Fahr­rad

E-Bikes und Pedelecs: Radeln unter Strom

Fahr­rad - Das große Technik-Special
Tour mit Pedelec. Mit Motor­unterstüt­zung sind auch weite Stre­cken auf dem Fahr­rad mach­bar. ©  F1online / imagebroker / Norbert Eisele-Hein

Mit Elektro-Unterstüt­zung schaffen Radler Stre­cken, die sonst zu lang oder zu bergig sind. Inzwischen gibts von so ziemlich jedem Fahr­radtyp Varianten mit einem Elektromotor, der beim Treten hilft. Die Konzepte sind unterschiedlich: Es gibt Naben­motoren und Mittel­motoren – erstere sind in den Vorder- oder Hinterrädern verbaut, letztere im Tret­lager. test.de erklärt die Eigenheiten und nennt jeweils Vor- und Nachteile. Aktuelle Test­ergeb­nisse finden Sie in unserem E-Bike-Test.

Inhalt

Begriffs­klärung: E-Bike und Pedelec

Die korrekte Bezeichnung für Fahr­räder mit Unterstüt­zung durch einen elektrischen Motor ist eigentlich „Pedelec“, kurz für „pedal electric cycle“, ein pedal­betriebenes Elektrofahr­rad. Diese Fahr­räder dürfen nach europäischen Straßenverkehrs­normen von einem Elektromotor mit maximal 250 Watt Dauer­leistung und einer Höchst­geschwindig­keit von 25 km/h unterstützt werden. Voraus­setzung ist, dass der Fahrer selbst in die Pedale tritt und so den Motor akti­viert. Solche Pedelecs sind zulassungs­frei. Pedelecs mit einer Höchst­geschwindig­keit von 45 km/h – sogenannte S-Pedelecs – sind dagegen zulassungs­pflichtig.

Echte E-Bikes sind zulassungs­pflichtig

Beim „E-Bike“ ist das anders. Denn ein reines „E-Bike“ ist ein Fahr­zeug, das rein elektrisch ohne Tretbewegung des Fahrers angetrieben wird. Solche Fahr­zeuge sind ab einer Geschwindig­keit von 6 km/h zulassungs­pflichtig. Im Alltags­gebrauch hat sich dennoch der Begriff „E-Bike“ für „Pedelec“ einge­bürgert.

Tipp: Mehr Infos zum Thema E-Bikes und Pedelecs finden Sie in unserem E-Bike-Test und in den FAQ E-Bike. Sie wollen es lieber Schwarz auf Weiß? Das gesammelte Fahr­radwissen der Stiftung Warentest finden Sie in unserem Handbuch Fahrrad und E-Bike.

Fein­abstimmung: Das Zusammen­spiel von Motor, Akku, Sensoren und Steuergerät

Die elektrische Antriebs­einheit eines Pedelecs umfasst Motor, Akku und eine Steuer­einheit mit Display am Lenker sowie Sensoren für Tritt­frequenz, Drehmoment und Geschwindig­keit. Mithilfe der Sensoren lässt sich die Leistungs­abgabe fein abstimmen, sodass der Antrieb nicht abrupt „anschiebt“. Ebenfalls ist es üblich, dass man die Unterstüt­zungs­stufen durch den Motor einstellen kann. Die meisten Motoren bieten drei bis fünf Stufen an. Auf diese Weise regelt man die Power, die der Motor abgeben soll: wenig – viel – Turbo. Die Bezeichnungen unterscheiden sich von Hersteller zu Hersteller.

Touchs­creen und Remote Controller

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Alles im Blick: Das Display eines E-Bikes kann und soll viele Informationen vermitteln und dabei nicht verwirren – eine Kunst für sich. Hier eine Lösung des Schweizer E-Bike-Pioniers Flyer. © www.flyer-bikes.com | pd-f

Die Displays zeigen je nach Hersteller verschiedene Para­meter wie Geschwindig­keit, Lade­zustand des Akkus, zurück­gelegte Strecke, verbleibende Reich­weite des Akkus und die Unterstüt­zungs­stufe an. Die Bearbeitung der Anzeigen geschieht entweder per Touchs­creen auf dem Bild­schirm, mit Knöpfen am Display oder mit sogenannten Remote Control­lern, kleinen separaten Schaltern, die per Daumen am Lenker betätigt werden. Das ist für die Einstellung der Unterstüt­zungs­stufe des Motors praktisch - man muss die Hand nicht vom Lenker nehmen.

Smartphone als Display und Steuer­einheit

Immer häufiger wird auch das Smartphone als Steuerungs­element und Display verwendet. Es kann per Bluetooth mit der Motor-/Antriebs­einheit verbunden werden. Über Hersteller-Apps können so Änderungen, auch an der Leistung­scharakteristik, vorgenommen werden.

Handy am Fahr­rad laden

Man muss aber beachten, dass der Strom­verbrauch des Smartphones dadurch erheblich wächst. Dem beugen manche Hersteller wiederum dadurch vor, dass man das Handy über den Fahr­rad-Akku mit einer USB-Buchse am Cock­pit aufladen kann.

Der Akku: Kapazität, Lade­verhalten, Reich­weite

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Praktisch sind abnehm­bare Akkus: So muss nicht das komplette Rad zur Steck­dose gebracht werden. © Getty Images /Katja Kircher Photography AB

Akkus sind Verschleiß­teile, die im Laufe der Benut­zung einen Teil ihrer Kapazität verlieren. Die meisten Hersteller geben eine uneinge­schränkte Lebens­dauer von 500 Ladungen an. Damit ist jeweils eine komplette Ladung gemeint. Aber auch danach sind sie nicht etwa unbe­nutz­bar.

Wie lange hält so ein Akku und wie lagert man ihn richtig?

Bosch sagt, dass nach 500 Ladungen die Kapazität noch mindestens 70 Prozent beträgt. Bei anderen Herstel­lern ist das ähnlich. Aufbewahren sollte man die Energiespeicher im Trockenen und bei Zimmer-Temperaturen. Händler können die Akkus auslesen und ihren Zustand ermitteln.

Was kostet es, den Akku auszutauschen?

Austausch-Akkus sind nicht billig. Sie kosten zwischen etwa 350 Euro bis rund 1100 Euro – je nach Kapazität und Hersteller. Vor Billigteilen aus dem Internet sollte man sich hüten – oft sind die vermeintlichen Schnäpp­chen gefälschte Plagiate.

Wie viel Reich­weite „liefert“ ein E-Bike-Akku?

Die Reich­weite eines E-Bikes hängt vom Energiegehalt des Akkus ab. Lineare Angaben – nach dem Motto „mit 500 Watt­stunden (Wh) schaffen Sie X Kilo­meter“ – sind nicht möglich. Denn der Energieverbrauch ist abhängig von folgenden weiteren Faktoren:

  • Unterstüt­zungs­stufe
  • Gelände
  • Temperatur
  • Luft­druck der Reifen
  • Gewicht von Fahrer und Gepäck

Die Hersteller geben gerne große Reich­weiten an, die unter güns­tigsten Testbedingungen gemessen wurden. Davon sollte man sich nicht blenden lassen. Als Faust­regel gilt, dass man bei mäßiger Unterstüt­zung mit einem 500-Wh-Akku zirka 80 bis 100 km weit kommt.

Übrigens: Die Firma Bosch bietet einen Reichweitenassistenten für ihre Akkus an.

Weitere Fragen beant­worten wir in unseren FAQ E-Bike.

Was E-Bike-Motoren leisten

Die Leistungs­fähig­keit von E-Bike-Motoren ist gesetzlich limitiert; bei Pedelecs auf 250 Watt Dauer­leistung und 25 km/h Höchst­geschwindig­keit, bei den S-Pedelecs auf 350 Watt und 45 km/h. Entscheidender ist schon, was die Hersteller an Drehmoment aus der Motor-Akku-Kombination heraus­holen. Das können bei kleineren Akkus an Cityrädern 30–40 Newton­meter sein, an Mountain­bikes 90 Newton­meter und darüber.

Wie viel Power brauche ich?

Doch viel Power ist nicht immer sinn­voll. Große Akkus brauchen länger zum Laden und sind schwerer und teurer als kleinere. Wer haupt­sächlich in flachem urbanen Terrain auf dem Weg zur Arbeit unterwegs ist, kommt mit einer mäßigen Motor­unterstüt­zung von 30–40 Newton­metern und einer Reich­weite von etwa 70 km voll­kommen aus. Im hügeligen Gelände oder für Berg­touren darf es dann schon der große Motor mit 70 oder 90 Newton­metern Drehmoment und einer Reich­weite bis zu 100 km sein.

Was passiert jenseits von 25 km/h?

Was auch interes­sant ist, ist die Art und Weise, wie ein Motor seine Unterstüt­zung freigibt. Hobby­radler treten etwa mit 60 bis 70 Umdrehungen pro Minuten in die Pedale. Für sie ist ein Motor interes­sant, der sie schon in diesem relativ nied­rigfrequenten Bereich unterstützt.

Sport­liche Fahrer dürften dagegen eine Motor­unterstüt­zung bei höheren Tritt­frequenzen schätzen. Beim Kauf sollte man daher bei einer Probefahrt immer die Charakteristik des Motors selbst prüfen: Manche Motoren setzen sanft ein, bei anderen dauert es eine halbe Pedal­umdrehung, und wiederum andere (Mountain­bike-Motoren) sind sofort sehr kräftig „da“ – auch bei geringer Unterstüt­zungs­stufe.

Nicht unwichtig ist auch das Verhalten des Motors, wenn die 25 km/h Höchst­geschwindig­keit erreicht sind. Gute Motoren „faden“ dann sanft aus – der Fahrer merkt kaum, dass er nun selbst tritt. Weniger gute Motoren bremsen etwas, vor allem ältere.

Mehr zum Thema

Einen guten Über­blick über tech­nische Ausstattung und Leistungs­daten von Pedelecs bietet das Handbuch Fahrrad und E-Bike der Stiftung Warentest. Auf der Website Pedelecmonitor finden Sie eine Daten­bank mit allen gängigen Motoren und jede Menge Erfahrungs­berichte von E-Bike-Fahrern.

Mittel­motor, Naben­motor, Front­motor: Motor­typen im Vergleich

E-Bikes sind mit verschiedenen Typen von Motoren ausgestattet. Im Folgenden stellen wir die gängigsten Varianten vor und sagen, welche Vorteile beziehungs­weise Nachteile sie haben.

Mittel­motor

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Mittel­motoren erfordern spezielle Rahmenformen wie bei diesem Mountain­bike. © www.pd-f.de / Christian Mang

Bei E-Bikes haben sich die Mittel­motoren als Stan­dard-Ausstattung durch­gesetzt. Ein Grund dafür ist, dass dieser Motor eine große Leistungs­band­breite bietet. Rund 90 Prozent aller E-Bikes kommen mit diesem Motor­typ auf den Markt. Die Einbaulage im Tret­lager ermöglicht es den Herstel­lern, besonders kräftige Motoren zu bauen. Der Schwer­punkt im Gravitations­zentrum des Fahr­rads ist günstig, die Verbindung zum Akku kurz, das Fahr­gefühl ähnelt sehr stark dem bei einem konventionellen Fahr­rad. Als Über­setzung sind Ketten- oder Naben­schaltungen möglich (Fahrradschaltungen). Mittel­motoren können im Unterschied zu Naben- oder Front­motoren aber nicht einfach an ein Fahr­rad „angehängt“ werden, sondern erfordern spezielle Rahmenformen im Tret­lager­bereich.

Vorteile

Nachteile

tiefer Schwer­punkt

Nach­rüsten nicht möglich

starke Unterstüt­zung am Berg

Kette und Zahn­kranz stärker bean­sprucht als bei Naben­motor

breites Leistungs­angebot

bei älteren Motoren Tret­widerstand jenseits von 25 km/h möglich

ausgewogenes Fahr­gefühl

Naben­motor

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Das S-Pedelec „Code 45“ von MTB Cycletech hat seinen Motor in der Hinterradnabe. Im Zentrum sitzt eine Zentral­getriebe-Schaltung; für die Verbindung zum Hinterrad sorgt ein Zahn­riemen. © www.pd-f.de / Sebastian Hofer

Der Naben­motor läuft relativ unscheinbar in der Hinterradnabe und wirkt, ohne die Kette oder einen Antriebs­riemen zu bean­spruchen, direkt auf das Hinterrad. Bei höherem Tempo hat er einen besseren Wirkungs­grad als ein Mittel­motor, ist am Berg in der Regel aber etwas schwächer.

Vorteile

Nachteile

schont Kette und Zahn­kranz

Ausbau des Hinterrads etwas komplizierter

nach­rüst­bar und leise

weniger kraft­voll am Berg

unauffäl­lige Integration ins Fahr­rad

Kombination mit Naben­schaltung nicht möglich

kompatibel mit Federgabel

mit Pinion-Getriebe im Tret­lager kombinier­bar

Front­motor

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Mit einem Klick sitzt die Fronttasche am Faltrad – und stellt direkt den Kontakt her. An der Oberseite des Akkus schaltet man das Licht ein oder aus und wählt die gewünschte Unterstüt­zungs­stufe. © www.pd-f.de / Florian Schuh

Ein Front­motor bietet die größte Wahl­freiheit beim Antrieb zwischen Ketten­schaltung, Naben­schaltung oder Tret­lager­getriebe. Die Antriebs­kräfte verteilen sich zudem: vorne zieht der Motor, mit Muskel­kraft treibt der Fahrer das Hinterrad an. Das Motorengewicht und dessen Kraft erfordern jedoch ausreichende Dimensionen von Gabel und Lenk­kopf. Zudem ist das Fahr­verhalten gewöhnungs­bedürftig – der Motor zieht einfach vorne ganz schön. Ein Front­motor ist einfachste Möglich­keit, ein Fahr­rad nach­träglich zum E-Bike umzu­bauen.

Vorteile

Nachteile

leicht nach­rüst­bar

beein­flusst das Lenk­verhalten

alle Schaltungen sind möglich

für Federgabeln nicht geeignet

günstig

Fahr­rad zum E-Bike umbauen – ist das sinn­voll?

Auch ein konventionelles Fahr­rad kann zu einem E-Bike nachgerüstet werden – das funk­tioniert allerdings nur mit Naben- oder Front­motor. Und Rahmen, Gabeln und Bremsen müssen der stärkeren Belastung gewachsen sein. Wer ein gutes Fahr­rad hat, für den ist die Nach­rüstung eine Über­legung wert. Sie ist mit etwa 1000 bis 1200 Euro preis­werter als ein neues E-Bike. Allerdings: Die Gewähr­leistung des Fahr­radherstel­lers für das Modell erlischt – er hat es ja ohne Motor konzipiert.

Stärkere Belastung des Fahr­rads

Klassische Fahr­radhändler raten vom Nach­rüsten meist ab, weil der Laie nicht beur­teilen könne, ob Bremsen und Rahmen der stärkeren Belastung gewachsen sind. Wenn zu dem Material dann noch Einbaukosten im Fach­geschäft hinzukämen, könne man auch gleich ein güns­tiges neues E-Bike kaufen, so die Argumentation.

Fast jedes Rad lässt sich umrüsten

Anderer­seits versichern Hersteller von Nach­rüstsätzen wie Ebike-Solutions, dass fast alle Fahr­räder – vor allem qualitativ hoch­wertigere – fürs Nach­rüsten geeignet sind. Bei Hinterradmotoren spiele die Belastungs­frage keine Rolle, weil auch der Hinterbau eines konventionellen Fahr­rads besonders stabil sei. Mehr Infos dazu in unserem Handbuch Fahrrad und E-Bike.

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