Mai 27, 2021 5 Minute(n) Lesezeit

Elektrofahrrad - so funktioniert der elektrische Antrieb. Mit elektrischem Fahrradantrieb sind beim Elektrofahrrad die Hauptkomponenten Elektromotor, Traktionsbatterie (Akku) und das Steuergerät sowie deren Wechselwirkung gemeint. In Europa und Japan wird der elektrische Antrieb am häufigsten beim sogenannten Pedelec verwendet. Diese Antriebsart unterstütz den Radfahrer beim Treten und treibt das Fahrrad selbst nicht vollständig an.

Das Grundprinzip des elektrischen Antriebs ist für alle Arten von Elektrofahrrädern gleich. Der einzige Unterschied besteht in der Steuerungstechnologie aufgrund der Anwendung verschiedener Verkehrsregeln. Gesetzliche Beschränkungen sind für Pedelecs am stärksten. Der elektrische Antrieb kann beim Elektro-Bike nur beim Treten funktionieren. Das Pedal und die Geschwindigkeit werden von Sensoren registriert.

E-Bike Mittelmotor

Welche Rolle hat die Traktionsbatterie beim elektrischen Antrieb?

Eine Traktionsbatterie, häufig eine austauschbare Batterie (umgangssprachlich oft nur: „Batterie“), ist eine Kombination mehrerer Batteriezellen. Dies ist die Energiereserve des Antriebs und daher die Komponente, die die Reichweite begrenzt (verbunden mit dem Hub mit der Motorhalterung).

Die im Laufe der Jahre verwendeten Batterietypen (Blei, Nickel-Cadmium (NiCd), Nickel-Metallhydrid (NiMH) und Lithium-Ionen-Batterien) weisen in dieser Reihenfolge eine erhöhte Energiedichte auf. Erhöht sich von Typ zu Typ um etwa die Hälfte. Die in modernen Lithium-Ionen-Batterien gespeicherte Energiemenge (0,12–0,2 kWh / kg) ist jedoch immer noch deutlich geringer als die Energiedichte von Flüssigbrennstoff (ca. 10 kWh / kg). Blei-Gel-Batterien werden aufgrund ihrer geringen Energiedichte selten verwendet. Der Verkauf von Nickel-Cadmium-Batterien zu diesem Zweck wurde 2009 in Deutschland gemäß den RoHS-Richtlinien aufgrund der Umweltauswirkungen des enthaltenen Cadmiums mit einigen Ausnahmen verboten.

Die Ladezeit des Akkus beträgt je nach Art und Technologie des Ladens zwischen 1 und 16 Stunden, normalerweise zwischen 2 und 9 Stunden.

Die meisten Hersteller verwenden derzeit besonders leichte Lithium-Ionen-Batterien. Sie können mehrere Hundert Mal aufgeladen werden (volle Ladezyklen werden berücksichtigt). Sie können bei Kurzschluss und Überhitzung starke chemische Reaktionen hervorrufen. Diese Gefahren werden mithilfe eines modernen Batteriemanagements praktisch beseitigt. Lithium-Ionen-Batterien liefern bei niedrigen Temperaturen deutlich weniger Strom und vertragen normalerweise keinen Frost.

In naher Zukunft werden Lithium-Polymer-Batterien mit einer noch höheren Energiedichte verfügbar sein. Es gibt auch erste praktische Testmodelle, bei denen die Batterie durch eine Brennstoffzelle und einen Wasserstofftank ersetzt wurde. Dieses Design bietet den Vorteil, dass Ladezeit und Batterieverschleiß vermieden werden und zusätzliche Kapazitäten auf einer längeren Tour genutzt werden können.

Alternativ gibt es Lithiumeisenphosphatbatterien wie z. B. im Saxonette Beast 250, die deutlich langlebiger sind als die derzeit bevorzugten Lithium-Ionen-Batterien. Ihre Verwendung kann die durch Batterieverschleiß verursachten Betriebskosten senken. In Deutschland sind sie jedoch bis auf Sachs Bikes noch nicht erhältlich.

Wie kontrolliert die Motorsteuerung den elektrischen Antrieb?

Die Motorsteuerung (der dritte Teil des elektrischen Hilfsantriebs eines Elektrofahrrads neben Motor und Batterie) führt drei verschiedene Aufgaben aus:
  1. Motorbetrieb (elektronischer Schalter in bürstenlosen Motoren), Schutz von Motor und Batterie vor Überlastung und Überhitzung, Abschaltung des Antriebs bei der Batterieentladung,
  2. Die Motorsteuerung bietet eine bequeme und einfache Anwendung im Arbeitsalltag, eine Benutzeroberfläche für den Benutzer (Steuerung, Anzeige des Ladestatus, Geschwindigkeit, Entfernung, verbleibende Reichweite, ausgewählte Unterstützungsstufe) und Schutz vor unbefugter Verwendung.
  3. Die Motorsteuerung hält die gesetzlichen Beschränkungen ein - diese können sein:- Padelec-Antrieb unterstützt nur, wenn der Fahrer die Pedale tritt, lassen den Motor nicht über der zulässigen Drehzahl arbeiten, lassen nicht zu, dass der elektrische Antrieb als einziger Antrieb arbeitet (beim Starten oder als Unterstützung beim Schieben des Fahrrads).

Welcher Elektromotor wird für ein Elektro Klapprad empfohlen?

Wenn Sie ein Elektro Klappfahrrad kaufen möchten, sollten Sie beim Motor drei Dinge beachten. Die Position des Motors, die Leistung und den Hersteller. Die Motorleistung sollte genau 250 Watt betragen. Dafür gibt es zwei gute Gründe:

Wenn der Motor mehr als 250 Watt hat, benötigen Sie eine Betriebserlaubnis, eine Versicherung und einen Führerschein für Ihr elektronisches Fahrrad in Deutschland, da das Fahrrad als Moped oder Roller gilt. Wenn der Motor weniger als 250 Watt Leistung hat, haben Sie weniger Beschleunigung und weniger Spaß mit Ihrem Elektro Klapprad.

Bosch, Samsung, Bafang, Shimano, Panasonic - es gibt viele Unternehmen, die Motoren für ein Elektro Klappfahrrad herstellen. Grundsätzlich hängt der Fahrspaß nicht von dem Hersteller ab, da 250 Watt 250 Watt sind. Es wird jedoch empfohlen, namhafte Produzenten zu wählen. Da diese Unternehmen im Falle einer Beschwerde weniger Probleme machen. Noch besser als ein großer Erzeuger, ist ein großer deutscher Hersteller (beispielsweise Bosch). Im Internet gibt es viele Anweisungen für diese Motoren, zum Beispiel, wie Sie sie tunen können.

 

Welche Motorpositionen haben beim Elektro Klapprad welche Vor- und Nachteile?

Bei einem zusammenklappbaren Elektro Klappfahrrad kann der Motor in drei verschiedenen Positionen montiert sein. Am Hinterrad, am Vorderrad und in der Mitte.

Elektro Klapprad mit Hinterradmotor (Hinterradantrieb):

Bei Verwendung eines am Hinterrad montierten E-Bikes wird der Motor in der Mitte des hinteren Rads montiert. Vorteile sind die direkte Kraftübertragung, ein dynamisches Fahrverhalten, ein leises Triebwerk und die Fähigkeit zur Energierückgewinnung. Darüber hinaus kann der Heckmotor auch bei vielen Fahrrädern im Nachhinein eingebaut werden. Neben dem schwierigen Ausbau des Hinterrads ist der größte Nachteil des Hinterradantriebs der starke Hinterradantrieb selber, da der Schwerpunkt weit hinter dem Fahrer liegt.

Elektro Klappfahrrad mit Vorderradmotor (Vorderradantrieb):

Der Kauf eines elektrischen Faltrads mit einem Motor am Vorderrad wird nicht empfohlen. Die einzigen Vorteile sind ein günstiger Kaufpreis und die Möglichkeit, den E-Motor vieler bei vielen Klapprädern nachzurüsten. Ansonsten beeinflusst der Frontantrieb das Lenkverhalten aufgrund des hohen Gewichts und setzt die Gabel besonders hohen Belastungen aus.

Mittelmotor beim zusammenklappbaren elektronischen Fahrrad:

Der in der Mitte des Elektro-Fahrrads montierte Antrieb verspricht eine gleichmäßige Gewichts- und Fahrverteilung, die dank seines zentralen und unteren Schwerpunkts einem herkömmlichen Faltrad nahekommt. Da sich das Triebwerk auch in der Nähe der Batterie befindet, können die Kabel nicht so leicht beschädigt werden. Der Nachteil eines „Mittel-Motors“ ist, dass er normalerweise teurer ist und nicht nachgerüstet werden kann. Darüber hinaus sind die Kette und möglicherweise das Zahnrad besonders hohen Belastungen ausgesetzt.

Mit welchem Antrieb ist ein Elektro Fatbike erhältlich?

Das Elektro Fatbike ist seit Langem in Mode. Endlich scheinen sich die dicken Fahrräder in der elektronischen Fahrradversion zu behaupten. Aber was sind die Vorteile vom Elektro Fatbike und für wen sind E-Fat-Bikes sinnvoll?

Neben den bewährten dicken Fahrrädern eignen sich die neuen E-Fat-Fahrräder besonders gut für unbefestigte Straßen. Ob auf Schnee, Sand oder anderen schmutzigen und losen Oberflächen, dank der sehr dicken Reifen ist das Einsinken eines elektrischen Fahrrads fast unmöglich. Es gibt aber auch andere Disziplinen, in denen ein Elektro Fatbike glänzt.

Das fette Elektrofahrrad vereint die Vorteile zweier hervorragender Konzepte. Das Gewicht der dicken Reifen und der erhöhte Rollwiderstand des E-Fat-Bikes werden durch den elektrischen Antrieb ausgeglichen. Somit kann der Griffvorteil insbesondere bei steilen Anstiegen optimal genutzt werden.

Bei den Antrieben setzen die meisten Hersteller auf Mittel-Motoren von Bosch, Bafang, Shimano oder Yamaha. Wie bei den meisten E-MTBs sind sie im Mittelteil, da der Schwerpunkt besser verteilt und der Wirkungsgrad höher ist als bei Triebwerken mit Hinterradantrieb - ihre Gewichtsverteilung und Fahrdynamik entsprechen dem Anwendungsbereich.

Da das elektrische Fatbike hauptsächlich in unebenem Gelände eingesetzt wird, empfehlen wir ein spezielles Gehäuse, das den Motor vor Stößen und Schmutz schützt. Die Reichweite hängt von der Batterieleistung ab. Wenn Sie längere Touren unternehmen oder häufig ein höheres Maß an Support in Anspruch nehmen, sollten Sie eine zusätzliche Batterie kaufen.

Was sind Bafang-Motoren?

Bafang ist ein chinesischer Hersteller von E-Motoren und elektronischen Fahrradkomponenten, die Teil eines Antriebssystems wie Batterien, Displays und Steuergeräte sind. Die Verbreitung von Bafang-Rädern in Europa ist jedoch immer noch recht gering. Im deutschsprachigen Raum setzt die Marke Fischer E-Bike unter anderem auf den chinesischen Elektronikgiganten. Das Bafang-Sortimen ist unglaublich groß, daher sollte wirklich für jeden Fahrer etwas dabei sein. Bafang bietet derzeit über 50 verschiedene Motortypen und 20 komplette Antriebssysteme an. Besonders auffällig sind starke Mittel-Motoren, die ein Drehmoment von bis zu 120 Nm erzeugen. Der Schwerpunkt liegt auch auf dem neuen Mittel-Motor Bafang M800 für elektronische Sportfahrräder.


Fabian Huber
Fabian Huber


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