E-Bike mit Getriebemotor: Vor- und Nachteile

Der Motor ist das Herzstück eines E-Bikes. Er bestimmt, wie du fährst, wie weit du kommst und wie sich dein Bike anfühlt. Wenn Sie vor der Entscheidung stehen, sich ein E-Bike zuzulegen, müssen Sie sich mit der Thematik der Motorposition beschäftigen und für Ihren Favoriten schließlich entscheiden.

Ob Ihr künftiges Elektrofahrrad mit einem Front-, Mittel- oder Heckmotor ausgestattet sein soll, ist eine wichtige Entscheidung zum Kauf. Die Läden sind voll mit unterschiedlichsten E-Bike-Modellen - da fällt die Auswahl nicht immer leicht.

Die E-Bike-Motoren auf dem Markt unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Leistungsdaten, ihres Gewichts und anderer technischer Merkmale. In wie fern unterscheiden sich die jeweiligen E-Bike-Motoren? In welcher Motoposition gibt es welche Vor- bzw. Nachteile?

Motorpositionen im Überblick

Seit Beginn der kommerziellen Serienfertigung von elektrischen Fahrrädern in den Achtziger und Neunziger Jahren haben die Entwickler mit verschiedenen Konzepten und Montagepositionen am Bike experimentiert. Als am sinnvollsten haben sich der Mittelmotor im Rahmen und der Nabenmotor im Hinterrad heraus kristallisiert. Ganz selten sieht man noch E-Bikes, bei denen der Motor in der Vorderradnabe sitzt.

Frontmotor: ziehen statt schieben

Eigentlich eine gute Idee: der Antrieb im Vorderrad. Einfacher Einbau - selbst nachrüsten kann man bei einigen Herstellern einfach mittels eines bereits einsatzfähigem Austauschvorderrads mit Motor -, geringer Aufwand, wenig Kosten. Auch deshalb war der Frontantrieb zu Beginn der E-Bike-Ära enorm erfolgreich.

Schnell wurde man jedoch auf -einige negative Einflüsse aufmerksam: Die Kraft, mit der das Vorderrad zieht, belastet die Gabel und den Vorderrahmen erheblich - übrigens einer der Gründe, warum auch wir von der Nachrüstung einfacher Fahrräder mit Frontmotor abraten würden. Beide sind nicht für diese Krafteinwirkung entwickelt und können durchaus sicherheitsrelevanten Schaden nehmen.

Auch beim bereits mit Frontmotor ausgestatteten Neurad kann ein erhöhter Schlupf des Reifens ein Problem sein. Vor allem an Steigungen und auf losem Untergrund führt abruptes In-die-Pedale-Treten dann schnell zum Durchdrehen des Vorderrads. Allerdings hat in den letzten Jahren aufwendige Sensorik und eine immer bessere Steuerung dafür gesorgt, dass das Vorderrad nicht zu eigenständig agiert.

Sinnvoll können die Frontnabenantriebe dennoch sein: für (vor allem schwere) Lastenräder. Durch das Gewicht auf der Achse agiert der Motor weniger abrupt. So gibt es durchaus noch Cargobikes, die erfolgreich mit einem Nabenmotor im Vorderrad unterstützen, zum Beispiel das Business-Lastenfahrrad Musketier mit Ezee-Motor im Vorderrad. Häufig findet man auch an Reha-Dreiäder den günstigen und einfach zu realisierenden Frontantrieb.

Vor- und Nachteile Frontmotor

  • Vorteile:
    • günstig
    • sehr leise realisierbar
    • technisch einfach umzusetzen
    • alle Schaltungsvarianten kombinierbar
    • verhältnismäßig leicht
  • Nachteile:
    • störende Einflüsse auf die Lenkung (schwerfällig) und ggf. auf die Federung
    • bei geringer Achslast frühes Durchrutschen, am Berg auch auf Asphalt oder bei Nässe
    • hohe Belastung von Gabel und Steuerrohr
    • meist komplizierter Ausbau des Vorderrads
  • Sinnvolle Einsatzbereiche: Lastenräder mit viel Gewicht auf Vorderrad (Long John, Schwerlasträder, Reha-Dreiräder), Einsteiger-E-Bike.

Heckmotor: eingebauter Rückenwind

Fast so einfach zu konzipieren wie der Frontmotor, war der Nabenantrieb fürs Hinterrad in den ersten E-Bike-Jahren schnell so etwas wie ein Standard. Schön früh gab es Getriebemotoren und Direktantriebe: Das Unternehmen Alber ist mit seiner aktuellen Version des Neodrives Z20 heute noch einer der wichtigsten Vertreter für den Heckmotor. Das ist ein sogenannter Direktantrieb, also ein Nabenmotor ohne Getriebe.

Seine Vorteile: Er ist vielleicht der leiseste Motor auf dem Markt, und er kann als Direktmotor rekuperieren. Das bedeutet: Er lädt beim Bergabfahren den Akku wieder auf. Die Rückgewinnung ist durchaus im nennenswerten Bereich - um die zehn Prozent kann zurückgewonnen werden, wenn man auf hügeligem Terrain unterwegs ist.

Die - anwählbare - Rekuperation wirkt dann gleichzeitige wie eine Motorbremse am Auto, man verschleißt also seine Bremsen weniger. Klassische Vertreter eines Getriebeheckmotors hat der Automotiv-Anbieter Mahle im Programm.

Der wesentliche Vorteil gegenüber dem Mittelmotor ist aber, dass der Verschleiß von Kette, Zahnrad und Ritzel nur gleich hoch oder sogar geringer ist als am Biobike, da die Kraft des Motors direkt am Hinterrad und nicht am Kettenblatt ansetzt.

Vor- und Nachteile Heckmotor

  • Vorteile:
    • Rekuperation möglich (nur Direktantrieb)
    • unkomplizierter Einbau
    • unauffällige Größe (nur Getriebemotor)
    • leise bis lautlos (Direktantrieb)
  • Nachteile:
    • meist weniger harmonisches Pedalieren als beim Mittelmotor (oft fehlender Drehmoment-Sensor)
    • keine Nabenschaltungen möglich
    • oft schlechtere Performance am Berg
    • manche Varianten haben die Tendenz zur Überhitzung an langen Steigungen
  • Sinnvoller Einsatzbereich: Lastenräder, City-Räder, Pendlerbikes, jeweils ohne Heckfederung

Mittelmotoren: Aus der Mitte kommt die Kraft

Für uns schon ein Klassiker und gleichzeitig die Variante mit der überzeugendsten Performance: der Mittelmotor. Sein großer Vorteil: Bauartbedingt durch die einfache Einbindung eines Drehmomentsensors, lässt sich mit diesem Typ sehr gut ein harmonisches Pedaliergefühl erzeugen - mancher Shimano-, Bosch- oder auch die neuen Bafang-Motoren und viele andere machen es vor.

Sei zweiter Vorteil: die gute Schwerpunktlage tief in der Radmitte - noch ein Grund dafür, warum der Motor zum Liebling der E-MTBler geworden ist. Denn wenn schon zusätzliches Gewicht, dann bitte in der Mitte!

Diese Motoren können heute mit dem stärksten Schub protzen. Zwar gibt es von einigen Herstellern Schalterkennung, was bedeutet, dass die Motoren den fürs Schalten verringerten Druck auf die Pedale erkennt und dann ihre Kraft zurücknehmen, sodass der nächste Gang schonender eingelegt werden kann.

Dabei geht natürlich auch Energie verloren: Ein 45 Newtonmeter-Heckmotor kann unter Umständen in bestimmten Situationen genauso viel Schub ans Hinterrad liefern wie ein Mittelmotor mit 85. Doch die Vorteile überwiegen in den Augen der mit Abstand meisten E-Biker.

Die Marktmacht der Mittelmotoren dürfte auch der Grund sein, weshalb gerade diese Motoren so fein detailliert ausentwickelt sind und oft eine nahezu nicht praktikable Zahl an individualisierbaren Optionen wie Diebstahlschutz, Navigation, frei wählbaren Unterstützungsmodi und anderes aufweisen. Das ist aber auch eine Software-Sache.

Vor- und Nachteile Mittelmotor

  • Vorteile:
    • sehr harmonisches, natürliches Pedalieren
    • alle Schaltsysteme am Hinterrad möglich
    • mittiger, tiefer Schwerpunkt am Rad bei Akkuplatzierung auf oder im Unterrohr
    • natürliche Optik (Minimal-Assist-Motoren)
  • Nachteile:
    • keine Rekuperation
    • hohe Belastung des mechanischen Antriebs (Kette, Zahnkranz, Ritzel) durch die einwirkende Kraftsumme (weniger bei kombinierten Getriebe/Motor-Systemen)
    • meist nicht ganz leise
    • meist größerer Q-Faktor (Abstand der beiden Tretkurbeln zueinander) als ein normales Tretlager (z. B. 177 MM bei Shimano EP801)

Sonderform: Motor-Getriebe-Einheit (MGU)

Wer ambitioniert ist und ein fantastisch arbeitendes, gekapseltes Getriebe rund ums Tretlager entwickelt hat, für den liegt doch nahe, es in einen Motor zu integrieren, oder? Genau so erwartete man das von den Machern des Pinion-Getriebes, die dann 2023 das MGU (Motor-Getriebe-Einheit) vorstellten.

Mittlerweile kann das Getriebe mit wahlweise neun oder zwölf Gängen auch automatisch schalten und stellt so vielleicht so etwas wie die Benchmark im Sachen Mittelmotor. Allerdings gibt es noch einige andere Hersteller - Großanbieter Decathlon hat mit E2Drives zusammen eine eigene Getriebe-Motor-Einheit ohne Schaltstufen präsentiert, und auch Brose zeigte auf der Eurobike 2023 bereits eine Konzeptstudie, die wohl gerade einsatzbereit wird.

Eine spannende Entwicklung, die uns in einigen E-Bike-Bereichen vielleicht ganz von Schaltnabe oder Kettenschaltung im Hinterrad abbringen könnte. Branchenkenner jedenfalls erwarten, dass wir auf ein komfortables E-Biken mit wenig Verschleiß und vielen automatischen Vorgängen zusteuern.

Die Pinion MGU bietet 12 Gänge bei einer Übersetzungsbandbreite von 600 Prozent. Mit 85 Newtonmetern und bis zu 600 Watt liegt die MGU in Sachen Leistung etwa auf Bosch CX Niveau.

Minimal-Assist-Motoren: Die unsichtbare Kraft

In seinen ersten Jahren noch ein Nischenprodukt, ist der Minimal-Assist-Motor immer beliebter geworden - ein Zeichen der dynamischen Diversifizierung des E-Bikes. Die Idee dahinter ist zumindest anfangs eine sportliche: Die Jungs von Fazua etwa wollten ein möglichst kleines, leichtes Antriebssystem bauen, das dafür sorgt, dass auch Räder, bei denen es sehr auf das Gewicht ankommt, nicht auf einen elektrischen Antrieb verzichten müssen - und sich wie „bio“ anfühlen. Mountain-, Fitness-und Gravelbikes oder Rennräder sind das vor allem.

Mittlerweile aber auch typische Pendlerräder. Auch hier ist die Wicklung im Motor und die Software mitentscheidend, wenn es um die Effizienz des Antriebs geht. Diese Motoren, vorneweg die Fazua-Modelle, sind so konzipiert, dass sie eher bei höheren Trittfrequenzen eine hohe Ausbeute liefern.

Insgesamt ist das etwas weniger (bei Fazua etwa 60 Newtonmeter Drehmoment und maximal 450 Watt) als bei einem auf viel Leistung getrimmten Antrieb wie etwa dem Performance CX von Bosch.

Ähnlich wie der Fazua verhält sich auch der TQ-HPR50-Antrieb: 50 Newtonmeter, die in großer Harmonie mit dem Pedalierenden freigegeben werden. Grundsätzlich werden Minimal-Assists mit kleineren Batterien kombiniert, einfach deshalb, weil es ja auch um Gewichtsersparnis geht.

So arbeiten meist Speicher mit einer Kapazität von 250-400 Wattstunden mit den kleinen Brummern, was eine Reichweite (mit Dauereinsatz) von etwa 45 bis 65 Kilometern bedeuten kann. In eine ähnliche Kerbe schlägt der neue „kleine“ Bosch CX (55 Nm, 600 Watt). Er ist auf höhere Drehzahlen ausgelegt und unterstützt so sehr effizient und harmonisch in leichten, tendenziell sportlich ausgelegten Rädern.

Serielle Hybride: Die Zukunft rollt heran!

Bislang kann man im privaten E-Bike-Bereich noch keine Räder damit kaufen, doch der serielle Hybrid ist definitiv im Kommen. Damit ist kein neuer Motor gemeint, sondern ein Antriebssystem: Der Motor kann ein Front- oder Hecknabenantrieb sein.

Seine Ansteuerung erfolgt allerdings gänzlich anders als gewohnt: Statt über einen Ketten-oder Riemenantrieb tritt man in einen Generator und produziert damit Strom. Dieser Strom wird - unterstützt vom zusätzlichen Strom eines Akkus - direkt an den Motor abgegeben und in Bewegung umgesetzt.

Bislang sind serielle Hybride (unser klassisches Pedelec ist streng genommen ein paralleler Hybrid, da die Muskelkraft plus der Motor für den Schub sorgen) fast nur in gewerblichen Lastenrädern zu finden.

Diese Technologie kämpft noch gegen zwei Nachteile: Der Stromverbrauch ist deutlich höher als bei den gewohnten Systemen, und das Gefühl zu pedalieren und eine eindeutige Rückmeldung vom Ketten- oder Riemenantrieb zu bekommen ist beim seriellen Hybrid bislang noch nicht in hohem Maße möglich.

Man „tritt manchmal ins Leere“ oder hat bei gleichem Untergrund plötzlich mehr Widerstand. Doch die Soft- und Hardware wird auch hier immer besser - dieses Problem des „natürlichen Pedalierens“ wird wohl bald gelöst sein.

Aber was bringt das für Vorteile? Keine Kette, an der man sich schmutzig machen könnte etwa. Auch ein Getriebe wird eingespart. Als Wichtigstes aber einen praktisch wartungs- und verschleißfreien Antrieb. Wo keine Mechanik ist, da kann sie auch nicht kaputtgehen. Man spart Ärger, Zeit und Geld.

Vor allem für den Transportsektor ist das System derzeit schon interessant - hier kommt es weniger auf das Gefühl beim Pedalieren an als auf Wartungsfreiheit und Robustheit.

Erst seit 2022 übrigens zählen E-Bikes mit seriellem Hybrid zu den Fahrrädern: Zuvor war eine direkte...

Die Qual der Wahl: Welcher Motor passt zu mir?

Die Entscheidung für den richtigen E-Bike-Motor hängt stark von Ihren individuellen Bedürfnissen und Vorlieben ab. Was ist dir wichtig? Du liebst knackige Anstiege, ausgedehnte Touren oder hättest einfach gerne eine kraftvolle Unterstützung im Alltag? Dann ist ein Bosch-Motor wie gemacht für dich.

Du willst ein E-Bike, das sich kaum wie eines anfühlt? Der TQ-Antrieb ist extrem leise, superleicht und sorgt für ein natürliches, harmonisches Fahrgefühl - egal ob in der Stadt oder am Berg.

Du möchtest dich voll aufs Fahren konzentrieren - ohne Kettenschaltung, ohne Dreck, ohne Wartungsstress? Der Pinion-Antrieb vereint Motor und Getriebe in einem Gehäuse.

Nun kennst du die Hersteller, von denen die elektrische Power der SIMPLON E-Bikes stammt und weißt, welches davon am besten zu dir passt. Der Bosch Performance Line CX Motor zählt zu den bekanntesten und meistverbauten Antriebssystemen im E-Bike-Bereich.

Innovation trifft auf Wartungsfreiheit: Mit der Motor Gearbox Unit (MGU) setzt Pinion neue Maßstäbe im E-Bike-Segment: kompakt, leistungsstark und nahezu wartungsfrei.

Natürliches Fahrgefühl, leichte Unterstützung: Der E-Bike Motor von TQ ist was für sportliche Fahrer. Er überzeugt durch flüsterleise Performance und kompakte Bauweise.

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