den Strom direkt aus dem 36V-Fahrakku des E-Bikes bezieht. Hierbei wird ein Spannungswandler verwendet, der die Eingangsspannung (in diesem Fall 8 - 32 Volt) mit einem DC-DC-Wandler in USB-taugliche 5 Volt umwandelt. Es gibt verschiedene Spannungswandler auf dem Markt, die sich für diese Anwendung eignen.
Ein Beispiel für eine kostengünstige Lösung ist ein Spannungswandler von Bauer Electronics. Diese Variante mit USB-C-Kabel ist ideal für moderne Verbraucher. Für ältere Geräte kann man zusätzlich ein passendes Kabel für die USB-A Buchse verwenden. Das Modul ist fertig aufgebaut und nach IP68 gegen Wasser und Dreck geschützt.
Anschlussmöglichkeiten am E-Bike
Im Idealfall wird der Strom für die Ladeelektronik aus einem speziellen Zubehöranschluss des Antriebs bezogen. Beim aktuellen smarten System von Bosch gibt es den High-Power-Port, der konstant maximal 1 Ampere (12 Watt Leistung) liefert. Der Low Power Port ist zwar auch geeignet, wird aber meist vom Speed Sensor belegt. Beim älteren BES2 System von Bosch (Performance Line CX Motor der Gen.4) gibt es ebenfalls einen Power-Port mit 1 Ampere Leistung.
Wenn kein spezieller Zubehöranschluss vorhanden ist, kann man auch den Lichtanschluss nutzen. Dabei ist jedoch darauf zu achten, dass der Anschluss nicht überlastet wird, wenn gleichzeitig ein Licht angeschlossen ist. Beim Shimano STEPS Antrieb (EP8, EP6, EP801 & Co) ist der Anschluss besonders einfach, da die Motoren einfache Anschlussterminals ohne Spezialstecker haben.
Installation am Shimano EP8 Motor
Für die Installation am Shimano EP8 Motor ist folgender Plan vorgesehen:
- Akkuspannung wird im Motorraum abgegriffen (professionelle Lötverbindung), wasserdicht verschrumpft, kein zusätzlicher Steckverbinder für den Motorstrom.
- Die einzubauende USB-Buchse wird stromlos geschaltet, sobald das E-Bike am Display oder Akku ausgeschaltet wird.
Benötigtes Material:
- Leitung (2 flexible Adern im Mantel (2x0,5mm²))
- 2x Steckverbindung (male/female) klein, wasserdicht
- Schrumpfschlauch für 2 Adern + Gesamtleitung
Installationsschritte:
- Kabel zum USB-Modul an die Batterieleitung anschließen (löten) und anschließend abschrumpfen.
- USB-Modul montieren.
- Kabel nach oben führen, mit Kabelbinder fixieren und an das USB-Modul anschließen.
Elektronik und Funktion
Die Elektronik besteht aus einem DCDC-Wandler aus dem Fahrakku und einer USB-C Platine. Es wird eine Schmelzsicherung im Gehäuse geben. Der USB-C liefert etwa 0,9A bzw. 1,6A bei einer Spannung von 9,22V, was 1-2W aus dem Shimano Akku entspricht.
Funktionsweise des USB-C Laders:
Der DCDC-Wandler mit grüner Kontroll-LED versorgt das USB-C Modul mit Strom. Am USB-C Ausgang ist ein USB-Tester angeschlossen, an dem ein Smartphone hängt. Die App Komoot ist aktiv und der Ladezustand des Handys wird dokumentiert.
| Komponente | Funktion |
|---|---|
| DCDC Wandler | Wandelt die Akkuspannung in USB-taugliche 5V um |
| USB-C Modul | Stellt den USB-C Anschluss zum Laden von Geräten bereit |
| Sicherung | Schützt die Elektronik vor Überlastung |
Erfahrungsbericht
Ein Erfahrungsbericht zeigt, dass das System gut funktioniert. Bei einer Fahrzeit von 2h 15Min wurde ein Handy (S20FE mit aktivem Komoot) von 80% auf 89% geladen, während es gleichzeitig benutzt wurde. Die Energie für den Handybetrieb kam also vollständig aus der USB-Versorgung mit zusätzlicher Nachladung des Handyakkus.
Nach einer Saison mit dem "Wireless Charger" war der Handyakku nie mehr leer. Oft wurde das Handy mit z.B. 30% Ladezustand am Lenker befestigt und war nach der Fahrt mit 100% wieder voll einsatzfähig. Es gab auch keine Notwendigkeit mehr, den Bildschirm in den Ruhemodus bzw. Stromsparmodus zu versetzen.
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