Hjemmebesøg / Elcykel: Udviklingen af kompakte og lette elcykelmotorer har ændret markedet betydeligt i de seneste år. En nøgleaktør i dette segment er den bayerske virksomhed TQ, som har været med til at forme trenden med lette el-MTB'er, især med sit HPR50-drev, og som videreudvikler denne trend med HPR60 og HPR40. Vi besøgte deres faciliteter i Inning am Ammersee, talte med udviklerne om transmissionskoncepter og sensorteknologi og så nærmere på deres lokale produktion.
Historien om TQ: Fra leverandør af elektroniktjenester til pioner inden for elcykler
At TQ spiller en så fremtrædende rolle i cykelsektoren i dag var uforudset, da virksomheden blev grundlagt i 1994. Virksomheden startede oprindeligt som en tomandsvirksomhed og fokuserede i første omgang på elektroniktjenester og tidlig robotteknologi. I dag beskæftiger TQ omkring 2.000 mennesker på verdensplan, hvoraf cirka 200 arbejder i elcykelafdelingen på Ammersee-lokationen.
Rejsen mod cykeldrivsystemer begyndte først omkring 2010 og er tæt forbundet med Toni Rossberger. Den tidligere ekstrematlet og maskinmontør, der længe havde udviklet løsninger til TQ inden for områder som luftfart, blev personligt involveret i en elcykel-startup. Prototyperne på det tidspunkt var dog tunge, klodsede og baseret på ineffektive kædedesigns. Rossberger søgte en rotationssymmetrisk, kompakt løsning. Da eksisterende industrielle gearkasser til elcykler hverken var effektive eller overkommelige i pris, udviklede han sit eget koncept, som i sidste ende lagde grundlaget for nutidens TQ-portefølje.
Teknologien: Det harmoniske stift-ring gear
Hjertet i TQ-drivsystemet er det såkaldte pin-ring-drev, også kendt som "HPR" (Harmonic Pin-Ring Drive). I modsætning til klassiske koaksialdrev eller flertrinsgeardesign muliggør denne konstruktion en ekstremt kompakt, ringformet kraftoverførsel. Dette resulterer i en meget høj momenttæthed på et meget lille installationsareal. En anden teknisk fordel ligger i dens integration omkring krankboksen, hvilket giver mulighed for en lav Q-faktor (afstanden mellem pedalerne) og korte kædestag på cykelstellet.
TQs første produktionsmotor, HPR 120S, blev lanceret i 2014. Med et maksimalt drejningsmoment på 120 Nm var enheden langt forud for sin tid – til sammenligning leverede en anden generation af Bosch Performance Line CX 75 Nm dengang, omend med en højere vægt. Selvom 120S kan virke som en dinosaur set fra nutidens perspektiv, demonstrerede den de grundlæggende ydeevneegenskaber ved pin-ring-teknologi.
Innovation gennem software: Kraftmåling i stedet for en klassisk sensor
En af de største designudfordringer med midtermonterede motorer er integrationen af momentsensoren. Dette kræver typisk en hul aksel og ekstra plads, hvilket strider mod målet om en ekstremt kompakt motor. TQ valgte derfor en ukonventionel tilgang: Drevene klarer sig uden en konventionel momentsensor.
I stedet bruger TQ gennemprøvede strain gauges, der er fastgjort til krankboksens aksellejer. Disse måler præcist de vertikale kræfter og den minimale vridning, der opstår, når man træder i pedalerne. Den virkelige magi sker i softwaren: En meget kompleks algoritme behandler disse data i realtid og beregner ikke kun det påførte drejningsmoment, men analyserer også pedalteknik, vægtfordeling (venstre/højre) og registrerer endda, om rytteren står op. Dette samspil mellem forenklet mekanik og avanceret software er en nøglefaktor i den kompakte størrelse af de nuværende TQ-motorer.
Paradigmeskiftet: Fra kraftcenter til lysassistent
Trods deres oprindelige fokus på maksimal ydeevne, indså TQ tidligt, at direkte konkurrence med branchegiganter som Bosch, Shimano eller Brose i højtydende segment ville være kontraproduktivt. Testture og dataanalyse med ryttere, der var kritiske over for konventionelle elcykler, afslørede et nyt krav: en motor skulle bevare den naturlige kørefornemmelse på en umotoriseret cykel i stedet for at maskere den med ren kraft.
Fra dette "ubådsprojekt" opstod et drev med betydeligt lavere gearforhold, mindre kraft, reduceret svinghjulsmasse og minimal støj. Dette markerede fødslen af HPR50. Motoren var designet til ryttere, der søger følsom og givende assistance uden at ofre håndteringen af en adræt trailcykel. Dens integration i modeller fra store producenter som Trek gav TQ endelig sit definitive gennembrud i det hurtigt voksende lette e-MTB-segment.
Udviklingen af HPR-serien: HPR60 og HPR40
TQs produktstrategi er også interessant. HPR60, som efterfulgte HPR50, tilbyder 10 Nm mere drejningsmoment og 50 watt mere peak power i det samme kabinet, kombineret med optimeret temperaturstyring. Denne bagudkompatibilitet er en stor fordel for stelproducenter og slutbrugere, da formfaktoren forbliver den samme.
Konceptet med minimal assistance tages i øjeblikket til sit yderste med HPR40. Denne motor vejer lidt over et kilogram og er specielt designet til el-gravel- og el-landevejscykler. Visuelt forsvinder motoren helt bag klingen, hvilket gør sådanne cykler stort set umulige at skelne fra deres konventionelle modstykker.
Et kig på produktionen på Ammersee
Et sandt højdepunkt ved besøget var rundvisningen i produktionsanlægget i Inning. Det, der ofte bruges som et rent marketingmærke på dagens cykelmarked ("Engineered in Germany"), er her håndgribelig virkelighed. TQ's vertikale integration er imponerende. En stor del af transmissionskomponenterne, den komplekse effektelektronik og den endelige montering af motorerne finder sted inden for virksomhedens eget netværk (Inning, Peiting, Delling).
På samlebåndene samles komponenterne i en semiautomatiseret proces, hvor præcis robotteknologi og faglært manuelt arbejde arbejder problemfrit sammen. Den tætte nærhed mellem forsknings- og udviklingsafdelingen og serieproduktionen er særligt bemærkelsesværdig. Dette gør det muligt ofte at teste og implementere modificerede komponenter eller prototyper inden for 24 timer – en enorm fordel i et så hurtigt teknologisk miljø.
Innovation betaler sig
Besøget hos TQ E-Bike viste, at innovation ikke altid betyder at stræbe efter de højeste præstationsniveauer. Ved dristigt at differentiere sig teknologisk med pin-ring-teknologi og softwarebaseret effektmåling har TQ skabt en niche, der siden er blevet en af de vigtigste trends i cykelindustrien. Den høje grad af lokal produktion og den kontinuerlige, evolutionære udvikling af motorerne i samme formfaktor gør systemet yderst attraktivt, ikke kun for cykelproducenter, men også for teknologikyndige og atletiske cyklister.