Hoe werkt trapondersteuning op een elektrische fiets?

Vrijwel alle elektrische fietsen werken met trapondersteuning. Trapondersteuning houdt in dat je als fietser wordt geholpen met trappen door de elektromotor op de fiets. Dit is anders dan bij bijvoorbeeld een (elektrische) snorfiets, daar wordt het trappen niet ondersteund maar volledig overgenomen door de motor.

Dit ‘meehelpen’ dat de elektromotor doet voelt aan alsof je lichter hoeft te trappen dan normaal en toch snel accelereert of het voelt alsof de fiets gas bijgeeft terwijl je zelf meefietst.

Okay, maar hoe werkt trapondersteuning dan precies?

Trapondersteuning werkt doordat sensoren meten hoe snel je trapt (rotatiesensor) of hoeveel trapkracht je als fietser levert (trapkrachtsensor). Op basis van deze metingen en het ingestelde ondersteuningsniveau berekent de fietscomputer hoeveel ondersteuning op dat moment nodig is. De elektromotor van de elektrische levert dan extra kracht op de trapas. Hierdoor voel je als fietser dat je ondersteund wordt terwijl je fietst.

Elektrische fietsen (pedelecs) worden dus gekenmerkt met deze vorm van aandrijving. Maar, niet elke elektrische fiets is hetzelfde en zeker op het gebied van trapondersteuning bestaan een aantal belangrijke verschillen die bepalend zijn voor de rijeigenschappen van de fiets.

De vorm van trapondersteuning is misschien wel de belangrijkste keuze die je maakt als je op zoek bent naar een elektrische fiets!

Yamaha middenmotor met trapkrachtsensor
Yamaha middenmotor met trapkrachtsensor

Wat voor soorten trapondersteuning zijn er?

Er zijn dus twee verschillende manieren waarop trapondersteuning kan zijn geregeld op een elektrische fiets.

Rotatiesensor – meet hoe snel je trapt

De eerste manier waarop trapondersteuning op een elektrische fiets ingeregeld kan zijn is met een rotatiesensor. De rotatiesensor zit aan de trapas en meet daar de snelheid waarmee te trappers rond draaien. De rotatiesensor meet hoe snel de magneetjes aan de binnenkant van de trapas de sensor passeren. “Hoe meer dit er zijn per seconde, hoe sneller de fietser trapt.” concludeert de fietscomputer.

Als de fietscomputer via de trapsensor bemerkt dat de trappers in beweging zijn berekent hij vervolgens hoeveel trapondersteuning de motor moet leveren. De mate van ondersteuning is afhankelijk van twee factoren:

  1. Ten eerste hoeveel ondersteuning de fietser zelf wil dat de motor geeft. Dit kun je instellen in het display op het stuur. Bijvoorbeeld: ‘veel’, ‘normaal’, ‘weinig’ of ‘geen’ ondersteuning.
  2. De tweede factor in het bepalen van de mate van ondersteuning is de trapsnelheid. Elektrische fietsen die ondersteuning bieden met een rotatiesensor gaan er van uit dat de fietser een ideale trapsnelheid wil bereiken. Dit is meestal zo’n 60 a 70 omwentelingen per minuut. Als de fietscomputer merk dat de fietser trap, maar nog niet het aantal gewenste omwentelingen haalt wordt er door de motor gas bij gegeven.

De meeste rotatiesensor-systemen berekenen hoeveel de ondersteuning gedoseerd moet worden afhankelijk van hoe snel je trapt en hoe dicht je bij de ideale trapfrequentie zit.

Trapkrachtsensor – meet hoe hard je trapt

De tweede manier waarop de inspanning van de fietser gemeten kan worden op basis van trapkracht. Of beter gezegd: rotatie én trapkracht gecombineerd.

Trapkracht wordt gemeten met een trapkrachtsensor. Deze sensor zit meestal bij het achterwiel tegen de ketting aan. Een trapkrachtsensor meet hoeveel spanning er op de ketting wordt gezet door het trappen van de fietser. Deze sensor is op zichzelf een klein regelsysteem en meet door de buiging van een metalen plaatje de druk (koppel) op de ketting.

De combinatie van informatie over rotatiesnelheid en trapkracht tegelijk, maakt dat de fietscomputer heel precies de ondersteuning vanuit de motor kan doseren. Want als je nog niet fietst, maar wegrijdt bij een stoplicht is de rotatiesnelheid van de trappers nog nul, maar de trapkracht wel heel hoog. Je leunt immers vol op de trappers. Dit wordt met beide sensoren gemeten en vervolgens zegt de fietscomputer direct: “Vol gas ondersteunen!”. Met alleen een rotatiesensor kan dit niet. Die heeft niet door dat je heel veel druk zet op de trappers.

Een trapkrachtsensor moet regelmatig gekalibreerd worden. Een nulmeting waarmee ingesteld wordt: “De huidige druk op de pedalen is geen trapkracht van de fietser” is af en toe nodig om de sensor goed te laten functioneren. Bijvoorbeeld om er voor te zorgen dat de fiets niet gaat rijden als er helemaal geen druk op de trappers staat.

De trapkrachtsensor is namelijk gevoelig en wordt de de vele drukverschillen nogal beïnvloed in de neutrale meting.

Het kalibreren van de trapkrachtsensor is overigens heel eenvoudig en dit kun je de fiets makkelijk zelf laten doen via het display. Je hoeft hier niet voor naar de fietsenmaker.

Bosch active line middenmotor met trapkrachtsensor
Bosch active line middenmotor met trapkrachtsensor

De fietservaring met trapondersteuning

De technische details zijn interessant, maar uiteindelijk gaat het om de fietservaring. Er zijn merkbare verschillen tussen rotatiesensor en trapkrachtsensor in comfort, ondersteuning en snelheid.

De fietservaring met rotatiesensor

Fietsen op een elektrische fiets met trapondersteuning geregeld door enkel een rotatiesensor voelt zwaarder aan dan een trapkrachtsensor. Dat komt omdat de trapkracht niet mee bepaalt hoeveel ondersteuning de elektromotor geeft. Het doel van fietsen met een rotatiesensor is harder fietsen met minder totale inspanning.

Met een rotatiesensor moet je nog veel zelf doen. Met name bij het wegrijden uit stilstand zal je als fietser eerst zelf twee tot drie volle slagen moeten maken voordat de sensor doorheeft dat de fiets in beweging is. Pas na twee slagen gaat de motor meehelpen met voortstuwen. De motor gaat vervolgens wel flink meehelpen als je niet genoeg trapt. Het regelsysteem wil ervoor zorgen dat je op het optimale trapsnelheid gaat rijden: 60 a 70 trapperomwentelingen per minuut. Als je hier nog ver onder zit gaat de motor extra hard meewerken.

Met een rotatiesensor kun je energie besparen en de actieradius verlengen door zo dicht mogelijk bij het optimale aantal traprotaties per minuut te fietsen. Je versnellingen goed gebruiken helpt daar ook bij. Rijd dus vooral, zoals je normaal ook zou doen, weg in de eerste versnelling en schakel netjes op naarmate je sneller begint te trappen.

Zonder te kunnen meten of je kracht zet op de trapper, kan de rotatiesensor dus ook niet goed bepalen of je eigenlijk bent gestopt met trappen omdat je geen kracht meer zet op de trappers.

Dit maakt ‘leren’ fietsen met een rotatiesensor ook wat lastiger dan met een trapsensor. Intuitief even stoppen met trappen om daardoor snelheid te verliezen werkt niet zo met een rotatiesensor en daardoor gebeurt het nog wel eens dat mensen bijna worden aangereden door elektrische fietsers omdat ze hun vaart niet op tijd minderen.

Achteruit trappen en remmen werkt daarbij wel. De rotatiesensor heeft door dat je geen ondersteuning meer wil van de motor en stopt met je vaart intact te houden.

De fietservaring met trapkrachtsensor

Het doel van trapondersteuning met een trapkrachtsensor is om het fietsen lichter te maken, niet om je harder te laten fietsen. De combinatie van trapkracht en rotatiesnelheid stelt de fietscomputer in staat de motor ondersteuning heel precies en continu te doseren.

Het effect is dat je als fietser een heel licht trapgevoel ervaart; alsof de pedalen makkelijker draaien. Deze ervaring zeer continu. Vanaf het moment dat je wegrijdt tot het moment dat je 25 kilomter per uur rijdt (de snelheid waarop de motor stopt met ondersteunen), de motor werkt heel soepel met je mee.

Hoeveel helpt trapondersteuning werkelijk?

In een trapkrachtsensorsysteem ‘matched’ de motor jouw trapkracht naar rato met motorkracht.

Stel je zet de ondersteuningsstand op 1/5. Dan voegt de motor 20% meer kracht toe dan dat je op de trappers zet. Zet je de ondersteuning op het maximale niveau (5/5) dan verdubbelt de motor jouw trapkracht.

Bij een rotatiesensorsysteem kun je nog meer ondersteuning verwachten, alleen op een minder natuurlijke manier.

Afhankelijk van het ondersteuningsniveau geeft de motor extra kracht als de sensor merkt dat de trappers in beweging zijn én nog niet snel genoeg trappen. Hoe hoger het ondersteuningsniveau hoe meer de motor doet om je sneller te laten gaan. Je kunt door rustig te trappen met weinig kracht zorgen dat de motor veel werk doet.

Met het instelbare ondersteuningsniveau bepaal je zelf hoeveel ondersteuning je wil. Met als afweging: hoe meer ondersteuning je vraagt, hoe sneller de accu leeg is.

Wat is de meest comfortabele trapondersteuning?

De meest comfortabele trapondersteuning is die met een trapkrachtsensor. Om de volgende redenen:

  • Direct ondersteuning bij wegrijden uit stilstand: Ideaal voor in steden, waar veel gestopt moet worden
  • Zeer geleidelijk dosering van ondersteuning bij het trappen. Waar men rotatiesensorondersteuning nogal eens als schokkerig of onregelmatig ervaart.
  • Gepaste ondersteuning als je een heuvel of een dijk op fietst. Ideaal voor heuvelachtig terrein

Voor- en nadelen rotatiesensor en trapkrachtsensor vergeleken.

Algemeen fietscomfort

Elektrische fietsen met alleen een rotatiesensor voor trapondersteuning worden steeds beter. Echter de ervaring die je van veel fietsers hoort die voor het eerst op zo’n soort elektrische fiets rijden, is dat de ondersteuning wat schokkerig of vertraagd aanvoelt. Dat komt omdat de fietscomputer pas kan reageren met ondersteuning als reactie op de omwentelingen van de trappers.

Reactietijd voordat de trapondersteuning inschakelt

Goede rotatiesensorsystemen hebben al snel door dat je de trappers langzaam draait bij het wegrijden en zullen ook al snel ondersteuning bieden. Maar het blijft altijd minder direct dan dat een trapkrachtsensor kan meten.

Eenvoud in gebruik

Een voordeel van alleen een rotatiesensor is dat je door zelf heel licht te trappen heel veel ondersteuning krijgt van de motor. Dit kan optrekken heel lekker laten aanvoelen omdat je er echt als een speer vandoor gaat.

Stroomverbruik rotatie- & trapkrachtsensor

Het stroomverbruik is natuurlijk van meer factoren afhankelijk dan het type trapondersteuning. Maar toch kan gesteld worden dat het type trapondersteuning invloed heeft op hoeveel kilometer je uit een volle accu kunt halen.

Over het algemeen zie je dat fietsen met een trapkrachtsensor iets zuiniger is. Dat komt omdat je bij deze vorm van ondersteuning altijd gematched wordt. Zet je zelf weinig kracht, dan helpt de motor ook niet heel veel. Zet je veel kracht dan helpt de motor heel veel. Hierdoor ben je in het laatste geval binnen korte tijd op maximale snelheid (25 kilometer per uur).

Als je dit vergelijkt met hoe een rotatiesensor ondersteunt: hier kun je het je als fietser heel makkelijk maken door net genoeg kracht te zetten op de trappers om ze rond te laten draaien, zonder zelf veel inspanning leveren. Logischerwijs compenseert de elektromotor dan jouw lichte trapwerk om op snelheid te komen of blijven.

Dit laatste voorbeeld toont aan in welke situatie fietsen met een rotatiesensor merkbaar meer energie van de accu vraagt dan een trapkrachtsensor. Dit wil niet zeggen dat dit bij iedere fietser zo uitpakt, maar het is natuurlijk verleidelijk om af en toe even niet mee te trappen. Laat je de motor vaak veel van het werk doen dan zal je ook de accu vaker moeten opladen.

Prijsverschil rotatie- & trapkrachtsensor

Elektrische fietsen met trapkrachtsensor zijn over het algemeen duurder dan fietsen met alleen een rotatiesensors. Dit is eigenlijk direct afhankelijk van het totale motorsysteem dat op de fiets zit. Vaak zie je dat de middenmotorsystemen zoals de Bosch active line en Sparta ION een middenmotor hebben met een trapkrachtsensor.

Een trapkrachtsensor moet je kalibreren

Een nadeel van een trapkrachtsensor is dat deze af-en-toe gekalibreerd moet worden. Sommige elektrische fietsmodellen kalibreren voor iedere fietsrit automatisch. Maar bij de meeste moet u dit zelf doen via het display. Dit is verder niet ingewikkeld of tijdrovend, maar je moet er wel rekening mee houden.

Ondersteuningsniveau instellen op het display

Via het display op het stuur van de fiets kun je als fietser tijdens het rijden instellen hoeveel ondersteuning je wil van de motor. Het verschilt per merk, model en type display hoe dit er precies uitziet. Meerdere standen zoals, lichte, gemiddelde en zware ondersteuning zijn vaak de opties. Er zijn ook elektrische fietsen waarbij je echt gradueel kunt opschalen in de ondersteuning. Bijvoorbeeld van niveau 1-10.

Niveau's trapondersteuning Bosch
Niveau’s trapondersteuning Bosch
Display trapondersteuningsniveau (geel) op Sparta ION
Display trapondersteuningsniveau (geel) op Sparta ION
Trapondersteuningsniveau's van Speijk
Trapondersteuningsniveau’s (geel) op display bij van Speijk-fiets
Trapondersteuningsniveau (geel) instellen op Brinckers middenmotor
Trapondersteuningsniveau (geel) instellen op Brinckers middenmotor

Logischerwijs, hoe meer ondersteuning je vraagt van de motor, hoe sneller je accu leegraakt.

Zijn er alternatieven voor trapondersteuning op elektrische fietsen?

Een elektrische fiets (pedelec) werkt per definitie met trapondersteuning. Ook speed pedelecs werken met trapondersteuning, maar zijn vanwege hun hoge topsnelheid als brommer geclassificeerd.

Volgens de wet mag een een elektrische fiets niet uit zichzelf rijden. Als je liever aan gashendel draait in plaats van zelf te moeten trappen dan is dat niet toegestaan zonder dat het voertuigtype van de fiets wordt omgezet naar snorfiets. Ook is dan een blauw nummerbord verplicht.

Er worden namelijk losse gashendels verkocht die op de elektrische fiets gemonteerd kunnen worden. Met zo’n gashendel kun je de instructies vanuit de trapkracht- of rotatiesensor overstemmen en gedoseerd gas geven.

Nogmaals, doe dit niet zonder herkeuring van de fiets! Anders overtreed je de wet en ben je niet verzekerd bij een ongeval.

Er is één uitzondering waarbij elektrische fietsen wel met een (soort van) gashendel worden geleverd. DIt heet walk assist.

Walk assist knop op Bosch systeem
Walk assist knop op Bosch systeem

Deze hendel of knop is er voor om de fiets zachtjes te laten rijden als je er niet op zit. Bijvoorbeeld als je met de fiets aan de hand de fietsenstalling uitloopt. Sparta e-motion en gazelle fietsen met een bosch-systeem hebben bijvoorbeeld zo’n gashendelsysteem.

7 gedachten over “Hoe werkt trapondersteuning op een elektrische fiets?”

  1. Bedankt voor deze handige uitleg over trapondersteuning bij elektrische fietsen. Ik wil er namelijk zelf ook een aanschaffen, maar snap niet precies hoe dit werkt. Goed om te weten dat er een display op de fiets zit waarop ik kan zien wat er gebeurt.

  2. L.S.
    Een PRIMA uitleg.
    Nu het probleem / vraag.
    Ik ben, hopelijk tijdelijk, niet staat met een been te fietsen wegens een knieblessure krijg de trapper niet meer rond.
    Is het mogelijk de fiets zo in te richten dat ik direct weg kan rijden zonder te trappen dus.

    Ik bezit een Batavus MILANO E – go

    Bij voorbaat dank

    • Dag,

      Bedank voor je vraag. Dit is een lastige situatie. In de huidige vorm kan jouw e-bike het trappen niet volledig van je overnemen. Een e-bike kan niet wegfietsen zonder dat je zelf (licht) trapt.

      Je kunt deze e-bike wel laten uitrusten met een gashendel aan het stuur (vergelijkbaar met een brommer). Dat zou het probleem dat je beschrijft oplossen, denk ik. Op die manier kun je zonder zelf kracht te zetten de e-bike aandrijven. Hier zijn ombouwsetjes voor op de markt en een fietsenmaker kan die er op zetten.

      Maar… vanaf dat moment is deze e-bike voor de wet geen fiets meer, maar een brommer. Dat betekent dat je een brommerrijbewijs, een kentekenplaat, een helm, verzekering, etc. nodig hebt.

      Groeten,

      Niels

    • Jan, je kunt click-pedalen installeren op je fiets en bijbehorende schoenen gebruiken (zoals wielrenners doen) of een ouderwets insteekbeugeltje op de trapper van je goede been plaatsen. Daarmee kun je met je goede been het pedaal niet alleen omlaag drukken maar ook omhoogtrekken. In principe kun je dan met één werkend been wegfietsen.

  3. Niels,
    Wat voor ondersteuning heb ik als aan de voorvork een omhulsel zit met daarin 3 ronde magneten om een, denk ik, spoel heen. Moet er ook nog iets anders op cq bijzitten zitten?
    Ondersteuning werkt niet, maar de knop -walk- wel. Fiets is een Curtis, zgn Lidl-fiets en gekocht in Duitsland.

  4. Ik heb een Sparta met middenmotor en nu een gekke storing: de trapas drijft het achterwiel niet meer aan: de trappers kunnen in beide richtingen zonder weerstand ronddraaien – alsof de ketting eraf is gelopen. Maar dat is niet het geval. Ik heb dit eerder meegemaakt en toen ging het vanzelf weer weg. Uiteraard geprobeerd het probleem op te lossen door te schakelen maar dat haalt niets uit.

Een reactie plaatsen