Testbericht: Cycle2Charge V3 plus

14. Juli 2022


Cycle2Charge V3 plus

Kategorie: Dynamo-Lader

Vorteile:
+ gute Ladeleistung für einen vertretbaren Preis
+ sehr klein und kompakt
+ einfache und praktische Montage auf dem Ahead-Steuersatz
+ Algorithmus zur Neuaushandlung des Ladestroms verringert Problem des fehlenden Pufferakkus

Nachteile
kein Pufferakku, daher beim direkten Laden von einigen Geräten (insbes. Smartphones) keine optimale Leistung bei wechselnden Geschwindigkeiten

Bezugsquellen:

Fazit
Das Cycle2Charge V3 plus bietet eine gute Ladeleistung für einen vergleichsweise moderaten Preis. Es kommt zwar nicht ganz an einige Top-Lader heran, kostet aber auch deutlich weniger. Durch den fehlenden Pufferakku ist es aber keine Lösung, die in jedem Fall optimal funktioniert. Durch einen Algorithmus zur Neuaushandlung des Ladestroms werden Probleme zwar minimiert, aber nicht in jedem Fall klappt das optimal. Gegebenenfalls muss man das Cycle2Charge mit einer geeigneten Powerbank als Pufferakku verwenden. Hier muss man in jedem Fall selbst etwas probieren, was mit der eigenen Gerätekombination gut funktioniert.

Transparenzhinweis: Das Cycle2Charge V3 plus wurde mir vom Hersteller für den Test kostenfrei zur Verfügung gestellt.

Verpackung und Lieferumfang

Das Cycle2Charge wird in einer kleinen Pappschachtel geliefert. Die Verpackung ist kunststofffrei.

Enthalten sind in der Verpackung:

  • das Cycle2Charge selbst
  • eine Schraube zur Befestigung
  • 3 Kabelbinder
  • Bedienungsanleitung (deutsch und englisch)

Die Bedienungsanleitung ist mit farbigen Bildern versehen und enthält einige gute Tipps zur Montage.

Montage und Bedienung

Weil das Cycle2Charge keinen Pufferakku integriert hat, ist es verglichen mit vielen anderen Dynamo-Ladern recht klein.
Die Montage erfolgt auf dem Ahead-Steuersatz. Dafür wird die Kappe auf der Oberseite des Steuersatzes abgeschraubt und stattdessen das Cycle2Charge daraufgeschraubt. Vorher wird das Anschlusskabel durch das Steuerrohr nach unten zum Dynamo geführt und an Cycle2Charge und Dynamo angeschlossen.

Ist das Cycle2Charge montiert, kann am USB-Anschluss das zu ladende Gerät angeschlossen werden. Bei Nichtbenutzung kann die Oberseite gedreht werden, so dass der USB-Anschluss verdeckt wird.

Für Fahrräder ohne Ahead-Steuersatz gibt es auch eine Lenkerhalterung* zu kaufen, auf der das Cycle2Charge montiert wird.

Leistung des Cycle2Charge

Um die geschwindigkeitsabhängige Leistung des Cycle2Charge V3 plus zu bestimmen, wurde dieser von einem motorgetriebenen Nabendynamo (Shimano Nexus DH-C3000-3N) gespeist. Die Geschwindigkeit wurde von einem Fahrradtacho am Nabendynamo gemessen. Einprogrammiert war hier eine Laufradgröße von 28 Zoll (2200 mm Reifenumfang). Bei kleineren Laufradgrößen wird die gleiche Leistung entsprechend schon bei etwas geringeren Geschwindigkeiten erreicht.

Am Ausgang des Cycle2Charge war eine regelbare elektronische Last angeschlossen (welche die Energie einfach in Wärme umwandelt). Mit dieser wurde bei jeder Geschwindigkeit durch Veränderung der Stromstärke der Punkt der maximalen Leistung bestimmt, wobei auf eine Ausgangsspannung von mindestens 4,8 V geachtet wurde.


Versuchsaufbau zur Bestimmung der Leistungskennlinie des Cycle2Charge V3 plus

Hier dargestellt im Diagramm die aufgenommenen Messwerte:

Zu beachten ist, dass das Cycle2Charge V3 plus erst bei 12,4 km/h einschaltet (der Hersteller gibt ab 11 km/h an, Unterschied vermutlich aufgrund verschiedener Reifengrößen). Der Teil der Kurve im niedrigen Geschwindigkeitsbereich ist also nur nutzbar, wenn man vorher bereits einmal mindestens 12,4 km/h gefahren ist. Dieses Verhalten ist laut Hersteller so gewollt, um bei niedrigen Geschwindigkeiten und entsprechend niedriger Laderleistung einen Energieverlust durch Einschalten des Handydisplays zu vermeiden.

Leistung bei realen Verbrauchern

Interessant ist noch, ob diese Ladeleistungen nicht nur mit einer elektronischen Last erreicht werden, sondern auch mit realen Geräten. Dazu habe ich 3 verschiedene Smartphones (OnePlus 5T, Motorola Moto G6 und Motorola Moto G4) und diverse Powerbanks mit dem Cycle2Charge geladen und bei verschiedenen Geschwindigkeiten die Leistung gemessen.

Gemessen wurden alle realen Geräte dabei, indem bei jedem Messpunkt das Ladekabel neu eingesteckt wurde, um eine Neuaushandlung des Ladestroms zu erreichen. Denn durch den fehlenden Pufferakku beim Cycle2Charge ergeben sich noch einige Besonderheiten, wie im nächsten Kapital gezeigt wird.

Mit manchen Geräten sah die Kurve doch sehr ähnlich wie beim Idealfall elektronische Last aus. Es wurde die gleichen oder nur etwas geringere Leistungen erreicht, als mit der elektronischen Last. Mit dem Moto G4 und dem Moto G6 wurden aber deutlich geringere Ladeleistungen erreicht. Insbesondere stellte sich bei gleicher Geschwindigkeit nicht immer die gleiche Ladeleistung ein. Die unten angegebene Kurve des Moto G6 zeigt das Maximum von dem, was ich jeweils bei drei Versuchen gemessen habe. Aber auch eine der Powerbanks (Anker PowerCore 20100) zeigte deutlich geringere Ladeleistungen als der Optimalfall elektronische Last. Das lag jeweils auch nicht daran, dass diese Geräte generell nur geringe Ladeströme zogen. Alle ließen sich an Steckerladegeräten mit deutlich höheren Leistungen laden, als das Cycle2Charge bei hohen Geschwindigkeiten liefert.

Hier beispielhaft die Kurven der Ladeleistungen einiger Geräte am Cycle2Charge:

Aufgrund der Vielfalt der Geräte bringen die oben angegebenen Kurven vermutlich kaum jemandem etwas. Von daher empfehle ich im Zweifelsfall, sich mal einen günstigen USB-Tester zu besorgen und damit den Ladestrom zu messen. Dann kann man abschätzen, ob das eigene Gerät bezüglich Ladestrom in einem guten Bereich liegt oder ob ein direktes Laden generell nicht funktioniert. In diesem Fall wird man das indirekte Laden über eine Powerbank nutzen müssen.

Konsequenzen des fehlenden Pufferakkus

Geräte mit integriertem Lithium-Ion-Akku wie Smartphones, Powerbanks usw., die an einem (USB-)Netzteil geladen werden können, haben einen Ladecontroller integriert. Schließt man diese an ein Netzteil an, „schaut“ der Ladecontroller, wie viel Strom das Netzteil liefern kann. Je nach Netzteil und verwendetem Kabel stellt sich dann ein passender Ladestrom ein. Da in der Regel Steckernetzteile verwendet werden, die einen konstanten Ladestrom liefern, sind auch die Ladecontroller in der Regel darauf eingerichtet. Dynamo-Lader ohne Pufferakku, wie das Cycle2Charge, stellen aber je nach Geschwindigkeit sehr unterschiedliche Maximalströme zur Verfügung. Andere Dynamo-Lader haben teilweise einen Pufferakku integriert, so dass sie konstante Ströme am Ausgang trotz schwankender Eingangsleistung vom Nabendynamo bereitstellen können.

Was passiert jetzt bei einem Dynamo-Lader ohne Pufferakku, wenn sich die Geschwindigkeit ändert? Bei einer Verringerung der Geschwindigkeit kann weniger Strom geliefert werden, das zu ladende Gerät weiß das aber nicht. Die Spannung bricht ein und das zu ladende Gerät verringert den Ladestrom, um das zu verhindern. Das ist bei allen von mir getesteten Geräten so aufgetreten. Denkbar wäre es maximal noch, dass ein Gerät den Ladevorgang in so einem Fall ganz abbricht.
Bei einer Erhöhung der Geschwindigkeit erhöht sich die potentielle Stromabgabe des Dynamo-Laders. Manche Geräte können damit gut umgehen und erhöhen den Ladestrom entsprechend. Leider ist das aber nicht bei allen Geräten so: ist der Ladestrom einmal niedrig, verharrt er dann auf diesem Niveau. Auch wenn man wieder schneller fährt und der Dynamo-Lader wieder mehr Strom liefern könnte. Erst wenn der Ladevorgang bei sehr niedriger Geschwindigkeit ganz gestoppt wird, wird bei Wiedereinsetzen des Ladevorganges der Ladestrom neu ausgehandelt.

Welche Geräte mit wechselndem Ladestrom klar kommen, ist leider schwer zu sagen, da die Gerätevielfalt sehr groß ist. Mein Eindruck ist aber, dass Smartphones damit schlecht zurechtkommen. Zumindest erhöhten alle von mir probierten Smartphones (OnePlus 5T, Motorola Moto G6, Motorola Moto G4 und sogar ein uraltes Samsung Galaxy Ace 2) den Ladestrom nach langsamer Fahrt nicht wieder. Auch von anderen habe ich Ähnliches gehört. Von daher würde ich vermuten, dass viele Smartphones hier Probleme haben. Besser sah es bei Powerbanks aus. Von sechs getesteten Powerbanks kamen immerhin fünf mit wechselnden Ladeströmen gut klar. In wie weit man diese Quote auf alle erhältlichen Powerbanks extrapolieren kann, ist aber unklar.

Neuaushandlung des Ladestroms

Dem Entwickler des Cycle2Charge war das potentielle Problem bei wechselnden Ladeströmen offensichtlich bekannt. Deshalb hat das Cycle2Charge V3 plus einen Algorithmus integriert, der unter bestimmten Voraussetzungen den Ladevorgang kurz stoppt und damit eine Neuaushandlung des Ladestroms anstößt. Laut Entwickler ist das der Fall, wenn mindestens 2 Minuten lang 3 km/h schneller gefahren wird. Bei Geschwindigkeiten über 25 km/h gibt es aber keine Stopps des Ladevorganges mehr.

Um das Funktionieren dieser Strategie in der Praxis zu prüfen, habe ich ein Leistungsmessgerät am Lenker befestigt und zwischen Cycle2Charge und zu ladendes Smartphone geschaltet. Damit bin ich an mehreren Tagen insgesamt über 40 km gefahren. Auch am oben beschriebenen Dynamoprüfstand habe ich einige Versuche durchgeführt.

Einen kurzen Stopp des Ladevorganges und eine folgende Neuverhandlung des Ladestroms bei Eintreten der genannten Bedingungen konnte ich auf jeden Fall bestätigen. Der Ladestrom stellte sich dann zuverlässig wieder neu auf den geschwindigkeitstypischen Wert ein. Wie gut diese Strategie in der Praxis wirklich funktioniert, dürfte allerdings auch sehr stark von der eigenen Fahrweise abhängen. Ich hatte bei meiner typischen eher langsamen Fahrweise (weil entweder Kinderanhänger hinten dran oder lange Touren als Reiseradler mit Gepäck) den Eindruck, dass die Ladeleistung doch die meiste Zeit deutlich unter dem theoretisch erzielbaren Maximum lag. 2 Minuten hört sich kurz an und 3 km/h nicht viel. Aber 2 Minuten lang wirklich konstant mindestens 3 km/h schneller zu fahren, hat sich für mich als nicht geringe Hürde herausgestellt. Einmal kurz langsamer gefahren verringert den Ladestrom dagegen sofort wieder.

Zum Glück erlaubt das Cycle2Charge ja auch noch einen manuellen Eingriff. Durch die gut erreichbare Montage direkt auf dem Steuersatz kann man ganz leicht kurz das Ladekabel herausziehen und wieder einstecken – und damit manuell den Ladevorgang kurz unterbrechen. So kann man z.B. nach dem Losfahren oder nach kurzzeitig langsameren Geschwindigkeiten sofort manuell eine Neufestlegung des Ladestroms anstoßen. Ob man das während der Fahrt gelegentlich machen möchte um die Ladeleistung zu verbessern, ist sicher Geschmackssache.

Für mich ist bei einem Dynamo-Lader besonders wichtig, ob er den Ladestand meines Smartphones bei Reiseradgeschwindigkeiten (bei mir meist zwischen 15 und 20 km/h) bei eingeschaltetem Display (mit meist maximaler Helligkeit) und laufender Navigation konstant halten kann. Die Sendefunktionen sind dabei zum Energie sparen meist abgeschaltet. Und das klappte mit gelegentlichen manuellen Eingriffen zum Neuaushandeln des Ladestromes meist einigermaßen, wenn auch eher knapp. Wenn ich aber keine manuellen Eingriffe vorgenommen habe, sondern alles dem Cycle2Charge überlassen habe, konnte der Akkuladestand bei meinem Fahrprofil meist nicht konstant gehalten werden.
Allerdings muss man dazu auch anmerken, dass das Versorgen eines zur Navigation genutzten modernen Smartphones mit maximaler Displayhelligkeit, noch dazu bei eher geringer Geschwindigkeit, für einen Dynamo-Lader auch keine einfache zu nehmende Hürde ist.

Indirektes Laden über eine Powerbank

Generell bleibt natürlich auch noch die Lösung, oft problematische Smartphones nicht direkt zu laden, sondern zuerst eine geeignete Powerbank zu laden und mit der geernteten Energie dann das Smartphone zu laden. Da die meisten meiner Powerbanks im Bestand recht alt und nicht mehr neu erhältlich sind, kann ich leider nur wenige konkrete Empfehlungen geben, welche Powerbank am Cycle2Charge gut lädt. Auch hier ist also Ausprobieren (ggf. mit Hilfe eines USB-Testers zur Strommessung) sinnvoll.

Allerdings geht das indirekte Laden über eine Powerbank natürlich mit Energieverlusten einher: ich hatte das bei einigen Powerbanks mal gemessen und festgestellt, dass 25-30%, teilweise auch mehr, der Energie beim Umladen verloren gehen. Ob das durch die ggf. bessere Anpassung des Ladestroms bei wechselnder Geschwindigkeit wettgemacht wird, dürfte stark vom Einzelfall abhängig sein. Bei meinen Versuchen haben indirektes Laden über eine Powerbank und direktes Laden des Smartphones am Cycle2Charge ungefähr vergleichbare Ergebnisse geliefert.

Besonders geeignet ist sicher eine Powerbank, welche gleichzeitig geladen und entladen werden kann. Man lädt dann die Powerbank mit dem Cycle2Charge, gleichzeitig lädt die Powerbank das angeschlossene Gerät mir konstanter Leistung, unabhängig von der aktuellen Leistungsabgabe des Cycle2Charge. Falls der Powerbank mehr Energie entnommen als nachgeladen wird, geht das natürlich nur so lange, bis der Akku der Powerbank erschöpft ist. Gewissermaßen kann man damit das Cycle2Charge also mit einem Pufferakku nachrüsten. Wobei nach meinem Verständnis allerdings die Effizienz aufrund eines zusätzlichen Wandlungsschrittes etwas geringer sein dürfte, als bei Dynamoladern, die einen Pufferakku direkt integriert haben (Wandlung AC -> DC 5V -> DC 3,7 V -> DC 5 V statt AC -> DC 3,7 V -> DC 5 V).

Leider sind die meisten Powerbanks für ein gleichzeitiges Laden und Entladen nicht oder nur schlecht geeignet. Bei den meisten Powerbanks, die prinzipiell ein gleichzeitiges Laden und Entladen ermöglichen, wird dabei nur die Ladespannung des internen Akkus an den Ausgang durchgereicht. Da diese deutlich unter 5 V liegt, lassen sich die meisten Geräte damit nicht oder nur schlecht laden und man hat auch nicht viel gewonnen.
Funktionieren tut aber auf alle Fälle die Powerbank von Sunnybag mit 10.000 mAh*. Diese ist explizit als Pufferakku für kleine Solarpanele vorgesehen, welche genauso das Problem wechselnder Ladeströme haben. Ich habe die Powerbank von Sunnybag getestet und die Verwendung als Pufferakku mit dem Cycle2Charge funktioniert gut. Die Effizienz, also die entnehmbare Energiemenge im Verhältnis zur eingeladenen Energiemenge, habe ich mit ca. 75% bestimmt (etwas schwankend je nach Lade- und Entladestrom), was ein recht guter Wert ist. Das heißt aber auch, dass man bei Verwendung als Pufferakku rund 1/4 der vom Cycle2Charge bereitgestellten Energie verlieren dürfte. Wenn das direkte Laden am Cycle2Charge nicht gut funktioniert, sollte es das aber wert sein.
Andere bezahlbare Powerbanks, bei denen ein Laden und Entladen gleichzeitig gut funktioniert, habe ich trotz längerer Recherche nicht gefunden. Wenn hier noch jemand einen Tipp hat, wäre ich dafür dankbar!

Fazit

Das Cycle2Charge V3 plus* bietet eine gute Ladeleistung für einen vergleichsweise moderaten Preis. Es kommt zwar nicht ganz an einige Top-Lader heran, kostet aber auch deutlich weniger. Durch den fehlenden Pufferakku ist es aber keine Lösung, die in jedem Fall optimal funktioniert. Durch einen Algorithmus zur Neuaushandlung des Ladestroms werden Probleme zwar minimiert, aber nicht in jedem Fall klappt das optimal. Gegebenenfalls muss man das Cycle2Charge mit einer geeigneten Powerbank als Pufferakku verwenden. Hier muss man in jedem Fall selbst etwas probieren, was mit der eigenen Gerätekombination gut funktioniert.

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Kommentare [1]

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— Fabian · 24. Juli 2022, 18:19 · #

Interessanter Versuchsaufbau! :) Macht sich ja recht ordentlich, das C2C v3+.

Auf der Suche nach guten charge-through-fähigen Powerbanks bin ich auch immer wieder, aber da scheint es nicht viel zu geben. Ich hatte mal die Sunnybag Wireless mit 10 Ah, die im Prinzip auch funktionierte, aber klobig war und eine viel zu hohe Selbstentladung hatte. Bis sie von einem Windstoß samt angeschlossenem Solarpanel vom Balkon gerissen wurde.

Von meinen übrigen Powerbanks scheint die „INIU Power Bank, 22.5W Fast Charging 10000mA“ (mit Prozentanzeige) den geringsten Spannungsabfall am USB-Ausgang zu haben, wenn sie gleichzeitig geladen wird. Ob sie ansonsten gut geeignet wäre oder nicht, kann ich nicht einschätzen. Mit dem v3+ habe ich sie bisher nicht testen können.

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