E-Bike Kaufberatung: Welcher E-Bike Motor und Akku passt zu mir?

Drei Motor-Typen

Das richtige Motorsystem kann das Fahrerlebnis entscheidend bereichern. Aber Motor ist nicht gleich Motor. Marktübliche Pedelec-Antriebe unterscheiden sich deutlich in Leistung und Charakter. Welcher Antrieb der richtige ist, entscheiden nicht zuletzt persönliche Vorlieben.

E-Bike Motor: Nabenmotor

Nabenmotoren sitzen direkt auf der Achse von Vorder- oder Hinterrad. Sie übertragen ihre Kraft beinahe lautlos und verlustfrei aufs Laufrad, können sehr leistungsstark sein und sensibel reagieren. An Pedelecs mit Hinterrad-Nabenmotoren kann aber keine Getriebenabe, wie beispielsweise die beliebte Shimano Nexus oder die stufenlose Enviolo, verbaut werden. Weil Kette und Ritzel nicht in den elektrischen Antriebsstrang eingebunden sind, ist deren Verschleiß deutlich geringer als bei Mittelmotoren. Kraftvolle Hinterrad-Nabenmotoren eignen sich deshalb nicht zuletzt sehr gut für Reise- und Tourenräder.

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E-Bike Motor: Mittelmotor

Sie sind ideale Allround-Antriebe: Die meisten Pedelecs sind mit Mittelmotoren ausgerüstet. Mittelmotoren sitzen zwischen den Kurbeln und übertragen ihre Kraft über das Tretlager aufs Kettenblatt und von dort über die Kette zum Hinterrad. Kettenblatt, Kette und Ritzel verschleißen deshalb schneller als bei Nabenmotoren. Durch die Motor-Einbaulage im Rahmenknoten liegt der Schwerpunkt des Rads tief und zentral, das ist vorteilhaft fürs Fahrverhalten. Leider lässt sich bei den meisten Modellen nur ein Kettenblatt montieren. Mittelmotoren sind mit Naben- und Kettenschaltungen kombinierbar.

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E-Bike Motor: Low Assist Antrieb

Low-Assist-Antriebe sind erste Wahl für leichte Urban-Pedelecs, Commuter und Designräder. Die leistungsreduzierten Antriebe sitzen meist auf der Hinterradnabe, es gibt sie aber auch als Mittelmotoren. Aufgrund ihrer Baugröße und des geringen Gewichts eignen sie sich für Räder, denen man die Motorisierung nicht ansehen soll. Gegenüber potenteren Antrieben verbrauchen sie weniger Energie, somit kommen sie auch mit kleineren Akkus aus. Die Systeme bieten Designern viele Freiheiten bei der Konstruktion filigraner Rahmen. Die leichten Räder kompensieren einen Teil der geringeren Motorleistung.

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Leistung satt

Vielfalt bei E-Bike Motoren

Marktübliche Motormodelle unterscheiden sich untereinander teils deutlich in Leistung und Drehmoment. Die Harmonie zwischen Pedelec und Fahrer bestimmen also nicht nur die Fahreigenschaften des Rades, sondern auch die Charakteristik des Antriebs. Ein E-Bike Motor, der schon bei wenig Tretkraft und niedriger Trittfrequenz kräftig anschiebt, passt zu einer kraftsparenden und entspannten Fahrweise mit vielen Stopps. Legt der Antrieb dagegen proportional zur Tretkraft an Leistung zu, eignet er sich eher für sportliche Radfahrer.

Auch der Energieverbrauch hängt zum großen Teil von der Leistungscharakteristik ab: Antriebe, deren Leistung langsam, aber stetig mit der Pedalkraft ansteigt, laufen in der Regel sparsamer als solche, die schon geringen Pedaldruck maximal verstärken. Wer also selbst mehr Beinkraft investiert, kommt mit einer Akkuladung weiter. Die meisten Pedelec-Antriebe leisten übrigens deutlich mehr, als ihre Nennleistung von 250 Watt suggeriert. Dauerleistungen von mehr als 500 Watt sind eher die Regel als die Ausnahme.

Zwei Grafiken eines E-Bike Motoren-Tests

Die obere Grafik zeigt den Leistungsverlauf eines Pedelec-Antriebs in Abhängigkeit von der Tretleistung bei verschiedenen Kadenzen (Trittfrequenzen). Gut zu sehen: Seine maximale Leistung erreicht der Motor erst bei höheren Kadenzen (hellblau, grün).

Die untere Grafik zeigt Drehmoment- und Leistungsverlauf abhängig von der Kadenz. Das hohe Drehmoment von mehr als 80 Nm bei niedriger Trittfrequenz hilft beim Anfahren und Beschleunigen.

E-Bike Akkus

Die Kapazität von Lithium-Ionen-Akkus für Pedelecs hat sich innerhalb von zehn Jahren beinahe verdoppelt. Große Akkus sind jedoch deutlich schwerer und teurer als solche mit geringerer Kapazität. Auch bei den Energiespendern gilt also: Entscheidend ist der Einsatzzweck.

Bis vor wenigen Jahren waren Akkus mit maximal 500 Wattstunden (Wh) Energieinhalt Standard. Ab 2020 gerieten die Dinge in Bewegung. Innerhalb eines Jahres kletterte die Kapazität der Akkus einiger marktrelevanter Motorsystemhersteller zuerst auf 625 Wh und schließlich auf 725 bis 750 Wh. Weil sich die abrufbare Motor-Leistung innerhalb des gesetzlichen Rahmens und damit ihr Energieverbrauch kaum mehr steigern lässt, stieg die mögliche Reichweite der Pedelecs damit deutlich an; 90 Kilometer sind problemlos möglich.

Allerdings schlägt sich die hohe Kapazität im Gewicht nieder. Ein üblicher 500-Wh-Akku wiegt knapp drei Kilo, ein 725-Wh-Modell schon mehr als vier. Der 250-Wh-Akku eines Low-Assist-Systems wiegt dagegen nur etwa 1,5 Kilo. Ein leichtes Stadtrad muss damit erst nach etwa 30 bis 40 kräftig unterstützten Kilometern an die Steckdose. Bei schweren Touren-Pedelecs spricht die deutlich höhere erzielbare Reichweite allerdings klar für einen großen, hochkapazitiven Akku. Aus Designgründen bevorzugen die meisten Hersteller Intube-Akkus. Ab der Mittelklasse sind sie mittlerweile Standard. Ontube-Akkus, die außerhalb der Rahmenrohre montiert sind, lassen sich jedoch deutlich einfacher abnehmen – als Diebstahlschutz, oder um sie in der Wohnung aufzuladen. Die kleinen „unsichtbaren“ Stromspender von Low-Assist-Antriebssystemen lassen sich oft nicht ohne Werkzeug aus dem Unterrohr entfernen.

Glossar

• Pedelec steht für Pedal Electric Bicycle und bezeichnet ein Fahrrad, dessen Motor ausschließlich durch Treten der Pedale zugeschaltet wird. Pedelecs gelten rechtlich als Fahrräder. Die Nennleistung des Elektroantriebs darf 250 Watt nicht überschreiten, der Motor darf bis maximal 25 km/h unterstützen.
• E-Bike ist ein Sammelbegriff für elektrisch angetriebene Räder. Darunter fallen Pedelecs, S-Pedelecs (max. 500 Watt, 45 km/h) und elektrisch angetriebene Räder ohne Pedale und ohne Begrenzung der Leistung und Geschwindigkeit. Auch elektrisch angetriebene Kleinkrafträder und Motorräder fallen darunter.
• Akku-Kapazität/Wattstunde(Wh): Der Energieinhalt bzw. die Akku-Kapazität wird bei Pedelec-Akkus in Wh angegeben. Der Wert beschreibt die Energie, die ein System mit einer Leistung von einem Watt in einer Stunde aufnimmt oder abgibt/verbraucht. Ein Pedelec-Antrieb verbraucht durchschnittlich etwa sechs bis neun Wattstunden pro Kilometer.
• Motorleistung/Drehmoment: Die Nenn-Motorleistung von Pedelecs ist zwar auf 250 Watt begrenzt, ihre Maximalleistung kann aber bis auf über 500 Watt ansteigen. Das Drehmoment beschreibt dagegen die Kraft, mit welcher der Motor das Hinterrad antreibt. Je höher das Drehmoment, desto stärker und dynamischer beschleunigt der Motor.
• Low-Assist-Antrieb: Für kleine, leistungsreduzierte Antriebe bis etwa 350 Watt Maximalleistung hat sich der Begriff Low-Assist-Motoren etabliert. Die leichten und unscheinbaren Antriebe eignen sich für filigrane und stylishe Designräder sowie für leichte Citybikes. Zu den Systemen gehören kleine Akkus, meistens bis etwa 250 Wh.