E-Bike Grundarten

Umgangsprachlich werden alle Fahrräder mit E-Antrieb als E-Bikes bezeichnet. Dabei wird juristisch zwischen Pedelecs, die nur beim Pedalieren unterstützen und E-Bikes, welche selbständig ohne Muskelkraft aus den Beinen (nicht per Handmuskulatur per Schalter oder Drehgriff) beschleunigt werden können unterschieden. Motorfreie Schnellfahrer oder Mountainbiker mit Durchschnittsgeschwindigkeiten über 40 km/h gelten rechtlich nicht als motorisiert und müssen dem zufolge keine speziellen Zulassungskriterien beachten.

 

 

Abgesehen von diesen funktionsreduzierten Definitionen bieten E-Bike Hersteller mehr und mehr als Kunstobjekt interpretierbare designästhetische Fahrradkozeptionen, die das E-Bike als ehemals reines Fortbewegungsmittel mit globiger Formensprache zu einem eleganten Schmuckstück avancieren. 

 

Reguläres Pedelec nach StVG

  • Unterstützung bis 25 km/h
  • Nenndauerleistung von höchstens 0,25 kW
    Nenndauerleistung von höchstens 0,25 kW
  • Führerschein-/ und Zulassungsfrei
  • Pedelec kann nicht über 6 km/h ohne Pedalkraft beschleunigen, Pedelec (Pedal Electric Cycle)

Reguläres E-bike nach StVG

  • Beschleunigung ohne Pedalkraft über 6 km/h (Nicht nur Anfahrt-/ und Schiebehilfe)
  • Versicherungspflichtig
  • Führerscheinfrei bis 20 km/h, ab 25 km/h gelten Gesetze wie für ein Mofa
  • max. 0,5 kW Motor
    nicht schneller als 6 km/h
  • ab 14 Jahren
nicht schneller als 6 km/h

S-Pedelec​

  • Unterstützung bis 45 km/h
  • Führerscheinpflicht (Klasse AM zB. auch B Autoführerschein)
  • Fahrerlaubnis in Deutschland nur mit Fahrradhelm, Kennzeichen, Zulassung Kraftfahrtbundesamt, KfZ Versicherung (ca. 200 €/Jahr) , ab 16 Jahren -> EU weite Unterschiede NL Führerscheinfreie Zulassung
  • Führerscheinfrei für Personen welche vor 1965 geboren wurden
  • Radwege nicht nutzbar (Ausnahme Tübingen, Schweiz, Belgien), Fahrrad Einbahnstraßen nicht nutzbar
  • Transport in Offis als Gepäck (nicht Fahrrad) möglich, Budeslandabhängig

Motoren

Unterstützungskraft/Drehmoment Nm muss nicht hoch sein um “gut” zu sein. Niederige bis mittleres Drehmoment bedeutet, dass weniger Energie verbraucht wird, das heißt dass auch eine Akkuladung auch länger halten kann. Die meisten Mittelmotoren bieten 15 – 120 Nm Unterstüzung.

 

Hinterradmotor

  • sehr leise, Schallausbreitung mit Fahrtwind nach hinten
  • mittleres Eigengewicht, 2,5 – 5 kg
  • kann nachgerüstet werden
  • Überhitzungsanfällig
  • Reparatur, Nachrüstung oder Ersatz durch Lösen und Spannen der Speichen
  • Hoher Wirkungsgrad, da sich der Antireb direkt im Antriebsrad befindet
  • häufig bis 45 km/h

  • mit Kettenschaltung kombinierbar
  • ohne Nabenschaltung, mit Getriebeschaltung kombinierbar (Schlumpf, Pinion)
  • ohne Getriebeteile im Motor selbst -> Verbesserung des Wirkungsgrades und wenig Verschleissteile

  • Allg. wenig Verschleißteile, da Bremsen teilweise hydraulisch weniger genutzt werden müssen -> Energierückgewinnung durch Motorbremse, Kette und Ritzel müssen seltner gewechselt werden als bei Mittelmotoren

Hersteller

Mittelmotormotor

  • guter Schwerpunkt und balancierte Gewichtsverteilung-> Wird häufig für EMTBs genutzt
  • Drehmomentsensor -> feinfühlige Unterstützung
  • Nutzung des Getriebes als Schaltungs Ersatz 1 Kettenblatt anstatt meistens 3 oder 2
  • leicht (2,5 – 3 kg)

  • Untersetzung (Geringe Drehzahl,  -> Größeres Drehmoment, vorderes Kettenblatt größer als der Großteil des hinteren Ritzelpaketes)
  • Abnutzung Kette Ritzel sehr hoch
  • nicht nachrüstbar
  • relativ laut
  • Verschleißteile und gesamter Motor mit wenig Aufwand wechselbar

Die am weitesten ausgereifte Technik der Mittelmotoren wird von den zahlreichen Elektrokonzernen und mittelständischen Unternehmen immer weiter verfeinert. 80 % aller verkauften E-Bikes sind mit mitlerweile mit einem Mittelmotor ausgestattet. Hier sollen durch knappe Steckbriefe die Motoren einzelner Hersteller kurz vorgestellt werden.

 

Europäische Hersteller

Deutsche Hersteller

Asiatische Hersteller

Fahrradhersteller mit eigenen Motoren

Vorderradmotor

  • kann sehr einfach nachgerüstet werden
  • Mit jeglicher Schaltung

  • günstig

  • gefährliches Lenkverhalten besonders in Kurven, Anfahren und auf losem, unebenen Untergrund

  • etwas lauter, da Positionierung vorne im Fahrtwind

  • Greift nicht optimal bei Bergauffahrten
  • Ersatz nur durch lösen aller Speichen/gesamtes Vorderrad

Nachrüstsets

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Akkus

Speichervolumen in Wh

Reichweite nach vielen tagesabhängigen Parameteren wie Gegenwind, Gewicht, Reifenrollwiderstand, Untergrund, Steigungen, Temperatur, Nutzfrequenz (täglich, wochenweise), Alter des Akkus, Wahl des Unterstützungsmodus, Reinheit der Kontaktstellen, Lagerung, Aufladung ab Wieviel Prozent des Füllstandes, usw.

 

Als Faustregel für Trekkingräder gilt die Wh Zahl : 100 x 2

daraus ergeben sich die gängisten Stufen

250 Wh ~ 50 – 70 km

500 Wh ~ 70 – 110 km

600 Wh ~ 90 – 120 km

700 Wh ~ 100 – 150 km

 

Es gibt schwer oder leicht seitlich abnehmbare und außerdem integrierte Rahmenakkus

Abnehmbare eignen sich um das Bike auch ohne Unterstützung mit weniger Gewicht zu nutzen und zum Laden ohne das gesamte Rad zu einem Stromanschluss bringen zu müssen.

Optisch können Rahmenakkus überzeugen.

Display

Displays werden häufig von externen Zulieferen der Motorkonstrukteuren gefertigt und auf das spezifische E-System abgestimmt.

Sie werden in verschiedenen Größen angeboten und ermöglichen meistens über 2-3 Knöpfe den Unterstützungsmodus zu steueren. Meistens (Schiebehilfe, ECO, Speed, Turbo)

Über eine Prozentangabe oder Balken Striche kann dort neben der aktuellen Geschwindigkeit auch der Füllstand des Akkus überprüft werden. Teilweise werden die Steuerungen minimal gehalten und das System verzichtet vollkommen auf ein Display und der Füllstand ist lediglich über die Anzahl von leuchtenden LEDs ersichtlich. Bei Highendversionen können die Systeme via Bluetooth mit dem Handy zur Navigation und Auswertung der Fahrten gekoppelt werden oder verfügen eigenständig über diese Fuktionen. Der Trend geht aus Nachhaltigkeitsgründen dazu das eigene Handy als Display mit dem E-bike zu koppeln und über spezielle Befestigunsmöglichkeiten am Lenker zu befestigen.

 

Auch hier gibt es abnehmbare und fest installierte Systeme mit und ohne GPS – Empfang.

Die Position kann so auch vom Handy aus über eine App abgerufen werden.

Geometrie

Die Geometrie von E-bikes ist meistens auf eine optimale Gewichtsverteilung mit mittigen Schwerpunkt designed. Zwar gibt es auch Gepäckträger Akkus, welche jedoch nach und nach seltener verkauft werden, da der Trend in Richtung Rahmenintegration geht, sodass das E-bike durch den versteckten Akku kaum noch als ein E-bike idetifiziert werden kann. Immer häufiger werden Akkus im fließenden Übergang zum Unterroh in die Rahmenkostruktion integriert. Die Akkubefestigung am Sitzrohr ist gleichermaßen, wie die Gepäckträgervariante aus der Mode gekommen.

Materialien

E-Bike Systeme und besonders Motoren werden mit verschiedensten Materialien gefertigt. Während das Gehäuse von Motoren meistens eine Stahl bzw. Eisengusslegierung ist, wird dieses Material von Magnesiumlegierungen abgelößt. Viele Zahnrädchen werden von namenhaften Herstellern aus Hartplastik gefertigt welche natürlich anfälliger für Verschleiss sind als Metallzahnräder oder leicht verfügbare und ersetzbare Gummiriemen.

Der Rahmen von E-bikes wird aus Gewichtsgründen nahezu aussschließlich aus Aluminium oder Carbon gefertigt.

Letzteres Material wird am häufigsten für E-MTBs verwendet.