E-Bike Technik – Motoren und Antriebsarten

E-Bike-Mittelmotor

In Deutschland liegt der Großteil aller Autofahrten im Umkreis von 40 Kilometern. Daher ist ein E-Bike der ideale Autoersatz für den ganz normalen Alltag. Dies gilt sowohl für den Berufspendler, der die Nase voll hat von den innerstädtischen Staus und dem überfüllten oder bestreikten Öffentlichen Personennahverkehr, oder für Eltern, die gerne ihre Kinder an der frischen Luft in einem Kinderanhänger transportieren. Laut dem Zweirad-Industrie-Verband wurden im Jahr 2014 etwa eine halbe Million E-Bikes in Deutschland verkauft – Tendenz für 2015: steigend. Zusammen mit dem Radfahren erfreut sich auch das E-Bike zunehmender Beliebtheit. Gerade für Einsteiger ist der Gedanke verlockend, dank elektrischer Unterstützung unangestrengt, frisch und entspannt ans Ziel zu kommen. Verkehrsrechtlich sind E-Bikes in die Kategorie “Fahrrad” einzuordnen, sofern die Nennleistung des Motors 250 Watt nicht übersteigt und Geschwindigkeitsunterstützung des Fahrers nicht mehr als 25 km/h beträgt. Auch E-Bikes mit einer integrierten Schiebehilfe von bis zu 6 km/h fallen darunter. Das heißt: Für das Fahren eines E-Bikes ist keine Versicherung und kein Führerschein vonnöten. Auch eine Helmpflicht besteht in diesem Falle nicht.

Anders sieht es bei den S-Pedelecs aus: Diese verfügen über einen stärkeren Motor, der bis zu eine Geschwindigkeit von 45 km/h unterstützt. Hier sind ein Mofa-Führerschein und ein Kennzeichen notwendig. Laut ADFC gilt für diese Modelle eine Helmpflicht.

Was ist der Unterschied zwischen Pedelecs und E-Bikes?

Pedelecs (von dem englischen Begriff “Pedal Electric Cycle”) verfügen über einen unterstützenden Motor, dessen Leistung nur abgerufen wird, wenn der Fahrradfahrer auch selber in die Pedale tritt. Hört der Fahrer auf zu treten, stellt auch der Elektromotor seine Leistung ein. Im ursprünglichen Sinne umschrieb der Begriff “E-Bike” ein Fahrrad mit Elektromotor, welches von alleine fahren kann, ohne dass der Fahrer mittreten muss. Es hat sich jedoch eingebürgert, dass die Begriffe Pedelec und E-Bike weitestgehend synonym für die oben beschriebenen Pedelecs verwendet werden, wenn der Motor den Fahrradfahrer nur bis zu einer Geschwindigkeit von 25 km/h unterstützt. E-Bikes, die bis zu 45 km/h erreichen, werden auch S-Pedelecs genannt. S-Pedelecs fallen in die Kategorie “Kleinkrafträder” und sind somit versicherungspflichtig. Hierfür werden ein  Nummernschild und ein Mofa-Führerschein (enthalten in Führerschein Klasse B) benötigt. Laut ADFC gilt für diese Modelle eine Helmpflicht.

Welche Antriebsarten gibt es bei einem E-Bike?

Bei E-Bikes wird zwischen drei Motorpositionen unterschieden. Es gibt Front-, Mittel- oder Hinterradmotoren.

VorderradmotorDer Frontmotor, auch Vorderradmotor genannt, sitzt am vorderen Laufrad des E-Bikes und ersetzt dadurch die Vorderradnabe. Ein Vorteil des Vorderradmotors ist neben dem unkomplizierten sowie stabilen Motor- und Rahmenaufbau die Verteilung der Antriebskräfte. Da die Muskelkraft am hinteren Teil und die Unterstützung des Motors am vorderen Teil des Fahrrades einwirkt, ist diese Antriebsart mit einer Art Allradantrieb vergleichbar. Zudem ist diese Positionierung des Motors preisgünstiger als E-Bikes mit anders positionierten Motoren, da die Rahmengeometrie nur wenig verändert werden muss und ein Einbau dieses Motors wesentlich leichter erfolgt. Ein weiterer Vorteil ist, dass es mittlerweile einige Frontmotoren mit Energierückgewinnung gibt. Der Nachteil des Vorderradmotors liegt darin, dass die Reifen bei losem Untergrund oder beim Anfahren am Berg schneller durchdrehen als es beim Mittel- oder Hinterradmotor der Fall ist.

E-Bike Mittelmotor

Der Mittelmotor ist mittlerweile der meist verbreitete Motor im E-Bike-Bereich und sitzt mittig unter dem Tretlager des E-Bikes. Hierbei wird das hintere Rad über die Kette angetrieben. Ein besonderer Vorteil des Mittelmotors ist die tiefe, mittige Positionierung. Dadurch hat das E-Bike einen niedrigen Schwerpunkt und lässt sich leichter kontrollieren. Zudem muss man bei einer Reifenpanne keine Verkabelung lösen, um das Rad zu wechseln. Laut dem Magazin “ExtraEnergy” verbrauchen E-Bikes mit einem Mittelmotor bei höheren Geschwindigkeiten darüber hinaus bis zu 50% weniger Strom als Front- und Hinterradmotoren. Vor allem namhafte Hersteller, wie Bosch und Panasonic, aber auch Shimano und Impulse setzen auf diese Art des Antriebs. Untereinander unterscheiden sie sich in Performance und Bedienung. Der Nachteil bei dieser Motorenart besteht darin, dass es oft kompliziert ist, eine Rücktrittbremse einzubauen.
Allen voran legt Bosch großen Wert auf den Mittelmotor und bietet gleich zwei Motorvarianten an: Die Active-Line für eine harmonische, wohldosierte Unterstützung und die Performance-Line für sportliches, kraftvolles Fahren. Die Vorteile von Bosch sind die kurzen Ladezeiten, die hohe Akkuleistung, die optionale Rücktrittbremse und die integrierte Schiebehilfe. 2015 kommt Bosch sogar mit einer Schaltempfehlung und dem intelligenten NYON-Display daher, welches neben der Verbindungsmöglichkeit mit dem Smartphone auch mit einer komplette Navigationsfunktion auftrumpft. Der Mittelmotor von Impulse zeichnet sich durch seine feinfühlige Sensorik und seine schnellen, leisen Schaltvorgänge aus. Er weist eine große Akkukapazität und kurze Akkuladezeiten auf. Wie der Bosch-Antrieb, kann auch der Impulse-Antrieb mit einer optionalen Rücktrittbremse und einer integrierten Schiebehilfe punkten. Zudem hat man hier die Möglichkeit, auf einen wartungsfreien Antrieb mit Carbonriemen umzurüsten. Das neue Impulse 2.0 System ermöglicht besseres Schalten und reduziert gleichzeitig den Verschleiß durch Antriebsunterbrechung. Bei Panasonic gab es 2015 außer einem neuen, bedienfreundlicherem Display keine Neuerungen. Dies ist bei dem Panasonic-Antrieb aber auch nicht nötig, denn dieses ist ein zuverlässiges und etabliertes Antriebssystem mit linearer Motorunterstützung und einem umfangreichen Akkuprogramm. Es beeindruckt durch seine kurzen Akkuladezeiten und durch seine leichten Akkueinheiten. Wie schon zuvor bei dem Bosch- und dem Impulse-Antrieb ist auch hier eine Rücktrittbremse optional möglich und eine Schiebehilfe integriert. Ganz neu dabei ist in 2015 Shimano mit dem STePS-System. Dieser neue und vielversprechende Antrieb beinhaltet perfekt aufeinander abgestimmte Komponenten und eine intelligente Kraftunterstützung. Der Motor ist langlebig und wartungsarm und verfügt über eine leichte Antriebseinheit, hohe Akkukapazitäten sowie kurze Akkuladezeiten. Hier ist ebenfalls eine integrierte Schiebehilfe vorzufinden. Besonderes Schmankerl für technikaffine E-Bike-Freunde: einige E-Bike-Modelle verfügen sogar über das automatische Shimano-Schaltsystem Di2.

Der Hinterradmotor befindet sich, wie der Name schon sagt, am hinteren Laufrad des E-Bikes. E-Bikes mit Heckantrieb sind eher für sportliche Fahrer geeignet, da sie über viel “Grip” verfügen und E-Bike Hinterradmotorviel Antriebsenergie auf die Straße bringen. Selbst auf losem Untergrund dreht das Rad nicht durch. Die Gewichtsverteilung bei einem E-Bike mit Heckantrieb ist jedoch oft nicht optimal, da sowohl Motor als auch Akku eher im hinteren Bereich positioniert sind. Viele Hersteller wählen deshalb das Unterrohr als Akkuposition, um eine bessere Gleichverteilung zwischen Vorderrad und Hinterrad zu erreichen. Außerdem ist die Belastung für die Speichen des Hinterrads besonders hoch, da nicht nur das Motorgewicht auf das Hinterrad drückt, sondern auch die Antriebskräfte des Motors auf die Speichen einwirken. Zudem ist der Einbau einer Rücktrittbremse nicht immer möglich. Ein weiterer Nachteil des Hinterradmotors liegt darin, dass man, genau wie beim Frontmotor, die gesamte Verkabelung beim Reifenwechsel lösen muss.

Fazit E-Bike Motoren und Antriebsarten

Insgesamt haben alle drei Motorarten ihre Vor- und Nachteile. Entscheidet man sich für den Kauf eines E-Bikes, sollte man sich vorher überlegen, für welchen Zweck man es nutzen will – ob die entspannte Radtour am Wochenende, das tägliche Pendeln zur Arbeit oder sportliche Absichten im Vordergrund stehen.
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