06. September 2025

E-Bike Funktion: Ein umfassender Überblick

Online findet man viele Fahrräder, die eine elektrische Unterstützung besitzen. Doch Vorsicht: Oftmals sind diese Räder als E-Bike deklariert, obwohl es sich hierbei um ein Pedelec handelt. Der Begriff E-Bike steht heute allgemein für Fahrräder mit Elektroantrieb. Dennoch muss man zwischen zahlreichen Typen und Konzepten unterscheiden.

Was ist ein E-Bike?

Unter dem Begriff „E-Bike“ versteht man gewöhnlich ein Fahrrad mit elektrischem Zusatzantrieb. Der E-Motor ist nicht die einzige Komponente, die ein E-Bike zum E-Bike macht - Stromquelle und Steuereinheit gehören ebenfalls zum Gesamtpaket. Ein klassisches E-Bike ist mit Motor, Akku und Steuereinheit ausgestattet.

Bestandteile eines E-Bikes

Motor: Der Motor sitzt meistens an der Tretkurbel, seltener auch im Vorder- oder Hinterrad.
Akku: Der Akku wird entweder in den Hauptrahmen integriert oder am Unterrohr bzw. Sitzrohr montiert. Meist sind die Akkus entnehmbar, einzig bei komplett integrierten Modellen ist dies nicht möglich. Bei wenigen Modellen ist der Akku im Gepäckträger untergebracht.
Steuereinheit: Die Steuereinheit des Antriebs ist am Lenker angebracht und beinhaltet oft auch den Lichtschalter sowie den Bordcomputer (Tacho, Reichweite, etc.). Auch lässt sich bei manchen Modellen die Schaltung über die Motorsteuerung bedienen, per GPS navigieren oder eine Verbindung zu einer Smartphone-App herstellen.

E-Bike oder Pedelec? Der Unterschied

Wenn heute ganz allgemein von E-Bikes die Rede ist, handelt es sich korrekterweise in den meisten Fällen um so genannte Pedelecs. Diese Abkürzung steht für Pedal Electric Cycles: Der E-Motor von Pedelecs darf lediglich zur Unterstützung der Muskelkraft dienen. Außerdem: Der Motor entwickelt seine Kraft erst dann, wenn der Fahrer einen Druck aufs Pedal bringt. Im Bereich Zulassungspflicht unterscheiden sich E-Bike und Pedelec ebenfalls.

Der wichtigste Unterschied zwischen Pedelec und E-Bike besteht in der Funktion der elektrischen Unterstützung. Während man beim Pedelec weiterhin in die Pedale tritt, ist dies beim E-Bike nicht erforderlich. Das Pedal Electric Cycle (kurz Pedelec) bietet eine elektrische Unterstützung an, so dass man nicht mit voller Kraft selbst in die Pedale treten muss. Ein solches Modell darf ohne Zulassung bis zu einer Geschwindigkeit von 25 km/h gefahren werden. Die elektrische Unterstützung schaltet sich bei mehr als 25 km/h ab.

Ein E-Bike im ursprünglichen Sinn funktioniert wahlweise auch ganz ohne Treten, ähnlich einem Motorrad mit Gasgriff am Lenker. E-Bikes verschiedener Geschwindigkeitsklassen sind in puncto Rechte und Pflichten Leichtmofas (bis 20 km/h), Mofas (bis 25 km/h) oder Kleinkrafträdern (bis 45 km/h) gleichgestellt.

Sonderfall S-Pedelec

So genannte S-Pedelecs (Das S steht für Speed.) stehen zwischen den Pedelecs und den E-Bikes. Deren Motor liefert Schub bis 45 km/h, aber - wie beim Pedelec - ausschließlich dann, wenn der Fahrer dem Antrieb einen Tretimpuls gibt. Zum Betrieb benötigt man mindestens einen Führerschein der Klasse M (Mofa). S-Pedelecs gelten nicht mehr als Fahrrad. Das heißt: Es besteht Versicherungs- und Helmpflicht (Kennzeichen!), man darf keine Radwege benutzen und am Rad muss ein Rückspiegel montiert sein. Auch im Gelände sind S-Pedelecs nicht erlaubt. Sie eignen sich besonders für Berufspendler.

Verschiedene Antriebs-Konzepte

In den Shops findet man heute hauptsächlich Pedelecs mit Mittelmotor. Drei große Hersteller teilen sich die Spitze des Marktes und liefern zuverlässig arbeitende Aggregate: Bosch, Yamaha und Shimano.

Mittelmotor

Dabei sitzt der Motor im Bereich des Tretlagers. Das sorgt für einen günstigen, tief liegenden Schwerpunkt. Mittelmotoren sind kombinierbar mit Ketten- und Nabenschaltungen, sie werden an fast allen Radtypen verbaut, vom Citybike bis hin zu High-End-Mountainbikes. Der große Vorteil des Mittelmotors liegt darin, dass er über ein Schaltgetriebe wie Ketten- oder Nabenschaltung mit dem Hinterrad verbunden ist. Durch die Gangschaltung kann man, wie beim Fahrrad ohne E-Antrieb, abhängig von der Fahrgeschwindigkeit die Übersetzung ändern. Dadurch arbeitet der Motor, sofern die Fahrenden ausreichend schalten, weitgehend in seinem günstigsten Wirkungsgradbereich und mit der höchsten Leistungsabgabe.

Der Radein- und ‑ausbau, z. B. bei einem Reifenplatten, funktioniert wie bei jedem konventionellen Fahrrad. Zwei „Probleme“ bleiben bestehen: Der Antriebsstrang aus Kettenblatt, Kette und Kassette schluckt bei Tretlagersystemen etwas Leistung. So kommt nicht das volle Drehmoment des Mensch-Maschine-Hybridmotors am Hinterrad an; dort wo die Power gebraucht wird. Zudem gibt es einen höheren Verschleiß an Kette, Kettenblatt und Ritzelpaket, der durch das System entsteht. Weiterhin brauchen E Bikes mit Mittelmotoren spezielle Rahmenkonstruktionen für die Aufnahme des Systems. Das verursacht zusätzliche Kosten in Entwicklung und Produktion. Mittelmotoren kommen auch bei „ausgefallenen“ Rädern wie Cargo-Bikes oder Liegerädern zum Einsatz.

Hinterradmotor

Am zweithäufigsten vertreten ist der Hinterrad-Nabenmotor, meist erkennbar an einer großen, trommelartigen Nabe. Seine Kraftübertragung ist zwar effizient, aber das hohe Gewicht am Heck des Fahrrades beschränkt seinen Einsatzbereich auf die Straße. Ungünstige Hebelverhältnisse im Inneren des Motors können außerdem an langen Anstiegen eine Überhitzung begünstigen. Fahrer von Hinterradnabenmotoren schätzen das direkte Ansprechverhalten der Aggregate, ihre Laufruhe und die Fahrdynamik des wie gewohnt vom Hinterrad kommenden Schubs. Da die Motorwelle gleichzeitig als Hinterradnabe dient, kommen manche Motoren ohne interne Übersetzung aus. Sie gelten als äußerst robust und resistent gegen mechanische Ausfälle.

Ein weiterer Vorteil des Hinterradnabenmotors ist die Möglichkeit der Rekuperation. Der Motor wandelt die beim Bremsvorgang freigewordene Energie wieder in Strom um und speist damit den Akku. Allerdings gewinnen auch Heckmotor-E-Bikes wegen ihrer geringen Masse wesentlich weniger Energie zurück als z. B. Elektroautos. Ein Nachteil von Hinterradnabenmotoren ist allerdings, dass sie nicht mit Nabenschaltungen kombinierbar sind.

Vorderradmotor

Ganz selten sieht man noch Citybikes mit einem Front-Nabenmotor. Dieser Motorentyp hat auf dem Markt jedoch kaum Relevanz. Er wird fast nur noch bei Rädern im preislichen Einstiegsbereich für E-Bikes ab 1.000 Euro verbaut. Hier besteht weniger Entwicklungsaufwand, da der Motor keinen direkten Kontakt zum Antriebssystem hat. Das System ist dadurch mit jeder Schaltung kompatibel, auch eine Rücktrittbremse ist problemlos möglich. Längere Kabelwege erhöhen jedoch die Störanfälligkeit. Außerdem belasten die stärkeren Kräfte insbesondere die schon durch Bremskraft und Untergrund belastete Vorderradgabel bzw. Rahmen und Steuerrohr.

Der Einsatz einer komfortablen Federgabel ist ebenfalls schwieriger zu realisieren. Zudem ändert sich das Fahrverhalten der Räder: Während bei einem Fahrrad gewöhnlich der Schub von hinten kommt, wirkt hier die komplette Motorkraft am Vorderrad. Am Berg bekommt man ein Gefühl, als ob man hinaufgezogen würde. Einen neuen Einsatzzweck bekommt der Vorderradnabenmotor aktuell an Falträdern. Dort ist der Vorderrad-Nabenmotor im Vorteil, da er kleiner und kompakter als ein vergleichbarer Mittelmotor ist.

Technik-Know-How: Wie funktioniert ein Pedelec?

Aufsitzen, antreten, losfahren: Was beim Pedelec intuitiv und reibungslos funktioniert, erfordert eine aufwändige Steuer-Elektronik! Das Fahrgefühl auf einem Pedelec, insbesondere auf einem E-MTB im Gelände, hängt davon ab, wie feinfühlig die Interaktion zwischen der Tretkraft des Fahrers und der Kraftentfaltung des Motors abläuft. Schließlich soll sich der Motor nicht einfach einschalten und seine volle Power an den Antrieb liefern, sondern je nach Situation sanft oder kraftvoll in den Antriebsprozess eingreifen. Je geschmeidiger die Verbindung zwischen Fahrer und Pedelec ist, desto natürlicher ist das Fahrgefühl.

Mit Hilfe der Sensoren ist gewährleistet, dass die Drive Unit entsprechend der eingebrachten Muskelkraft des Fahrers unterstützt. Das Bosch E-Bike-System verfügt über ein ausgereiftes Drei-Sensoren-Konzept: Über 1.000 Messungen pro Sekunde erfassen Drehmoment (Trittkraft), Trittfrequenz und Geschwindigkeit. Die Abstimmung der drei Sensoren sorgt dafür, dass die Unterstützung exakt dann greift, wenn sie benötigt wird. Der E-Biker profitiert von einem besonders natürlichen Fahrgefühl.

Der Drehmomentsensor erkennt, mit wie viel Kraft der Fahrer in die Pedale tritt. Der Trittfrequenzsensor misst die genaue Anzahl der Pedalumdrehungen. Die Motorunterstützung kann auf diese Weise präzise dosiert werden, das trägt zu einer optimalen Fahrdynamik bei. Der Geschwindigkeitssensor misst mit Hilfe eines in den Speichen angebrachten Magneten die Umdrehungen des Rades und erkennt die aktuelle Geschwindigkeit des Pedelecs. Sind 25 Stundenkilometer erreicht, regelt der Antrieb die Motorunterstützung sanft ab.

Das Bosch E-Bike-System besteht aus Drive Unit, also dem Motor inklusive Getriebe samt Sensorik, Akku und Bordcomputer. Die perfekt aufeinander abgestimmten Komponenten sind ein entscheidender Faktor für die Performance des Systems. Der E-Biker kann zwischen verschiedenen Unterstützungsstufen (Fahrmodi) wählen und dadurch bestimmen, wie viel „Rückenwind“ er durch den Elektromotor bekommt. Die E-Bike-Steuerung erfolgt mit dem Bordcomputer, der dem Pedelec-Fahrer darüber hinaus die wichtigsten Fahrdaten anzeigt.

E-Bike Motoren von Bosch

Bosch hat aktuell fünf Antriebssysteme im Angebot, die speziell an die Anforderungen von verschiedenen Fahrradtypen angepasst wurden. Eines ist bei allen gleich: 250 Watt Leistung und fünf Antriebsmodi unterstützen dich bis zu einer Maximalgeschwindigkeit von 25 km/h (optional auch 45 km/h für S-Pedelecs).

Bosch Performance Line CX: Das Top-Modell in Sachen Leistung, der eBike Antrieb Performance CX, startet runderneuert in die Saison 2023. Er wurde speziell für die extremen Anforderungen am E-Mountainbike entwickelt und macht sämtliche Offroad- und Trailabenteuer mit.
Bosch Performance Line: Der vielseitig einsatzbare Performance Line E-Bike Motor eignet sich perfekt für sportliche Bikes jeder Art. Mit einem konstanten Drehmoment das von 60 Nm auf 65 Nm aufgestockt wurde, ist er nicht ganz so drehfreudig wie die CX-Version, dafür aber durch seine höhere Laufruhe besser geeignet für die Fahrt auf befestigten Wegen und Straßen.
Bosch Active Line: Die gemächlichste Variante im Bosch E-Bike Segment ist der Active Line Antrieb, der 40 Nm an Drehmoment abliefert. Der Motor ist besonders sparsam und laufruhig und überzeugt mit einer dynamischen, homogenen Leistungsentfaltung, die für Sicherheit und Vertrauen sorgt.
Bosch Active Line Plus: Etwas mehr Drehmoment bieten die Motoren der Active Line Plus Linie. Mit 250 Watt Leistung, 50 Nm Drehmoment und 4 Unterstützungsstufen kann ein Active Line Plus Motor alles was sein kleiner Bruder aus der Active Line kann, benimmt sich allerdings etwas spritziger, auch beim Anfahren.

Bordcomputer von Bosch

Wie das Cockpit im Auto versorgen dich die Bosch E-Bike Bordcomputer mit allen wichtigen Informationen zu deinem E-Bike und deiner aktuellen Fahrt. Akkustand, aktueller Modus, Geschwindigkeit, Reichweite und auch die Kilometer bis zum nächsten Service lassen sich anzeigen. Bosch bietet mit Intuvia, Nyon und Purion drei Bordcomputer für seine Antriebssysteme an.

Intuvia: Wie der Name verspricht ist der Intuvia Bordcomputer leicht und intuitiv zu bedienen und abzulesen.
Nyon: Der Bosch Nyon ist die All-in-One-Kommunikationslösung für E-Bike Fahrer. Neben dem Bordcomputer stellt das System auch ein Online-Portal und eine App bereit, sodass du voll vernetzt bist und dir keine Informationen mehr verloren gehen.
Purion: Mit dem neuesten Purion-Bordcomputer setzt Bosch auf ein minimalistisches Design, das trotzdem auf der Funktionalität des bewährten Intuvia-Display basiert.
Kiox und Kiox Lock: Der neue Bordcomputer hört auf den Namen Kiox und ist definitiv ein Hingucker. Der neue Kiox Lock dient außerdem als Schlüssel. Mit dem Abziehen des Displays aus der Halterung wird die Motorunterstützung blockiert.
COBI.Bike System: Konzipiert und gebaut wird es von einer Tochterfirma von Bosch, die es sich zur Aufgabe gemacht hat, völlig neue Maßstäbe zu setzen. Du parkst dein Handy mittig am Lenker in einer Halterung - die es ganz nebenbei lädt und einen sensorgesteuerten Scheinwerfer beheimatet - und schon wird es zur Schaltzentrale.
SmartphoneHub: Eine Kombination aus der COBI-App, deinem Smartphone und dem SmartphoneHub macht dein E-Bike zur fahrenden Schaltzentrale.

Akkus und Wattstunden

Bei jedem Bosch E-Bike Antrieb hatte bisher der Käufer die Wahl zwischen drei Akkutypen - 300Wh, 400Wh und 500Wh. Mit der DualBattery, einer Komination aus zwei hintereinandergeschalteten Akkus, sind laut Bosch bis zu ca. 200 km ungetrübter Fahrspaß ohne Nachladen möglich.

Der kleinste und leichteste Akku Bosch Power Pack 300 (295 Wh, 2,5 kg als Rahmenakku, 2,6 kg als Gepäckträgerakku, 2,5 Std. / 5 Std. Ladezeit). Etwas mehr Reichweite hast du mit dem Bosch Power Pack 400 (395 Wh, 2,5 kg als Rahmenakku, 2,6 kg als Gepäckträgerakku, 3,5 Std. / 6,5 Std. Ladezeit). Mit 482 Wh ist der Power Pack 500 (482 Wh, 2,6 kg als Rahmenakku, 2,7 kg als Gepäckträgerakku, 4,5 Std. / 7 Std. Ladedauer) das bisher leistungsfähigste Kraftpaket von Bosch.

Eine Batterie mit den gleichen Spezifikationen ist die Power Tube 500. Dieser Akku ist so geformt, dass er im Rahmen des Fahrrads verschwindet, so ist er unsichtbar und perfekt vor äußeren Einflüssen geschützt. Eine nagelneue PowerTube 625 (3,5kg) ist angekündigt, sie hat -hättest du nie erraten, oder? - 625 Wh, und schafft damit ca. 80 km. Falls du wirklich Großes vorhast kannst du gleich auf die Power von zwei Akkus setzen und mit dem Bosch DualBattery System zwei Akkus miteinander kombinieren.

Fahrmodi / Unterstützungsstufen

Jeder der Bosch Motoren ermöglicht fünf unterschiedliche Unterstützungsstufen:

Turbo: Turbo ist der schnellste Modus und gibt die volle Leistung und das maximale Drehmoment wieder.
Sport: Immer noch ordentlich Power und Drehmoment bietet die Sport-Stufe, auch wenn sie nicht ganz so hoch dreht.

Historie der E-Bikes

Erste Aufzeichnungen über Versuche mit Elektromotoren an Fahrrädern gab es bereits in den Jahren 1880 bis 1900. Es wurden damals sogar verschiedene Exemplare gebaut, zum Beispiel im Jahr 1897ein elektrisches Tandem. Dennoch fristeten Fahrräder mit E-Antrieb bis in die 1980er und 1990er Jahre hinein ein Randgruppen-Dasein. Danach beschleunigten sich die Entwicklungen fürs breitere Publikum.

Beispielsweise brachte der deutsche Traditionshersteller Hercules 1989 das City-Modell Electra auf den Markt. Auch Elektro-Konzerne wie Sanyo versuchten sich damals an Antriebskonzepten. Die größte Herausforderung für die Entwickler war der Umgang mit den großen und schweren Akkus. Der Hersteller Yamaha, heute einer der Global Player, präsentierte Anfang der Neunziger Jahre bereits relativ kompakte Systeme.

Mit der Erfindung der Lithium-Ionen-Technik bei den Akkus ging es dann aber Schlag auf Schlag. Denn endlich ließen sich deutlich leichtere und kompaktere Antriebe realisieren.