Testbericht: Busch & Müller K-Werk

Busch & Müller K-Werk

Kategorie: Dynamo-Lader

Vorteile:
+ hohe Ladeleistung unter 20 km/h
+ großer Pufferakku
+ gute Ladestandsanzeige
+ 7,2 V Lichtausgang für IQ-XM Speed (oder andere Zwecke…)

Nachteile
– über 20 km/h nur durchschnittliche Ladeleistung
– veralteter Micro USB Anschluss

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Testfazit:
Das Busch & Müller K-Werk kann unter 20 km/h viel Leistung aus dem Nabendynamo ernten und entweder direkt am USB-Ausgang abgeben oder im großen Pufferakku zwischenspeichern. Über 20 km/h ist die Leistung verglichen mit Konkurrenzprodukten aber nur durchschnittlich.
Sehr interessant ist das K-Werk, wenn man den Akkuscheinwerfer IQ-XM Speed nutzen möchte: dieser kann direkt am zusätzlichen Lichtausgang des K-Werk betrieben werden.

Transparenzhinweis: Das K-Werk wurde mir für den Test kostenfrei vom Hersteller zur Verfügung gestellt.

Das K-Werk ist ein neuer Dynamolader von Busch & Müller. Nachdem E-Werk und USB-Werk etwas in die Jahre gekommen und leistungsmäßig von Konkurrenzprodukten überholt wurden, wurde es auch Zeit für etwas Neues von dem Hersteller aus Meinerzhagen.

Mit dem K-Werk kann die Energie aus dem Nabendynamo geerntet und an einem USB-Ausgang zum Laden von Geräten genutzt werden. Ein zusätzlicher Ausgang kann optional den Akkuscheinwerfer IQ-XM Speed mit Strom versorgen. Ein recht großer Pufferakku sorgt für eine ordentliche Energiereserve.

Lieferumfang

Folgendes Zubehör ist beim K-Werk dabei:

• Klettband mit Metallteil zum Befestigen am Rahmen
• Anschlusskabel zum Dynamo
• Stecker für Shimano-Nabendynamos
• Flachsteckhülsen + Schrumpfschlauch zur Befestigung an SON-Nabendynamo
• Ladegerät
• Micro-USB Ladekabel
• Adapterkabel Micro-USB auf USB-A Buchse
• 4 Kabelbinder
• Abdeckkappen für nicht benutzte Kabelenden

Aussehen und Bedienung

Das K-Werk besteht aus einem Aluminiumkörper. Mit Kunststoffteilen an den Stirnseiten.

Hier die Rückseite des Gehäuses:

Zwei Anschlusskabel kommen aus dem Gehäuse. Das Kabel mit dem roten Stecker für den Dynamoanschluss. Es wird mit dem beigelegten Verlängerungskabel am Dynamo angeschlossen. Der gelbe Stecker ist ein zusätzlicher Ausgang für den Akkuscheinwerfer IQ-XM Speed. Hier wird die internerne Akkuspannung (7,2 V Nennspannung) ausgegeben. Sicher lässt sich dieser Ausgang auch für andere Zwecke nutzen, beispielsweise für den Betrieb von E-Bike-Scheinwerfern. Denn im Gegensatz zu den 5 V des USB-Ausganges, bei denen viele E-Bike-Scheinwerfer nicht funktionieren, kann man mit 7,2 V schon wesentlich mehr anfangen. Bis zu 5 A kann man diesem Ausgang bei 7,2 V entnehmen.

Hier der IQ-XM Speed angeschlossen am K-Werk. Bedenken sollte man, dass die Ladeleistung des Dynamos nicht ausreicht, um den IQ-XM Speed in der höchsten Leuchtstufe oder gar mit Fernlicht dauerhaft zu betreiben. Der Akku wird hier trotz Strom aus dem Dynamo entleert werden, wenn auch langsamer als ohne Aufladung. In der mittleren Leuchtstufe dürfte die Dynamoleistung unter optimalen Bedingungen eventuell gerade ausreichen, um den IQ-XM Speed dauerhaft zu betreiben. Die niedrigste Leuchtstufe zieht so wenig Leistung, dass ein dauerhafter Betrieb auch bei sehr langsamem Tempo funktionieren dürfte.

Der USB-Anschluss befindet sich unter einer Gummiabdeckung. Diese ist ein wenig steif und muss festgehalten werden, damit sie vor dem Einstecken des Kabels nicht zurückgeht. Darunter befindet sich leider ein Micro-USB Anschluss – modernes USB-C wäre etwas schöner gewesen.
Der USB-Anschluss funktioniert sowohl als Ein- als auch als Ausgang. Das K-Werk erkennt dabei selbstständig, ob ein Ladegerät angeschlossen ist oder ob das angeschlossene Gerät geladen werden soll.
Bei Bedarf kann das K-Werk so unabhängig vom Dynamo nachgeladen werden. Mit dem mitgelieferten Netzteil konnte ich dabei bis zu 1,6 A Ladestrom erreichen (Ladezeit geschätzt rund 5 Stunden). Mit Fremdnetzteilen können, wie auch bei Akkulampen von Busch & Müller, nur 0,5 A Ladestrom erreicht werden. Eine Komplettladung dauert dann deutlich länger.

Übrigens ist ein Nachladen per Dynamo und zusätzlich über den USB-Anschluss scheinbar gleichzeitig möglich. Vielleicht eine Option in Kombination mit einem kleinen USB-Solarmodul?

Wird der USB-Anschluss als Ausgang genutzt, sind bis zu 2 A Ladestrom möglich. Allerdings können solche hohen Stromstärken nicht aus dem Dynamo geerntet werden (mehr zum Leistungsvermögen weiter unten). Dann wird der Ausgang aus dem Pufferakku des K-Werk bezuschusst, der sich dann langsam leert.

Vorn im K-Werk ist eine Ladestandsanzeige integriert. 1-5 blaue LEDs zeigen den Ladestand. Eine leuchtetnde blaue LED steht für 20% Ladestand, eine blinkende für 10%. Zur Verdeutlichung:
100%: 5 LEDs
90%: 4 LEDs + 1 blinkend
80%: 4 LEDs
70%: 3 LEDs + 1 blinkend
usw.
Bei 10% Ladestand leuchtet eine rote LED, bei 5% eine rote blinkend.

Das Gehäuse des K-Werk lässt sich gut öffnen, nichts ist verklebt. (Bitte nicht vor Ablauf der Garantie…). Nach Entfernen der Gummiabdeckung an jeder Seite kann der Gehäusedeckel abgeschraubt werden. Die Gummidichtung klebt im Bild noch am Gehäuse.

Hier das K-Werk komplett zerlegt. Die Platine mit der Elektronik kann aus dem Gehäuse gezogen werden. Zwei Akkus der Baugröße 21700 (je 3,6 V, 4900 mAh, zusammen ca. 36 Wh) sind per Steckkontakt mit der Platine verbunden. Diese bilden einen schönen großen Pufferakku, der die Energie von vielen Stunden Fahrzeit zwischenspeichern kann.
(eines der Kabel zum Akku ist auf dem Foto für Messungen durchtrennt und temorär mit Klebeband isoliert)

Befestigt wird das K-Werk am Rahmen. Das mitgelieferte Klettband wird mit dem Metallteil seitlich am K-Werk eingehakt und dann um Rahmen und K-Werk gespannt. Das Anschlusskabel wird dann gemeinsam mit dem Scheinwerfer-Anschlusskabel mit dem Dynamo verbunden (Parallelschaltung) und am Stecker mit dem K-Werk verbunden.

Messung der Ladeleistung

Um die Ladeleistung des K-Werk zu messen, habe ich einen Versuchsaufbau mit einem motorgetriebenen Nabendynamo (Shimano Nexus DH-C3000-3N) verwendet. Ein Fahrradtacho misst die Drehzahl und zeigt die Geschwindigkeit an, die in einem 28 Zoll Laufrad (2100 mm Abrollumfang) entstehen würde.
Eine einstellbare elektronische Last, an der die Leistung frei eingestellt werden kann, kann am Ausgang angeschlossen werden. Zwei Multimeter messen den Strom in die Pufferakkus sowie die Spannung über diesen.

Hier der Versuchsaufbau:

Hier die Messergebnisse im Diagramm:

Gemessen wurden zwei Szenarien. Einmal die in den Pufferakku geladene Leistung ohne angeschlossenen Verbraucher (rote Kurve). Und zweitens mit elektronischer Last am Ausgang, an der die Leistung so eingestellt wurde, dass der Strom in den Pufferakku genau Null ist (blaue Kurve). Also die Leistung, die das K-Werk bei der entsprechenden Geschwindigkeit maximal dauerhaft leisten kann, ohne dass sich der Pufferakku entleert.

Beide Kurven sind erwartungsgemäß quasi gleich, aber die am Ausgang entnehmbare Leistung ist etwas geringer, als die in den Pufferakku ladbare. Das liegt an den entstehenden Verlusten der Spannungswandlung auf 5 V USB. Aber auch im verwendeten USB-Kabel zur elektronischen Last fallen bei höheren Strömen nicht völlig vernachlässigbare Verluste an.

Bis ca. 18 km/h steigt die Leistung des K-Werk immer weiter an, danach sinkt die Leistung wieder. Dieser Verlauf dürfte durch den verbauten Serienkondensator verursacht werden. Dieser ist am Dynamoeingang in Reihe geschaltet und erhöht die Leistung in einem bestimmten Geschwindigkeitsbereich deutlich. Dafür wird die Leistung aber wieder reduziert, wenn man den optimalen Geschwindigkeitsbereich verlässt.

Die Referenz bei Dynamoladern ist seit langem der Forumslader. Dieser nutzt das Prinzip des Serienkondensators in mehreren Stufen, die je nach Geschwindigkeit geschaltet werden. Dadurch kann er über einen weiten Geschwindigkeitsbereich eine sehr hohe Leistung aus dem Dynamo ernten. Hier ein Vergleich der Leistung von Forumslader und K-Werk:

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Im Bereich 15-20 km/h ist das K-Werk quasi gleichwertig zum Forumslader. Außerhalb dieses Geschwindigkeitsbereiches kann der Forumslader durch dann optimal geschaltete Serienkondensatorstufen aber eine teils deutlich höhere Leistung ernten.
Hier muss man selbst einschätzen, wie viel Leistung man braucht und in welchen Geschwindigkeitsbereichen man sich bewegt. Je nach Anwendungsfall kann das K-Werk ähnlich gut sein wie der Forumslader – oder auch deutlich schlechter.

Hier noch ein Leistungsvergleich mit einigen anderen aktuellen Ladern:

Gerade im Bereich bis 20 km/h schlägt sich der Forumslader hier sehr gut. Bei höheren Geschwindigkeiten wird er dagegen von vielen anderen Ladern übertroffen.
Allerdings sollte man hier auch den Unterschied zwischen Ladern mit und ohne Pufferakku beachten. Ein Pufferakku ermöglicht nämlich nicht nur das Zwischenspeichern von Energie. Er sorgt auch für eine geregelte und konstante Energieabgabe an das zu ladende Gerät. Bei USB-Ladern ohne Pufferakku können dagegen immer wieder Probleme auftreten und die erzielbare Leistung liegt oft etwas, teilweise auch deutlich, niedriger als die Kurven im Diagramm oben (diese wurden mit einer elektronischen Last ermittelt und ist bei Ladern ohne Pufferakku eher als Optimalfall zu verstehen). Das betrifft Cycle2Charge V3, Fahrradlader V3.1, Busch & Müller E-Werk (wenn nicht der separate Pufferakku verwendet wird) und Velotor SE2. Insbesondere aber das Kemo M172N zeigt an vielen Geräten deutlich geringere Ausgangsleistungen als das theoretische Maximum.

Testfazit

Das Busch & Müller K-Werk kann unter 20 km/h viel Leistung aus dem Nabendynamo ernten und entweder direkt am USB-Ausgang abgeben oder im großen Pufferakku zwischenspeichern. Über 20 km/h ist die Leistung verglichen mit Konkurrenzprodukten aber nur durchschnittlich.
Sehr interessant ist das K-Werk, wenn man den Akkuscheinwerfer IQ-XM Speed nutzen möchte: dieser kann direkt am zusätzlichen Lichtausgang des K-Werk betrieben werden.

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Alternativen:

Eine noch höhere Leistung in einem breiteren Geschwindigkeitsbereich bietet der Forumslader V6. Allerdings ist dieser auch teurer als das K-Werk und die Lieferzeiten sind oft recht lang.

Ein bezahlbarer Lader mit mittlerer Leistung ist der Cycle2Charge V3.

Wer nur wenig ausgeben will, erhält mit dem Fahrradlader V3.1 eine akzeptable Ladeleistung.