Der Motor ist das Herz jedes E-Bikes. 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.
Der Mittelmotor dominiert den E-Bike-Markt. Das kann man in jedem Shop und auf Tour deutlich sehen. Ist das das Aus für die Konkurrenten? Nein. Insbesondere der Nabenmotor bringt sich derzeit wieder kraftvoll ins Spiel zurück. Wir haben die beiden Systeme verglichen und erklären, welcher Antrieb zu welchem Radtyp passt.
Funktionsprinzip der Systeme
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. In diesem Artikel möchten wir aus gegebenem Anlass einmal die beiden populärsten Systeme vergleichen. Denn mit dem wachsenden Markt für elektrisch unterstützte Gravelbikes und Rennräder sieht man wieder vermehrt E-Bikes mit Hinterrad-Nabenmotor. Auch ein gewisser Leichtbau-Trend trägt zum Popularitätsschub dieses Systems bei.
Mittelmotor
An den Anblick eines E-Bikes mit Mittelmotor hat man sich längst gewöhnt: Der Antrieb sitzt im unteren Zentrum des Rahmens im Tretlager. Und diese Position bewirkt unmittelbar einen seiner Vorteile, denn das Gewicht sorgt für einen niedrigen Schwerpunkt - was der Fahrstabilität eines E-Bikes sehr zu Gute kommt. Dazu bei trägt die Position des ebenfalls schweren Akkus in oder am Unterrohr.
Die Kraft des Motors wird im Tretlager eingespeist und über die Kette ans Hinterrad übertragen. Dadurch lassen sich alle Schaltungstypen verwenden, und auch der Service des Bikes (z. B. Radausbau) funktioniert im Prinzip wie bei einem Fahrrad ohne E-Antrieb.
Die hohe Akzeptanz des Mittelmotors sorgte für eine rasante Weiterentwicklung. So sieht man an der aktuellen Generation 4 des Performance CX Motor des Marktführers Bosch, was heute technisch möglich ist: Extrem kompakte Bauweise, hohes Leistungsniveau und dank des Magnesiumgehäuses gerade einmal 2,9 Kilo schwer. Aber auch die Mittelmotoren der stärksten Wettbewerber Shimano und Yamaha sind absolut empfehlenswert.
Nabenmotor
Der Name ist Programm: Der Heck-Nabenmotor sitzt in der Nabe, also in der Mitte des hinteren Laufrads. Er gibt seine Kraft unmittelbar ans Antriebsrad ab. Bereits beim Anfahren spürt man, warum Rennfahrer Autos mit Heckantrieb bevorzugen.
Man unterscheidet zwei Motortypen, die am ehesten am Nabendurchmesser zu identifizieren sind: Direktantrieb (großer Durchmesser) und Antrieb über ein Planetengetriebe (kleiner Durchmesser). Derzeit bekannteste Vertreter der beiden Varianten sind die Hersteller Neodrives und Mahle.
Spürbarer Unterschied (wenn auch minimal): Während sich ein Direktantrieb im Off-Zustand, sowie oberhalb von 25 km/h zu 100% vom Antrieb entkoppelt, bleibt bei einem Getriebe stets ein minimaler Tretwiderstand bestehen. Dafür lässt sich ein Mahle-Antrieb so unauffällig integrieren, dass man ein E-Bike erst beim zweiten Blick als ein solches erkennt.
Das ist jedoch nicht der einzige Grund, warum Heckantriebe vor allem bei sportlichen (Straßen)-E-Bikern so beliebt sind. Nabenmotoren gleiten nahezu lautlos durch die Landschaft. Außerdem eröffnet das System beim Thema Leichtbau neue Möglichkeiten.
Bei Direktantrieb-Motoren ist die so genannte Rekuperation ein weiterer interessanter Aspekt. Dieser Motor kann umgekehrt wie ein Dynamo funktionieren. Auf Abfahrten schlägt man damit zwei Fliegen mit einer Klappe: Im Rekuperations-Status bremst der Motor das E-Bike ab und es wird Energie in den Akku zurück gespeist. Sprich, die Reichweite erhöht sich.
Leichtbau mit Nabenmotor
Neben immer bulligeren E-MTBs, zeichnet sich auf der anderen Seite ein kleiner Trend zum Leichtbau ab. Ein Beispiel ist das neue Cannondale Topstone NEO SL Gravelbike. Möglich macht‘s eine Kombi aus dem neuen Mahle X35 Antrieb mit Nabenmotor und schlankem Akku in Verbindung mit einem leichten Rahmen. Die Idee beruht darauf, das Antriebssystem im Off-Modus so widerstandslos wie möglich zu halten, so dass sich das E-Bike zumindest in der Ebene so agil wie ein normales Sportrad fährt.
So bringt das Mahle System inklusive Akku gerade einmal 3,5 Kilo auf die Waage. Den gesparten Strom kann man dann an Anstiegen sinnvoll zu Unterstützung einsetzen. Unterm Strich lassen sich mit damit ähnliche Reichweiten erzielen, wie mit herkömmlich dimensionierten Antrieben. Derartige Entwicklungen sind mittlerweile auch im Trekking- und Hardtail-MTB-Bereich zu beobachten.
Nachteile des Nabenmotors
Die Nachteile des Nabenmotors sollen hier jedoch nicht verschwiegen werden. Manche Systeme sorgen für ungünstige Gewichtsverteilung mit Schwerpunkt am Hinterrad.
Des weiteren ist der Einsatz von Nabenschaltungen ausgeschlossen. Einzige Alternative zur Kettenschaltung sind (teure) Schaltgetriebe wie das im Rahmen integrierte Pinion-System. An steilen Anstiegen kann ein Nabenmotor an seine Grenzen kommen. Besonders ältere Systeme können die Wärme nicht optimal ableiten und haben mit Überhitzung zu kämpfen. Gegenüber eines Mittelmotors lässt die Leistung dann spürbar nach.
Das ist auch einer der Hauptgründe, warum sich Heckmotoren am Mountainbike nicht durchgesetzt haben. Weiterer Wermutstropfen: Bei einer Reifenpanne ist der Ausbau des Hinterrades problematisch und für die meisten Hobbyradler kaum zu bewerkstelligen. Als Notlösung gibt es im Handel geteilte Schläuche, die sich im eingebauten Zustand des Hinterrades einziehen lassen.
Vor- und Nachteile im Überblick
Um eine fundierte Entscheidung treffen zu können, ist es wichtig, die Vor- und Nachteile beider Systeme im Überblick zu haben:
| Merkmal | Mittelmotor | Nabenmotor |
|---|---|---|
| Position | Tretlagerbereich | Radnabe (vorne oder hinten) |
| Gewichtsverteilung | Zentral, niedriger Schwerpunkt | Hecklastig (bei Hinterradnabenmotor) |
| Schaltung | Kompatibel mit allen Schaltungstypen | Eingeschränkte Auswahl (Kettenschaltung bevorzugt) |
| Wartung | Einfacher Radausbau | Aufwändiger Radausbau |
| Leistung | Hohe Leistung, gute Steigfähigkeit | Leistung kann bei Steigungen nachlassen |
| Geräuschentwicklung | Kann lauter sein | Leiser Betrieb |
| Rekuperation | Nicht immer möglich | Möglich (bei Direktantrieb) |
| Einsatzbereich | Vielseitig (MTB, Trekking, Stadt) | Straße, Gravel, Trekking |
Welcher E-Bike-Motor passt zu dir?
Du willst steile Anstiege spielend meistern? Oder suchst du ein möglichst leichtes E-Bike, das kaum als solches auffällt? Ob E-Bike oder E-Mountainbike: Jeder Fahrer hat unterschiedliche Anforderungen, wenn es um die Ausstattung und vor allem um den Motor eines Bikes geht. Dabei ist der Motor das Herzstück eines E-Bikes. Er bestimmt, wie du fährst, wie weit du kommst und wie sich dein Bike anfühlt.
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.
Die Rolle des Drehmoments
Die Kraft des Motors wird Drehmoment genannt, das in Newtonmeter (Nm) angegeben wird. Angenommen ein Motor hat 100 Nm und man befestigt einen 1 Meter langen Stock am Motor, dann kann dieser an der Spitze des Stockes 10 kg heben.
Das Drehmoment eines Radnabenmotors wird an der Motorachse gemessen, worum der Motor sich dreht. Bei einem Mittelmotor wird das Drehmoment am Tretlager gemessen. Aus diesem Grund sind die Motoren nicht direkt miteinander vergleichbar.
Wichtig zu erwähnen ist, dass das Drehmoment nicht vom Radumfang abhängt. Ob der Motor ein großes oder kleines Rad antreibt, ist für das Drehmoment nicht entscheidend.
Drehmoment vergleichen
Um die Kraft vergleichen zu können, muss die Kraft an der gleichen Stelle untersucht werden. In diesem Artikel wird die Kraft auf das Antriebsrad untersucht. Das ist die Kraft, die das Fahrrad tatsächlich aufbringen kann.
Zum Vergleich des Drehmoments muss man ausrechnen, welches Drehmoment auf das Antriebsrad gelangt. Für Fahrräder mit Nabenmotor im Rad ist dies einfach. Das entspricht dem Drehmoment des Motors. Bei Fahrrädern, wobei der Nabenmotor das Rad über eine Kette antreibt, muss das Übersetzungsverhältnis (wie schnell dreht sich das eine Kettenrad im Verhältnis zum anderen) zwischen den Zahnrädern am Motor und Rad berücksichtigt werden.
Letzteres gilt auch für den Mittelmotor, wobei jedoch das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Tretlager und dem Hinterrad berücksichtigt werden muss. Hierbei muss die Nabenschaltung berücksichtigt werden. Die Nabe hat aufgrund des Schaltens einen negativen Einfluss auf das Drehmoment.
Warum Front- und Heckmotor anstelle von Mittelmotor?
Der Motor der Tretunterstützung befindet sich bei den vanRaam Fahrrädern im Vorderrad, im Hinterrad oder auf der Hinterachse zwischen den Rädern. Aber warum eigentlich? Und was ist der Vorteil eines Frontmotors, Heckmotors und eines Motors auf der Hinterachse im Gegensatz zum zum Mittelmotor?
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