E-Bikes und Pedelecs: Radeln unter Strom

Mit Elektro-Unterstüt­zung schaffen Radler Stre­cken, die sonst zu lang oder zu bergig sind. Inzwischen gibt’s von so ziemlich jedem Fahr­radtyp Varianten mit einem Elektromotor, der beim Treten hilft. Die Konzepte sind unterschiedlich: Es gibt Naben­motoren in den Vorder oder Hinterrädern und Tret­lager­motoren – letztere werden auch als Mittel­motoren bezeichnet. test.de erklärt die Eigenheiten und nennt jeweils Vor- und Nachteile.

Risiken und Neben­wirkungen

Stets zu berück­sichtigen: Die Elektro-Unterstüt­zung bringt mehr Tempo und zusätzliches Gewicht. Rahmen und Räder von Pedelecs müssen daher stabiler sein als herkömm­liche Fahr­räder. Besonders hohen Belastungen unterliegen Gabel und Steuer­kopf bei Pedelecs mit Front­antrieb. Durch den Wechsel zwischen Antriebs- und Brems­kraft und das generell höhere Tempo treten sehr viel höhere Kräfte auf als bei Fahr­rädern ohne Elektromotor. Besonders gefährdet sind Damen­räder, deren Rahmen aus einem Haupt­rohr besteht. Zweites Risiko: Brände und sogar Explosionen der Akkus. Wie bei Handy- und Notebook-Akkus können durch Stöße und Stürze im Inneren des Akkus Kurz­schlüsse entstehen. Fahr­radakkus enthalten sehr viel mehr Energie. Entsprechend höher ist das Risiko. Die Akku­packs müssen so konstruiert sein, dass auch bei Stürzen oder Unfällen kein Kurz­schluss auftritt.

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Mittel­motor (Tret­lager­motor)

Die fürs Fahr­verhalten von Pedelecs güns­tigste Stelle für den Motor ist am oder besser noch unter dem Tret­lager.

Vorteile:

Der Schwer­punkt liegt zentral zwischen Vorder- und Hinterrad. Das führt zu einem angenehmen Fahr­verhalten.

Nachteile:

  • Hoher Verschleiß. Kettenrad, Ritzel, Kette und gegebenenfalls die Naben­schaltung müssen die Motor­kraft zusätzlich über­tragen. Das fördert den Verschleiß. Thema ist das vor allem bei Pedelecs mit 9– oder gar 10-fach-Ketten­schaltungen. Die dafür nötigen schmalen Ketten und dünnen Ritzel verschleißen schon ohne Elektrounter­stüt­zung inner­halb von nur wenigen Tausend Kilo­metern. Mit Elektrounter­stüt­zung geht es noch schneller.
  • Nied­riger Wirkungs­grad. Für Pedelecs geeignete Elektromotoren benötigen hohe Drehzahlen, um effizient zu arbeiten. Deshalb ist ein Getriebe nötig, das die Motordrehzahl auf die Tritt­frequenz oder Drehzahl der Räder untersetzt. Das bringt zusätzliche Reibung und verringert den Wirkungs­grad.

Markt­bedeutung:

Mitt­lerweile sind in etwa 80 Prozent aller neuverkauften Pedelecs mit einem Mittel­motor ausgestattet. Markt­führer ist dabei Bosch. Aber auch Panasonic, Shimano und Brose erobern sich mehr und mehr Markt­anteile.

Naben­motor vorn

Der Motor sitzt in der Vorderradnabe und treibt das Vorderrad an.

Vorteile:

Das Pedelec ist dadurch weniger heck­lastig. Außerdem belastet der Motor nicht Kettenrad und Ritzel, so dass sie lang­samer verschleißen.

Nachteile:

Die Gabel und der Rahmen müssen sehr viel stabiler und damit auch schwerer sein als bei Heck­antrieb. Zudem ist der Antrieb am Vorderrad zumindest gewöhnungs­bedürftig. Beim Beschleunigen aus der Kurve heraus kann es auch zu einem brenz­ligen Eigenleben der Lenkung führen.

Markt­bedeutung:

In der Anfangs­zeit der Elektroräder war der Vorderradmotor stark verbreitet. Heute hat der Markt­anteil deutlich nachgelassen. Vor allem bei billigen Impor­trädern ist die Antriebs­form noch zu finden.

Naben­motor hinten

Der Motor sitzt in der Hinterradnabe und treibt das Hinterrad an.

Vorteile:

Dieser Heck­antrieb schont Gabel und Rahmen, ohne Kette, Ritzel und Kettenrad zu strapazieren. Besonders an sport­lichen Fahr­rädern spielt der Naben­motor seine Vorteile der direkten Kraft­über­tragung aus.

Nachteile:

Das Hinterrad gewinnt spür­bar an Gewicht. Der Schwer­punkt ist dafür meist ungüns­tiger als bei Pedelecs mit Mittel­motor. Mit Gepäck auf einem Träger verschiebt sich der Schwer­punkt dann noch weiter nach hinten. Die folgen kann ein instabiles Fahr­verhalten sein. Sie sind zudem nicht mit Naben­schaltungen kombinier­bar. Ein Ausbau des Hinterrades ist nicht immer einfach möglich.

Markt­bedeutung:

In der Anfangs­zeit der Elektroräder war der Hinterradmotor stark verbreitet. Heute ist der Markt­anteil deutlich gesunken. Vor allem in E-Mountain­bikes ist er noch zu finden.

Tret­lager­motor oder Naben­motor?

Da die Tret­lager­achse sich – wenn es nicht gerade steil berg­auf geht – lang­samer dreht als die Räder, geht bei Tret­lager­motoren etwas mehr Energie verloren als bei Naben­motoren. Plus­punkt für den Tret­lager­motor anderer­seits: Er profitiert auch von der Schaltung am Pedelec und muss daher einen schmaleren Drehzahl­bereich abdecken als Naben­motoren. Das begüns­tigt die Effizienz.

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