Die größten Unterschiede zwischen einem E-Bike und einem herkömmlichen Fahrrad sind der Motor und der Akku. Doch auch die elektrischen Assistenz-Modi, die Controller sowie die Displays sind zusätzliche Applikationen. Diese Anleitung verschafft dir einen Überblick über diese Komponenten, damit die Wahl des richtigen E-Bikes einfacher fällt.
E-Bike Motoren – Solltest du dich für einen Mittelmotor oder einen Motor mit Nabentrieb entscheiden
Der E-Bike Motor erzeugt neben dir die Energie zum Antrieb. Es gibt zwei Arten von E-Bike Motoren, Mittelantriebsmotoren und Nabenantriebsmotoren.
E-Bike Mittelantriebsmotor
Ein Mittelantriebsmotor befindet sich zwischen den Pedalen am Tretlager des Fahrrads. Er nutzt die Fahrradkette, um die Kraft des Motors auf das Hinterrad zu übertragen und das Fahrrad zu bewegen.
Mittelantriebsmotoren gibt es in verschiedenen Größen und Gewicht. Generell sind sie eher klobig, was den Fahrradrahmen “fett” aussehen lässt. Mittelantriebsmotoren sind großartig für Offroad- und Mountainbikes durch die niedrige ungefederte Masse und die Fähigkeit, Fahrradgänge für Anstiege zu nutzen.
Vorteile eines Mittelantriebsmotors:
- Nutzt das Kettenschaltsystem und arbeitet synergetisch mit den Gängen des Fahrrads für mehr Effizienz
- Dies erleichtert das Fahren bergauf
- Sein Gewicht liegt auf dem niedrigen Schwerpunkt des Fahrrads und bereitet so ein stabileres Fahrgefühl
- Durch die niedrigere ungefederte Masse ist er gut geeignet für Offroad-Fahrräder
Nachteile eines Mittelantriebsmotors:
- Ist schadensanfälliger wegen höherer Komplexität und Energie und muss häufiger gewartet werden als ein Nabenantriebsmotor
- Kann zu schnellerem Verschleiß von Kette und Gangschaltung führen
- Ist oft lauter als ein Nabenantriebsmotor und trägt zu einem klobigen Look bei
E-Bike Nabenantriebsmotor
Der Nabenantriebsmotor befindet sich im Vorder- oder Hinterrad des Fahrrads, in der Radnabe. Anstatt den Motor bei den Pedalen anzubringen, ist der Nabenantriebsmotor in das Rad integriert. Dies schafft eine direkte Verbindung zwischen Motor und Boden.
Ein Vorderradnabenmotor ist oft einfacher einzubauen als ein Hinterradnabenmotor. Ein Motor im Vorderrad gibt dem Fahrrad einen Allradantrieb, was auf weichem Untergrund hilfreich sein kann. Allerdings kann ein schwerer Vorderradnabenmotor zu viel Gewicht auf die Front des Fahrrads verlagern und zum Durchdrehen des Vorderrads bei Nässe auf schrägen Ebenen führen.
Der Einbau des Motors in die Hinterradnabe bewirkt oft eine ausgeglichene Gewichtsverteilung des Fahrrads. Daraus resultiert eine sanftere Beschleunigung und ein natürlicheres Fahrgefühl. Ein Hinterradnabenmotor lässt sich außerdem einfacher hinter der Gangschaltung verstecken, was dem E-Bike das Aussehen eines regulären Fahrrads verleiht.
Vorteile eines Nabenantriebsmotors:
- Muss seltener gewartet werden als ein Mittelantriebsmotor
- Belastet nicht zusätzlich die Kette oder Gangschaltung, da er nicht mit dem Tretlager verbunden ist
- Keine Antriebsverluste
- Kleine Nabenantriebsmotoren sind quasi unsichtbar hinter dem Ritzel der hinteren Nabe
- Den Motor separat von den Pedalen anzubringen, begünstigt eine gleichmäßigere und leisere Fahrt
Nachteile eines Nabenantriebsmotors:
- Die meisten Nabenantriebsmotoren haben ein festes Übersetzungsverhältnis
- Somit sind sie bei Anstiegen weniger effizient als Mittelantriebsmotoren
- Bei einem platten Reifens ist es schwieriger, E-Bikes mit Nabenantriebsmotoren zu reparieren, da der Motor sich am Rad selbst befindet
E-Bike Akkus – Welche Arten von Batterien solltest du für ein E-Bike verwenden?
E-Bike Akkus sind eine der wesentlichsten Komponenten eines elektrischen Fahrrads. Ohne den Akku könntest du mit dem elektrischen Motor an deinem Fahrrad nichts anfangen. Es gibt grundsätzlich zwei Arten von E-Bike Akkus und zwar Bleisäure- und Lithium-Akkus.
Bleisäure (PbSO4)
Verschlossene Bleisäurebatterien sind die älteste Art wiederaufladbarer Batterien. Sie sind außerdem die am seltensten genutzten Akkus bei E-Bikes. Bleisäureakkus sind schwer — sie wiegen dreimal so viel wie Lithiumbatterien. Sie sind außerdem groß, was es schwieriger macht, sie an einem E-Bike anzubringen. Bleisäurebatterien halten außerdem nur halb so lang wie Nickel- oder Lithiumbatterien und sind somit nicht für E-Bikes geeignet, die zum Pendeln gedacht sind.
Lithium-Phosphat (LifePO4)
Lithium-Phosphat Akkus sind eine der sichersten und zuverlässigsten Arten moderner Akkus. Sie werden häufig für Energiespeichersysteme benutzt, bei denen eine maximale Lebensdauer wichtig ist. Wegen höherer Kosten und geringerer Energiedichte werden sie seltener für elektrische Fahrzeuge verwendet.
Lithium-Ion (Li-ion)
Moderne Li-ion Akkus haben einen guten Lebenszyklus, sind sicher in einer kontrollierten Umgebung und haben ein großartiges Leistungsgewicht. Deshalb sind Li-ion-Akkus die am häufigsten genutzten Akkus für E-Bikes und elektrische Autos. Tatsächlich werden die Tesla Model S und die Ampler Akkus aus sehr ähnlichen Li-ion Zellen hergestellt.
Li-ion Akkus haben eine hohe Energiedichte und ihre Selbstentladungsrate ist sehr viel geringer als bei vielen anderen Akkutypen. Sie sind wartungsfrei und haben keinen „Memory-Effekt”, den es bei Bleisäureakkus gibt.
Li-ion Akkus werden normalerweise von einem Batterie-Management-System (BMS) kontrolliert, welches eine lange Lebensdauer des Akkus gewährleistet. Die Spannung zwischen den verschiedenen Li-ion Zellen wird ausgeglichen und der Akku wird vor Überladung, Überentladung und Überhitzung geschützt.
Elektrische Unterstützungsmodi – E-Bikes vs. Pedelecs?
E-Bike Motoren können auf zwei verschiedene Arten betrieben werden — mit einem Gashebel oder indem du die Pedale betätigst. In diesem Kapitel werden wir die Unterschiede genauer betrachten.
Gashebelbetriebenes E-Bike
Ein E-Bike mit Gashebel funktioniert ähnlich wie ein Motorrad oder Motorroller. Du findest ihn am Lenker. Sieh den Gashebel als eine Verbindung zwischen dir und der Elektronik des E-Bikes. Wenn du den Gashebel betätigst, bekommt das Fahrrad Antriebsenergie, was es vorwärts bewegt ohne dass du die Pedale treten musst.
Es gibt drei Arten von Gashebeln: Gasdrehgriff-, Daumengas- und Knopfdruckgashebel. Sie alle haben den selben Effekt. Der einzige Unterschied ist die Handhabung (drehen oder drücken).
Vorteile eines E-Bike mit Gashebel:
- Das Gaspedal macht es einfacher, das Fahrrad aus dem Stand zu bewegen.
- Du musst die Pedale nicht treten — Du kannst einfach fahren ohne die Pedale zu betätigen.
Nachteile eines E-Bike mit Gashebel:
- E-Bikes mit Gashebel und einem leistungsstärkeren Motor werden rechtlich als Mopeds oder Motorräder eingestuft, womit sie versicherungspflichtig sind, ein Nummernschild benötigen und der/die Fahrer*in einen Helm tragen muss.
- E-Bikes, die ausschließlich einen Gashebel haben, sind in Europa verboten.
Pedalbetriebenes E-Bike
Ein pedalbetriebenes Fahrrad (auch Pedelec genannt) kann nur gefahren werden indem die Pedale betätigt werden. Das Fahrrad hat einen Sensor am Tretlager oder am Pedalarm. Dieser erfasst, ob die Pedale sich drehen oder nicht und entsprechend wird der Motor aktiviert. Manche Sensoren pedalbetriebener E-Bikes erfassen auch, wie stark in die Pedale getreten wird.
Der Kadenzsensor misst, ob der/die Fahrer*in die Pedale tritt. Er funktioniert wie ein Ein-Aus-Schalter — er startet den Motor, sobald du trittst und schaltet ihn aus, wenn du aufhörst zu treten. Die Fahrenden müssen die Anschubskraft und Geschwindigkeit selbstständig kontrollieren indem sie die elektrischen Unterstützungsmodi manuell einstellen. im Vergleich zu Torquesensoren ist der Kadenzsensor günstiger, doch die Pedalunterstützung ist oft nicht intuitiv, sperrig und lahm.
Der Torquesensor misst, wie stark der/die Fahrer*in tritt — je kräftiger du trittst, desto mehr Kraft wird auf den Motor übertragen. Der Torquesensor verstärkt deine Leistung in Echtzeit, wodurch du dich wie ein Superheld fühlst. Torquesensoren bieten ein sehr viel natürlicheres Fahrgefühl als Kadenzsensoren, sind allerdings auch deutlich teurer.
Vorteile eines pedalbetriebenen E-Bikes:
- Pedalunterstützte E-Bikes funktionieren genau wie normale Fahrräder und vermitteln ein viel natürlicheres Fahrgefühl.
- Im Vergleich zu drosselgesteuerten E-Bikes sind Pedelecs einfacher zu handhaben. Der Fahrer muss den Gashebel nicht gedrückt halten und kann sich stattdessen ausschließlich auf das Treten der Pedale konzentrieren.
- Pedalunterstützte E-Bikes sind in Europa legal.
Nachteile von einem pedalbetriebenen E-Bike:
- Wenn du fahren möchtest ohne die Pedale zu betätigen, sind gashebelbetriebene E-Bikes eher etwas für dich.
E-Bike Controller & Displays – was du wissen musst und warum du sie brauchst
Der Controller ist wie das ‘Gehirn’ deines E-Bikes, das alle Komponenten des Fahrrads miteinander verknüpft. Das Display ist ein ‘Fenster’ ins Innere deines E-Bikes, was dir erlaubt die Motoreinstellungen zu verändern und die Elektronik zu kontrollieren.
E-Bike Controller
Ein Controller ist der Bordcomputer, der alle Komponenten deines E-Bikes kontrolliert. Seine Hauptaufgabe ist es, den Strom, den Motor und die Sensoren zu verbinden und sicherzustellen, dass alles reibungslos funktioniert. Im Inneren des Controllers ist eine Platine, die die Spannung und Stromstärke, Input und Output regelt und alle entscheidenden Funktionen deines E-Bikes kontrolliert.
Der E-Bike Controller bekommt seine Energie vom Akku. Diese gibt er so an den Motor weiter, wie der/die Benutzer*in und der Sensor es angeben. Er kontrolliert die Akkuladung, Geschwindigkeit, Motorenergie, Pedalaktivität und mehr. Der Controller kontrolliert auch folgende Funktionen:
- Pedalunterstützung
- Motorenergie
- Entladeschlussspannung
- Maximale Geschwindigkeit
- Integrierte Lichter
- Eingebauter Display (falls existent)
E-Bike Displays
Der E-Bike Display funktioniert wie eine Kontrolleinheit. Es zeigt die Fahrgeschwindigkeit, das Niveau der elektrischen Unterstützung und den Akkustand an. Manche Displays zeigen außerdem die Fahrzeit, gefahrene Strecke und den prozentualen Anstieg sowie das Gefälle der Straße an.
In den letzten Jahren konnten viele E-Bike Hersteller das Display durch etwas ersetzen, das heutzutage von Haus aus alle haben: das Smartphone. Das E-Bike wird durch eine mobile App, mit der es über Bluetooth verbunden ist, kontrolliert.
Zusätzlich zur Nennung der Eckdaten des Fahrrads, kann die App den Fahrenden helfen zu navigieren, die Fahrten zu verfolgen und auf dem Laufenden zu bleiben bzgl. elektronischer Updates des Fahrrads. Zudem ist es eine Hilfe bei der Fehlersuche für aufkommende Probleme.