Der Motor ist das Herzstück jedes E-Bikes. Je nach Einsatzbereich unterscheiden sich die Motoren in Leistung, Drehmoment und Bauart. Damit du für dich das E-Bike mit dem richtigen Motor findest, stellen wir dir hier die aktuell häufigsten Motorentypen vor.
Verschiedene Antriebsstufen und ihre Funktionsweise
Ganz grundlegend können bei allen Elektrofahrrädern verschiedene Antriebsstufen ausgewählt werden, die dich beim Fahren unterstützen. Je nach Hersteller kann die Bezeichnung dieser meist drei bis fünf wählbaren Antriebsstufen variieren, üblich sind "Eco" (leichte Unterstützung), "Tour" (mittlere Unterstützung) und "Turbo" (starke Unterstützung). In jedem Modus schaltet sich der Antrieb automatisch zu, sobald in die Pedale getreten wird. Das geschieht ganz harmonisch. Die ausgewählte Antriebsstufe steuert also die Stärke der Unterstützung. Wie der Antrieb unterstützt, wird vom Motormanagement aus drei Werten zusammengerechnet: Dem Drehmoment, der Geschwindigkeit und der Trittfrequenz.
Die verschiedenen Motorentypen: Front-, Mittel- und Heckmotoren
An jedem Fahrrad gibt es mehrere Orte, an denen ein Motor seine Arbeit verrichten kann. Die drei häufigsten Typen sind Frontmotoren, Mittel- und Heckmotoren.
Frontmotoren
Frontmotoren sind häufig in erschwinglicheren E-Bike-Modellen zu finden. Sie sind in der Vorderradnabe verbaut. Durch das höhere Gewicht am Vorderrad verändert sich allerdings die Balance des Fahrrads. Entscheidest du dich für ein E-Bike mit Frontmotor, solltest du unbedingt das Bremsen üben, denn das Bremsverhalten ist anders als bei einem Rad ohne Motor oder mit Mittel- bzw. Heckmotor. Gerade bei Nässe oder Glatteis kann das Vorderrad ausbrechen oder durchdrehen. Die Vorteile eines Frontmotors sind neben dem günstigeren Preis, dass er mit Rücktrittsbremse und allen Schaltungen kombiniert werden kann. Außerdem läuft er leise und ist relativ verschleiß- und wartungsarm. Insgesamt werden Frontmotoren wegen ihres Einflusses auf die Gewichtsverteilung am Rad und auf das Lenkverhalten immer weniger eingesetzt.
Mittelmotoren
Der Mittelmotor ist im Tretlagerbereich verbaut. Dadurch verändert sich der Schwerpunkt des Bikes kaum. Das führt zu einem sehr angenehmen Fahrgefühl, das sich kaum von dem eines Fahrrades unterscheidet. Aus diesem Grund werden Mittelmotoren besonders häufig in E-Mountainbikes verbaut. Aber auch immer mehr Trekking- und City-E-Bikes setzen auf Mittelmotoren. Mittelmotoren sind im Rahmen der E-Bikes neben der Kurbel verbaut. Deshalb ist ihnen eine direktere Kraftübertragung möglich, die auch zu einem geringeren Stromverbrauch führt.
Heckmotoren
Im Gegensatz zu Front- und Mittelmotoren können Heckmotoren nicht mit Rücktrittbremse und Nabenschaltung kombiniert werden. Aufgrund ihrer Position am Hinterrad ermöglichen sie ein besonders dynamisches Fahrverhalten. Das hat auch zur Folge, dass die meisten Teile des Fahrrads nur geringfügig mehr belastet werden, also weniger verschleißen. Heckmotoren sind einfach nachzurüsten und haben besonders geräuscharme Fahrwerke. In den vergangenen Jahren wurden immer mehr Nabenmotoren mit Rekuperation entwickelt. Sie können, zum Beispiel wenn es bergab geht, Energie gewinnen und so den Akku aufladen.
Motorenhersteller und ihre Besonderheiten
Neben der Unterscheidung in Front- Mittel oder Heckmotoren solltest du dich auch mit den verschiedenen Motoren-Herstellern befassen. Einen der größten Unterschiede gibt es zwischen Bosch und allen anderen Motorenherstellern: Das System von Bosch ist geschlossen, Bosch-Motoren sind nur mit Akkus und Display aus eigenem Hause zu nutzen. Das System beeinflusst spürbar das Fahrgefühl der E-Bikes.
Bosch
Der Marktführer für E-Bike-Motoren ist der Automobilzulieferer Bosch. Sie haben als erstes großes Unternehmen den Markt erkannt und lange den Standard unter den Antrieben gesetzt. Als Folge der hohen Marktdurchdringung, kennen sich die meisten Händler und Werkstätten mit Boschmotoren aus. Mit den unterschiedlichen Produktlinien Active Line und Performance Line deckt die Firma alles zwischen City-E-Bike und E-MTB ab. Die Active-Line-Modelle gelten als entspannter, mit weniger Kraft, aber sehr hoher Reichweite. Mit dem aktuellsten Performance Line CX wurde dieser Punkt jedoch verbessert, sodass kaum noch ein Widerstand zu spüren ist.
Yamaha
Auch das bekannte japanische Unternehmen Yamaha zählt zu den ersten Herstellern von E-Bike-Antrieben. Händler und Fahrradhersteller haben mit Teilen von Yamaha aber die Möglichkeit, in einem offenen System mehr gestalten zu können.
Shimano
Der größte Produzent von Fahrradteilen weltweit ist Shimano. Mit ihren großen Ressourcen und gutem Service haben sich die Japaner schnell auf dem Markt etabliert und bieten eine gute Ersatzteilversorgung. Motoren von Shimano sind im Vergleich zu Yamaha oder Bosch kleiner und kompakter. Mit der Größe büßen sie allerdings auch etwas an Power ein. Diese gleichen sie mit einem natürlichen und vergleichsweise leisen Fahrerlebnis aus.
Brose
Noch nicht so lange auf dem Markt ist das Berliner Unternehmen Brose. Mit ihren Drive-S-Modellen haben sie in der Welt der E-Mountainbikes für großes Aufsehen gesorgt und in vielen E-Bike-Tests vordere Plätze belegt. Diese kompakte Form macht das System unauffällig im Bike. Viele beschreiben das Fahrgefühl im Vergleich zu den Motoren der großen Anbieter als sehr natürlich und trotzdem kraftvoll.
TQ-Systems
Der stärkste Motor auf dem Markt ist von TQ-Systems, einem kleinen bayerischen Unternehmen. Ihre Motoren sind exklusiv in E-MTBs von Haibike verbaut. Ihre große Kraft ermöglicht erfahrenen Fahrern besonders schnell im Gelände zu sein.
Fazua
Ein anderer bayerischer E-Motorenhersteller ist Fazua. Auch diese Motoren sind eher in sportlichen Rädern zu finden. Sie haben hier aber das Ziel, mit möglichst wenig Leistung mehr Kraft zu erzeugen. Das System greift dazu direkt ins Tretlager.
E-Bike ohne Akku fahren: Geht das überhaupt?
Du stehst vor deinem E-Bike und stellst fest: Der Akku ist leer. Oder noch schlimmer: er ist defekt und muss zur Reparatur. Jetzt fragst du dich wahrscheinlich, ob du dein Elektrofahrrad auch ohne Motorunterstützung fahren kannst. Die kurze Antwort: Ja, das geht!
Wenn der Akku leer oder entfernt ist, schaltet sich der Motor deines E-Bikes automatisch ab. Das bedeutet aber nicht, dass dein Rad unfahrbar wird. Die meisten modernen E-Bikes sind so konstruiert, dass sie auch ohne Motorunterstützung gefahren werden können. Der Antrieb erfolgt dann ausschließlich über deine Muskelkraft.
E-Bikes wiegen deutlich mehr als herkömmliche Fahrräder. Während ein normales Trekkingrad etwa 12-15 Kilogramm auf die Waage bringt, wiegen E-Bikes meist zwischen 20 und 28 Kilogramm. Der abgeschaltete Motor erzeugt einen mechanischen Widerstand, den du mit deiner Pedalkraft überwinden musst. Dieser Widerstand ist zwar nicht riesig, aber durchaus spürbar.
Tipps für das Fahren ohne Akku
- Nutze die Gangschaltung deines E-Bikes optimal aus. Schalte rechtzeitig in einen leichteren Gang, bevor du an einen Anstieg kommst.
- Akku dranlassen: Der leere Akku bleibt am Rad montiert.
- Plane deine Strecken bewusster. Meide starke Anstiege und wähle möglichst flache oder leicht abschüssige Routen.
Wann macht das Fahren ohne Akku Sinn?
- Kurze Strecken: Für Kurzstrecken in flachem Gelände ist das Fahren ohne Akku durchaus praktikabel. Besonders in der Stadt kommst du oft gut ohne Motorunterstützung zurecht.
- Trainingsfahrten: Wenn du deine Fitness verbessern möchtest, sind gelegentliche Fahrten ohne Akku ein excellentes Training.
- Notfälle: Bei defektem oder leerem Akku bleibt dir oft keine andere Wahl.
Das Fahren ohne Akku muss kein Kompromiss sein. Mit der richtigen Einstellung und Technik kann es sogar Spaß machen. Moderne E-Bikes sind durchaus dafür ausgelegt, auch ohne Motorunterstützung gefahren zu werden. Zwar wird es anstrengender als mit Unterstützung, aber unmöglich ist es definitiv nicht. Für die optimale E-Bike-Erfahrung solltest du aber natürlich auf einen funktionsfähigen Akku setzen.
E-Bike ohne Motorwiderstand: Die Lösung von Lemmo
Wer schon einmal ein E-Bike mit leerem Akku gefahren ist, kennt das Problem: Plötzlich wird das Pedelec zum Klotz. Wie sehr euch ein Motor ausbremsen kann habt ihr im wahrsten Wortsinn vielleicht auch schon einmal erfahren, wenn ihr versucht habt, schneller als die unterstützten 25 km/h zu fahren.
Das Berliner Unternehmen Lemmo stellt das E-Bike One vor. Das "E+Bike" wiegt nur 15 beziehungsweise 18 Kilogramm und hat optional einen Riemenantrieb. Ein Griff an die Hinterradnabe verändert alles: Lemmo verspricht, was sich viele E-Biker schon lange wünschen. Das Lemmo One kann den Motor vollständig entkoppeln.
Kernstück ist ein kleiner Knopf am im Hinterrad verbauten Nabenmotor. Dieser lässt sich in einen "M-Bike-Modus" schalten, anschließend wird der Antrieb vollständig entkoppelt und ermöglicht euch Fahren mit deutlich reduziertem Widerstand. Rechtlich handelt es sich dennoch um ein ganz normales Pedelec. Der Nabenmotor mit 40 Newtonmeter Drehmoment unterstützt bis zu einer Höchstgeschwindigkeit von 25 km/h.
Interessant ist auch das so genannte Smartpac. Es wird im Rahmendreieck befestigt und enthält sowohl den 540-Wattstunden-Akku als auch die gesamte Steuerungselektronik. Ihr könnt euch also morgens entscheiden: Fahre ich heute Fahrrad oder lieber E-Bike. Entscheidet ihr euch für ersteres, könnt ihr das drei Kilogramm schwere Smartpac einfach zu Hause lassen.
Die Preise beginnen bei 1.090 Euro (Kette) beziehungsweise 1.290 Euro (Riemenantrieb). Das für den E-Bike-Betrieb notwendige Smartpac schlägt mit 900 Euro zu Buche.
Brose-Antriebe: Komfort und Effizienz
Ein Alleinstellungsmerkmal des Brose e-Bike-Antriebs ist die komplette Entkopplung vom System, sobald der Motor ausgeschaltet ist, sich also im OFF-Modus befindet. So kann das Elektrofahrrad ohne Motorunterstützung wie ein klassisches Fahrrad gefahren werden, ohne den geringsten Widerstand.
Als Brose seinen e-Bike-Antrieb 2013 auf der Internationalen Automobil-Ausstellung vorgeführt hat, ahnte niemand, wie schnell dieser e-Bike-Motor sich einen Platz an der Spitze des Marktes sichern würde. Brose ist als Unternehmen weniger bekannt als zum Beispiel Bosch, aber in der Branche der Automobilzulieferer ein Urgestein. Neben vielen weiteren Geschäftsbereichen widmete sich das Familienunternehmen der Entwicklung und Herstellung von Motoren für Fensterheber, Servolenkungen und Scheibenwischer und stieg schnell in die Entwicklung von Automobil-Elektromotoren ein.
In der Folge hat sich Brose geschickt darauf verstanden den Wissens- und Erfahrungstransfer von Abläufen, Analyseinstrumenten, und Qualitätsmethoden von der Automotiv-Produktion in die Produktion des e-Bike-Antriebs zu bewerkstelligen. Das Ergebnis ist ein leistungsstarker und hochsensibler e-Bike-Motor, der auf einem Lenkmotor aus der Autoindustrie basiert. Dieses, wie Brose es nennt, intuitive Fahrgefühl erreicht der Automobilzulieferer durch eine hochauflösende Sensorik. Das Drehmoment wird 420 Mal in der Sekunde gemessen und auf Basis dieser Werte errechnet die Antriebssteuerung je nach Modus die jeweilige Motorunterstützung, so entsteht eine gleichmäßige und kraftvolle Tretunterstützung.
Der Brose Mittelmotor ist ein Kraftpaket, das mit 90 Nm eine Tretkraftunterstützung von bis zu 300 % bietet. Da verwundert es nicht, dass dieser Pedelec-Antrieb vermehrt in Sportbikes wie Touren e-Bikes oder e-Mountainbikes zu finden ist. In Kombination mit Nabenschaltungen, die zu starke Drehmomente in der Regel langfristig nicht gut vertragen, wird der Mittelmotor auf 50-60 Nm gedrosselt.
Der Motor wird in dem ursprünglichen PKW-Lenkungsmotor durch einen Zahnriemen angetrieben, der im Vergleich zum Kettenantrieb sehr leise - nahezu geräuschlos und vibrationsarm arbeitet. Diese geringe Geräuschentwicklung in Kombination mit dem kompakten und in den Rahmen integrierten Motor, lässt Pedelecs mit Brose-Antrieb fast wie klassische Fahrräder wirken. Neben seiner Leistungsfähigkeit ist der Mittelmotor ein Antrieb für Ästheten: Durch einen flexiblen Einbauwinkel wird in jedem e-Bike-Typ eine optimale Rahmengeometrie erreicht.
Sensationell ist die Möglichkeit ein Mehrfachkettenblatt mit dem e-Bike-Antrieb zu kombinieren. Das zweite Kettenblatt mit Umwerfer ermöglich in Verbindung mit einem 10-Gang-Ritzel eine 20 Gang-Schaltung - ob diese 20 Gänge in der Realität tatsächlich benötigt werden hängt vom Fahrer ab.
Fazit
Jeder Motorentyp hat seine Vorzüge für unterschiedliche Einsatzzwecke und Fahrer. Der Motor ist eine zentrale Komponente, die sich maßgeblich auf das Fahrverhalten und den Charakter des Bikes auswirkt. Daher ist es sinnvoll, wenn du dich nach einer ersten Orientierung, was für ein E-Bike du fahren möchtest und wo es hauptsächlich zum Einsatz kommen soll, bei einem Händler vor Ort informierst und einige Modelle probefährst.
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