Op figuur 3 van een recent Yamaha-patent lopen twee forse voedingskabels links en rechts langs een verbinding, geoptimaliseerd om trillingen te neutraliseren, tussen frame en aandrijfunit. De dunnere laagspanningsbekabeling gaat binnendoor. Een koelslang moet er eveneens langs en onder het geheel zit een beschermplaat om de elektrische leidingen af te schermen van obstakels vanaf het wegdek.
Daarmee zijn we nog niet eens bij de werking van de hybride aandrijving zelf. Yamaha is hier aan het puzzelen met kabels die moeten buigen terwijl de aandrijfunit beweegt, elkaar niet mogen hinderen, uit de buurt van het achterwiel moeten blijven en geen storingen in sensorsignalen mogen veroorzaken.
Dat verklaart veel van de moeizame verhouding tussen hybrides en motorfietsen. Twee aandrijfsystemen combineren betekent een benzinemotor, brandstoftank en uitlaat behouden én plaats vinden voor een tractiemotor, accu, vermogenselektronica, bekabeling en koeling. In een auto is dat al een technisch karwei. Op een motorfiets moet alles tussen de wielen passen zonder dat gewicht, breedte, grondspeling en zwaartepunt uit de hand lopen.
Kawasaki bewijst met de Ninja 7 Hybrid en Z7 Hybrid dat een volwaardige hybride motorfiets wel degelijk mogelijk is. Maar dat vrijwel niemand Kawasaki tot nu toe volgt, heeft een goede reden. Het is bést complex, een hybride motor. En deze patentaanvraag van Yamaha geeft een mooi kijkje in die uitdagende keuken, op slechts één van de ongetwijfeld vele uitdagende vlakken.
Yamaha patenteert vooral een verpakkingsprobleem
Yamaha diende patentaanvraag JP2026103037A op 12 december 2024 in; de aanvraag werd op 24 juni 2026 gepubliceerd. De omschrijving gaat formeel over een ‘saddle-type vehicle’, maar de uitgewerkte uitvoering wordt expliciet een motorfiets genoemd die in de bocht naar links en rechts helt. Cilinderinhoud, cilinderaantal en een bestaand Yamaha-model worden nergens genoemd.
De getekende machine heeft wel een duidelijke architectuur. De verbrandingsmotor kan via een transmissie het achterwiel aandrijven en is daarnaast gekoppeld aan een generator-motor. Een afzonderlijke elektromotor drijft eveneens het achterwiel aan. De mechanische aandrijving van de benzinemotor kan worden losgekoppeld, zodat het voertuig ook uitsluitend met de tractiemotor kan rijden. Tijdens vertragen kan die tractiemotor energie terugvoeren naar de accu.
De hele aandrijfunit, inclusief motorblok, transmissie en elektromotoren, kan ten opzichte van het frame bewegen rond een verbindingsas en hangt ook aan de achtervering. De generator-motor zit links aan de verbrandingsmotor; de tractiemotor verder naar achteren in de unit. Het achterwiel wordt aan dezelfde constructie gedragen. Onder het zadelgebied ligt de brandstoftank. Het geheel oogt technisch veel meer als een scooterarchitectuur dan als een conventionele motor met blok vast in het frame, zo valt me op.
Vóór de aandrijfeenheid ligt de grote accu. Yamaha noemt lithium-ion als voorbeeld en beschrijft een systeemspanning van bijvoorbeeld 48 tot 800 volt. Links en rechts van de accu zitten twee afzonderlijke inverters: één voor de generator-motor en één voor de tractiemotor. Een aparte laagspanningsaccu voedt sensoren en regelelektronica. Voor de accu staat een radiator die koelmiddel langs de inverters en beide elektromachines voert.
Een kleine terminologische kanttekening is hier nodig. Yamaha noemt het circuit in dit patent vanaf 48 volt ‘high-voltage’. Dat is de terminologie van deze aanvraag; 48 volt is niet automatisch in iedere technische of wettelijke context de grens tussen laag- en hoogspanning.
Die kabel moet wel jarenlang heel blijven
De centrale vraag van het patent is opvallend praktisch: hoe isoleer je de trillingen van de verbrandingsmotor van het frame en houd je tegelijk genoeg ruimte over om de elektrische leidingen naar een bewegende aandrijfunit betrouwbaar te leggen?
Yamaha beschrijft zijn voedingsleidingen als dikker en stijver dan de laagspanningsbekabeling. Ze kunnen dus minder scherp buigen. Tegelijk beweegt de aandrijfunit ten opzichte van het frame en moeten kabels en koelslang die beweging iedere rit opnieuw volgen.
Daarom lopen de twee voedingskabels buiten langs de trillingslink en dicht bij het draaipunt van de aandrijfunit. Daar is hun beweging het kleinst. De soepelere laagspanningsbekabeling loopt door het smallere gebied ertussen. Yamaha noemt daarbij drie voordelen: minder contact en wrijving tussen de kabels, een langere levensduur doordat ze minder hoeven te buigen en minder kans dat elektrische ruis uit de vermogenskabels de laagspanningssignalen beïnvloedt.
De koelslang krijgt om dezelfde reden ruimte aan de buitenzijde. Onder de bedrading zit een skid plate die voorkomt dat de laag gemonteerde leidingen door obstakels vanaf het wegdek worden geraakt. Yamaha houdt bovendien ruimte vrij tussen accu en motorblok zodat het kleppendeksel verwijderd kan worden voor onderhoud.
Zo klein worden de problemen wanneer een hybride daadwerkelijk in een motorfiets moet passen. Een rubber bus tegen trillingen verandert de kabelrouting. De kabelrouting bepaalt waar de koelslang nog langs kan. Vervolgens moeten de kabels tegen het wegdek worden beschermd en moet een monteur nog bij de benzinemotor kunnen.
De ene hybride is de andere niet
Aan de lichte kant van het spectrum staan systemen waarbij een starter-generator kort meehelpt met de verbrandingsmotor. Yamaha verkocht dat principe lang geleden al in onder meer de Nozza Grande. De Smart Motor Generator kon bij het wegrijden maximaal ongeveer drie seconden extra koppel leveren. Zelfstandig elektrisch rijden was niet de bedoeling. Technisch ligt zoiets dicht bij wat bij auto’s mild hybrid wordt genoemd.
Honda koos in 2018 voor een vergelijkbare gedachte bij de PCX Hybrid. Een 48V-accu voedde een sterkere ACG-starter die na het openen van het gas vier seconden kon assisteren. Het elektrische piekvermogen bedroeg 1,4 kW. De PCX woog rijklaar 135 kilo, maar kon niet als volwaardige EV rijden.
Kawasaki zit aan de andere kant. De Ninja 7 Hybrid en Z7 Hybrid kunnen elektrisch rijden, uitsluitend hun 451cc-twin gebruiken of beide aandrijvingen combineren. Kawasaki noemt dit zelf een ‘strong hybrid’; in de gebruikelijke indeling voldoet het systeem ook aan wat doorgaans een full hybrid wordt genoemd. De tractiemotor zit achter de tweecilinder en wordt gevoed door een 50,4V lithium-ionaccu van 27,2 Ah. Alleen die accu weegt 13 kilo.
Yamaha experimenteert al veel langer met zwaardere hybrides. De HV-01 uit 2005 was een parallelhybride scooter waarbij benzinemotor en elektromotor aan de aandrijving konden bijdragen en die ook een elektrische ‘quiet mode’ had. Piaggio bracht met de MP3 Hybrid 300ie zelfs een plug-inhybride in productie, compleet met elektrische rijmodi en regeneratief remmen. Die driewieler woog droog 257 kilo.
Bij een parallelhybride kunnen benzinemotor en elektromotor mechanisch de wielen aandrijven. Bij een seriehybride drijft de verbrandingsmotor alleen een generator aan; de tractiemotor doet al het aandrijfwerk. Een serie-parallelhybride kan beide routes gebruiken.
Dat laatste onderzoekt Yamaha momenteel met de PROTO HEV, een afzonderlijk ontwikkelingsprototype voor een middengrote scooter. Hij vertrekt elektrisch, kan de benzinemotor gebruiken om stroom te maken en schakelt bij middelhoge en hoge snelheden over op directe aandrijving door de verbrandingsmotor. Bij accelereren kunnen motor en elektromotor samen werken. Yamaha heeft niet bevestigd dat JP2026103037A precies deze machine beschrijft, ook al zijn er duidelijke overeenkomsten in de algemene systeemopzet.
Kawasaki laat de gewichtrekening zien
De productie-Kawasaki’s geven een aardig beeld van de schaal waarop hybridehardware meetelt. De Ninja 7 Hybrid weegt rijklaar 227 kilo. Een gewone Ninja 650 staat op 193 kilo. Het verschil is 34 kilo. Dat is géén zuivere meting van ‘het gewicht van het hybridesysteem’: de twee motoren hebben andere motorblokken, frames en afmetingen. Het laat wel zien hoeveel moeilijker licht bouwen wordt zodra accu, elektromotor en vermogenselektronica erbij komen.
De hybride levert maximaal 69 pk systeemvermogen en noteert in ECO-HYBRID 3,7 l/100 km. De conventionele Ninja 650 levert 68 pk en staat op 4,4 l/100 km. Ook die vergelijking is geen laboratoriumtest van alleen het hybridesysteem, maar de orde van grootte is bruikbaar: Kawasaki wint officieel brandstofverbruik terwijl de motor tegelijkertijd tientallen kilo’s zwaarder wordt.
Op een auto van pakweg 1.600 of 1.800 kilo is enkele tientallen kilo’s extra een relatief klein percentage. Bij een motor van rond de 200 kilo verandert dezelfde massa veel meer aan het totale voertuig. Bovendien moet een motor smal blijven, kunnen hellen en voldoende grondspeling houden. De tank, airbox, uitlaat, katalysator, radiator, achtervering en benen van de rijder zitten allemaal al rond dezelfde centrale ruimte waar een hybridebouwer accu en elektronica zou willen plaatsen.
Minder massa betekent niet automatisch minder nut van regenereren
Een lichtere motorfiets heeft bij dezelfde snelheid veel minder kinetische energie dan een auto. Dat klinkt aanvankelijk als een nadeel voor regeneratief remmen, maar die vergelijking is onvolledig. Een lichte motor had ook minder energie nodig om op die snelheid te komen.
De bewegingsenergie wordt bepaald door massa en snelheid. Een voertuig dat half zo zwaar is, heeft bij dezelfde snelheid ook ongeveer half zoveel kinetische energie. Bij accelereren geldt dezelfde verhouding. Als twee voertuigen theoretisch hetzelfde percentage van hun bewegingsenergie kunnen terugwinnen, hoeft een laag voertuiggewicht regeneratie procentueel dus helemaal niet minder waardevol te maken.
De beperking zit in hoeveel van de beschikbare remenergie daadwerkelijk via de elektromotor terug de accu in kan. Bij motorfietsen is dat lastiger dan de eenvoudige massavergelijking suggereert. Tijdens stevig remmen verplaatst veel wielbelasting zich naar het voorwiel. De hybride tractiemotor drijft bij systemen als dat van Kawasaki juist het achterwiel aan. Het voorwiel kan dan een groot deel van de totale remkracht leveren zonder dat die energie via de aandrijfmotor wordt teruggewonnen.
Een studie naar mild-hybrid motorfietsen berekende dat de totale remenergie die tijdens de onderzochte WMTC-cyclus beschikbaar kwam ongeveer 5,3 procent bedroeg van de door de aandrijflijn geleverde energie. Omdat regeneratie in die opzet alleen via het achterwiel plaatsvond, moest volgens de onderzoekers zelfs dat bedrag in de praktijk minstens worden gehalveerd.
Er zijn ook gewone omzettingsverliezen in elektromotor, inverter en accu. En energie die onderweg al aan luchtweerstand, rolweerstand en mechanische verliezen is verdwenen, komt bij het remmen uiteraard niet meer terug.
Regeneratie kan in stadsgebruik dus wel degelijk waardevol zijn. Het probleem is minder dat een motorfiets weinig massa heeft dan dat maar een deel van de remenergie technisch teruggewonnen kan worden.
De benzinemotor minder ongunstig laten werken
Hybrides besparen ook brandstof zonder één joule remenergie terug te winnen. Een benzinemotor werkt niet bij ieder toerental en iedere belasting even efficiënt. Stationair draaien, heel lage belasting en telkens vanuit lage snelheid optrekken zijn ongunstige omstandigheden.
Een tractiemotor kan het eerste stuk voor zijn rekening nemen. De verbrandingsmotor kan uitgeschakeld blijven wanneer hij nauwelijks nodig is en harder werken op een efficiënter punt wanneer er tegelijkertijd energie naar de accu kan worden gestuurd. Een elektromotor kan bovendien tijdelijk koppel toevoegen tijdens accelereren.
Onderzoek naar verschillende hybrideconcepten voor tweewielers laat zien hoe groot dat effect theoretisch kan zijn. In een SAE-simulatie van de WMTC kwam een P2-hybride ongeveer 27 procent gunstiger uit dan de conventionele aandrijving, een P3-configuratie 37 procent en een power-split-systeem 49 procent. Dat zijn modelresultaten, geen beloofde praktijkcijfers voor een productiemotor. Ze laten vooral zien dat energiemanagement en de belasting van de benzinemotor veel belangrijker kunnen zijn dan alleen regeneratief remmen.
Yamaha claimt voor zijn huidige PROTO HEV meer dan 35 procent lager brandstofverbruik dan een voertuig uit dezelfde klasse in de WMTC2-2-cyclus. Ook dat is een interne meting aan een onderzoeksvoertuig en geen gehomologeerd verbruik van een toekomstige productiemotor.
De uitspraak dat ‘een motor toch al zuinig is’ klopt daarom maar half. Een XMAX 300 staat officieel op 3,3 l/100 km, een BMW R 1300 RT op 4,9 l/100 km. Een hypothetische verbetering van twintig procent scheelt bij de Yamaha 0,66 liter per 100 kilometer en bij de BMW 0,98 liter. De absolute winst kan bij een zwaardere motor dus groter zijn.
Het gebruiksprofiel is minstens zo belangrijk. Een lichte scooter die voortdurend in stadsverkeer optrekt en stopt geeft een hybridesysteem veel kansen om elektrisch weg te rijden, de benzinemotor uit te zetten en een deel van de remenergie terug te winnen. Een zware toerfiets kan meer brandstof besparen per procent efficiëntiewinst en extra massa makkelijker dragen, maar bij urenlang constant snelwegrijden heeft een hybride veel minder te doen.
Iedere extra hybridefunctie moet mee op de motor
Daar zit uiteindelijk de moeilijke rekensom voor fabrikanten. Met een starter-generator kun je relatief goedkoop start-stop en wat elektrische assistentie toevoegen. Voor zelfstandig elektrisch rijden is een grotere accu en tractiemotor nodig. Wil je daarnaast regenereren, de benzinemotor mechanisch kunnen loskoppelen en beide aandrijvingen slim combineren, dan groeien ook de transmissie, vermogenselektronica, koeling en besturing mee.
Kawasaki heeft laten zien dat het in serieproductie kan. Yamaha laat met zijn PROTO HEV zien dat het onderwerp allerminst is losgelaten. Het nieuwe patent maakt zichtbaar hoeveel werk vervolgens in onderdelen gaat zitten waar een koper waarschijnlijk nooit over nadenkt: de buigradius van een kabel, de positie van een koelslang en de vraag of het kleppendeksel nog verwijderd kan worden.
Een auto biedt veel meer massa en volume waarin dat soort compromissen kunnen worden opgevangen. Bij een motorfiets moeten twee aandrijfsystemen uiteindelijk nog steeds tussen twee wielen, twee benen en het asfalt passen.
