Damit das Zusammenspiel zwischen Motor und Mensch überhaupt funktioniert, braucht es spezielle Sensoren. In einem Pedelec sind in der Regel Kraft, Drehmoment- und Geschwindigkeitssensoren verbaut. Foto: www.r-m.de/pd-f

E Bikes sind aktuell der Renner. Über eine Million elektrifizierter Räder werden in Deutschland jährlich verkauft. Doch was zeichnet ein E-Bike überhaupt aus? Und handelt es sich dabei nicht eigentlich um ein Pedelec? 

E-Bike sagen und Pedelec meinen

Wer E-Bike sagt, meint eigentlich Pedelec. Die Abkürzung steht für Pedal Electric Cycle. Als Radfahrer muss man demnach in die Pedale treten, damit der Motor unterstützt. Der Pedelec-Antrieb gibt den zusätzlichen Schub bis maximal 25 Kilometer pro Stunde. Rechtlich wird das Rad deshalb als Fahrrad eingestuft.

Ein E-Bike ist hingegen ein elektrisch unterstütztes Zweirad, bei dem der Antrieb über einen Gasgriff zugeschaltet und gesteuert wird. Es gilt deshalb als Kleinkraftrad. „Mittlerweile hat sich der Begriff E-Bike synonym für Pedelec allerdings flächendeckend durchgesetzt“, sagt Anja Knaus vom Elektrorad-Pionier Flyer. Eine Sonderform ist das S Pedelec: Dabei handelt es sich um ein Pedelec, dessen Motor bis 45 Kilometer in der Stunde unterstützt. „Somit wird es rechtlich als Kleinkraftrad eingestuft – mit allen Pflichten wie Helm- und Versicherungspflicht."

Power aus der Mitte

Der Antrieb bzw. Motor ist das Herzstück eines jeden Pedelecs. Er hat eine gesetzlich begrenzte Nenndauerleistung von 250 Watt und liefert so die Zusatzenergie für den Rückenwind. Die Spitzenleistung kann jedoch höher sein, meist bis rund 600 Watt. Während sich früher Motoren oft in der Vorder- oder Hinterradnabe fanden, sind mittlerweile Mittelmotoren am Tretlager Standard. „Die Vorteile liegen auf der Hand: Der Mittelmotor sorgt für einen idealen Schwerpunkt und lässt sich optisch hervorragend in den Rahmen integrieren. Durch die direkte Verbindung von Kurbel und der Kette entsteht zudem ein natürliches Fahrgefühl. So fühlt sich E Biken wie normales Radfahren an“, erklärt Horst Schuster vom Berliner Antriebshersteller Brose.

Teilweise werden heute auch noch Heckmotoren verbaut. Diese lassen sich dezent integrieren, zudem ist der Teileverschleiß geringer als bei einem Mittelmotor. Der Markt spricht allerdings eine eindeutige Sprache: Mittlerweile rollen über 90 Prozent der Elektroräder in Deutschland mit Mittelmotor.

Ganz feine Antennen

Damit das Zusammenspiel zwischen Motor und Mensch überhaupt funktioniert, braucht es spezielle Sensoren. In einem Pedelec sind in der Regel Kraft, Drehmoment- und Geschwindigkeitssensoren verbaut. Letztere regeln ab, wenn die erlaubte Höchstgeschwindigkeit erreicht ist. Der Kraftsensor misst die investierte Muskelkraft, die der Radfahrer auf das Pedal bringt, und berechnet die benötigte Motorunterstützung basierend auf dem gewählten Unterstützungsmodus. Der Drehmomentsensor misst die Trittfrequenz, also wie oft pro Minute in die Pedale getreten wird. Ab einer bestimmten Frequenz erkennt das System den Vorgang des Radfahrens und schaltet die Tretunterstützung zu.

Manche Motoren verfügen als Besonderheit zusätzlich über einen Neigungswinkelsensor. Dieser reguliert automatisch je nach Gelände die Unterstützungsleistung.

Unterstützung ganz individuell

Jedes moderne E-Bike hat mittlerweile verschiedene Unterstützungsstufen, meist vier oder fünf. Je höher die Stufe, desto stärker hilft der Motor. Wer wenig Unterstützung braucht, fährt gemütlich in einer niedrigen Stufe, bergauf nutzt man hingegen mehr Motorkraft. „Für Neueinsteiger ist es ratsam, alle Modi einmal ausgiebig zu testen und so die unterschiedlichen Unterstützungsleistungen zu erfahren“, rät Jasmin Schejbal von der Winora Group.

Übrigens: Damit man beim Anfahren gerade im steilen Gelände nicht überrascht wird, gibt es spezielle E Bike-Sättel. Diese haben ein hochgezogenes Heck, um einen festen Sitz und optimalen Halt zu ermöglichen.

Den richtigen Dreh raus - für den Moment

Das Drehmoment ist die Power, die das System auf die Antriebsachse bzw. auf die Kette oder den Riemen bringt. Die Differenz bei den Angaben reicht von 40 bis 120 Newtonmetern. Viel Drehmoment bedeutet einen ordentlichen Schub. Geeignet für E-Mountainbiker an steilen Bergen oder Cargobikes mit hoher Zuladung. Beim Alltagsrad stehen eher das harmonische Fahrgefühl und der geringe Stromverbrauch im Vordergrund. Deshalb werden inzwischen unterschiedliche Antriebe mit unterschiedlichen Charakteristiken angeboten. Daher beim Pedelec-Kauf den richtigen Antrieb für den eigenen Einsatzzweck finden – von bergig bis flach, von urban bis sportlich.

Ordentlich Watt los

Grob gesagt: Je größer der Akku, desto höher die Reichweite. Mittlerweile gibt es Akkus, die über 800 Wattstunden bereitstellen. Wobei die Reichweite auch von weiteren Faktoren wie Untergrund, Terrain, Zuladung, Gegenwind und auch dem Gesamtgewicht abhängt, denn ein großer Akku ist schwerer. „Mehr als 80 Prozent der Nutzer, die im Alltag E-Bike fahren, müssen einen 500-Wh-Akku seltener als einmal pro Woche laden. Ein größerer Akku würde hier nur zusätzliches Gewicht bedeuten", sagt Markus Riese vom E Bike-Spezialisten Riese & Müller. „45km/h S-Pedelecs werden im Alltag hingegen in einem viel größeren Aktionsradius genutzt, da kann man die 1000 Wh einer Dual Battery sehr gut gebrauchen. Auch wenn man viele Höhenmeter fährt oder sehr lange Radtouren macht, würde man eine geringe Akku-Kapazität immer bereuen“.

Durch die Doppel-Akku-Lösung, wie sie an Liegerädern bereits seit Jahren zu finden ist, können die Akkus bequem über einen Anschluss geladen und automatisch zu- oder abgeschaltet werden. Das kann die Reichweite bei Bedarf verdoppeln.

Selbst ohne Saft einen Lauf haben

Was passiert, wenn auf einer längeren Tour dennoch der Saft ausgeht? „Das ist bei einem E-Bike kein Problem. Es lässt sich dann einfach ohne Antrieb wie ein Fahrrad fahren“, weiß Anja Knaus von Flyer. Hierbei hilft der Freilauf, der im Motor verbaut ist und dafür sorgt, dass Kurbel und Motor entkoppelt werden. Bei vielen Motoren ist so ein geringer Tretwiderstand zu spüren. Antriebsspezialist Brose setzt deshalb gleich zwei Freiläufe in seinen Antrieben ein. „Dadurch wird das System vollständig entkoppelt und das E Bike lässt sich ohne zusätzlichen Tretwiderstand fahren. Das funktioniert übrigens auch, wenn man über die Schwelle der 25 Kilometer pro Stunde kommt und der Antrieb sich automatisch abschaltet“, sagt Horst Schuster.

Alle Funktionen im Blick

Das Display liefert den Überblick über Geschwindigkeit, Kilometerleistung, Unterstützungsmodi und noch vieles mehr. Je nach Bedarf gibt es entweder kleine Displays, die nur wesentliche Funktionen zeigen, oder Bordcomputer mit einer Fülle an Informationen und Funktionen. „Über das Display lässt sich auch das Licht einfach einschalten, denn die Beleuchtung am E-Bike wird direkt aus dem Akku gespeist“, sagt Sebastian Göttling vom Lichtspezialisten Busch & Müller.

Ganz wichtig sind einfache Bedienbarkeit und gute Ablesbarkeit selbst bei Sonne. Erste Anbieter verzichten mittlerweile allerdings auf das Display und bieten eine Lösung per App und Smartphone an. „Das wird in Zukunft noch viel mehr werden. Man braucht kein zweites Gerät mitzunehmen, denn das Smartphone hat man eh immer in der Tasche“, prognostiziert Sebastian Marten von MTB Cycletech.

Wer sein Rad liebt, der ...

... schiebt. Über Display oder Bedienkonsole lässt sich auch die Schiebe- bzw. Anfahrtshilfe bedienen. Sie ist quasi die E-Bike-Funktion des Pedelecs und wird per Knopfdruck zugeschaltet. Das Pedelec erreicht so eine Geschwindigkeit von sechs Kilometern pro Stunde – ohne dass in die Pedale getreten wird. „Die Funktion kann man beispielsweise nutzen, wenn man das Rad bergauf schieben muss oder wenn man schwere Lasten transportiert und sich das wackelige Anfahren ersparen möchte“, weiß Jasmin Schejbal.

Allerdings sollte man damit nicht längere Strecken absolvieren, da die Funktion einen hohen Akku-Verbrauch hat. Außerdem ist Vorsicht geboten, da sich beim Mittelmotor die Pedale mitdrehen.

Schalt mal einen Gang zurück

Ja, es gibt ihn: Den Rückwärtsgang am Fahrrad. Allerdings nur an speziellen Dreirädern und dann auch nur mit Hinterradnabenmotor. „Beim Rangieren unserer Trikes ist ein Rückwärtsgang eine enorme Hilfe. Das ist komfortabel und insbesondere bei körperlichen Einschränkungen sehr praktisch. Die Entwicklung war jedoch sehr aufwendig“, sagt Alexander Kraft vom Hersteller HP Velotechnik.

An Aufrechträdern wird die Funktion hingegen noch nicht umgesetzt. Dafür bieten manche Heckmotoren die Funktion der Rekuperation. Dabei wird die kinetische Energie beim Bremsen in elektrische Energie umgewandelt. Diese fließt wiederum in den Akku, was die Reichweite erhöht.

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