Elektroantrieb (Fahrrad)

Unter Elektroantrieb eines Fahrrades werden die wesentlichen Bauteile Elektromotor, Antriebsbatterie (Akku) und Steuereinheit sowie ihr Zusammenwirken verstanden. In Europa und Japan wird der Elektroantrieb am häufigsten im sogenannten Pedelec verwendet, wobei er den Radfahrer beim Pedalieren lediglich unterstützt und das Fahrrad nicht vollständig selbst antreibt.

Allgemeines

Der Elektroantrieb ist bei allen Typen von Elektrofahrrädern bzw. elektrischen Motorfahrrädern im Grundprinzip ähnlich. Unterschiedlich ist die Steuerungstechnik als Folge der unterschiedlichen Ankoppelung der Muskelkraft und der verkehrsrechtlichen Behandlung der verschiedenen Varianten der Fahrräder mit Hilfsmotor. Am einfachsten sind blosse Schalter (selten) bzw. Tasten oder Drehgriffe mit einer stufenlosen Verstellbarkeit der Leistung. Ohne weitere Steuerung hängt die gefahrene Geschwindigkeit neben der Stellung des Drehgriffs von den Fahrwiderständen inklusive Steigung ab, von der Untersetzung inklusive allfälliger Gangwahl, und von den abgegebenen Leistungen von Motor und Mensch. Meistens gelten gesetzliche Beschränkungen der Motorleistung und der gefahrenen Geschwindigkeit unter Motor, welche je nach Ausmass und Land unterschiedliche Erleichterungen bei der gesetzlichen Zulassung zur Folge haben.

In vielen Ländern ist der Betrieb des Typs Pedelec wie bei einem Fahrrad ohne Antrieb ohne Zulassung möglich, wenn der Elektroantrieb nur wirkt, wenn pedaliert wird und ab einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit (meistens 25 km/h) sowie beim Bremsen aussetzt. Das Treten der Pedale und die Fahrgeschwindigkeit sind mittels Sensoren zu erfassen. Außerdem ist die Leistung des Motors reglementiert, je nach Land auf höchstens zwischen 250 und 500 W. Je nach Land sind höhere Geschwindigkeiten und Motorleistungen möglich unter strengeren Zulassungsanforderungen wie Führerschein, Versicherung und Helmpflicht.

Motoren

Es werden inzwischen fast ausschließlich Permanentmagnet-erregte, bürstenlose Gleichstrommotoren verwendet. Das hat den Vorteil, auf Kohlebürsten verzichten zu können. Die Magnete zur Erzeugung des Magnetfeldes befinden sich auf dem Rotor. Das Drehfeld wird in den Wicklungen des Stators erzeugt. Die Aufgabe der früher zur elektrischen Erzeugung eines magnetischen Drehfelds nötigen Stromwende-Schleifkontakte erfüllt heute üblicherweise ein elektronischer Kommutator (EC) im sogenannten bürstenlosen oder EC-Motor. Das Verhalten eines solchen Motors ist wie das eines Gleichstrommotors mit im Nebenschluss erzeugtem und konstant gehaltenem Magnetfeld.

Antriebskonzepte

Am weitesten verbreitet sind Pedelecs mit Mittelmotoren oder Nabenmotoren, direkt gesteuerte Antriebe je nach Land unterschiedlich. Andere Konzepte (Reibrolle, in die Kette oder die Tretkurbel eingreifendes Ritzel etc.) sind selten. Prinzipiell und vollständig aufgezählt gibt es folgende Möglichkeiten:

Ansatzpunkte des Elektroantriebs

Verbreitet sind Konzepte bei denen die Kraftübertragung auf das Hinterrad realisiert wird. Seltener ist das Konzept des Zweirad mit Frontantrieb.

Im Laufrad:

• Nabenmotor, sowohl hinten als auch vorn (häufig),

Am Laufrad (meistens hinten):

• über Reibrolle auf den Fahrradreifen, sowohl hinten als auch vorn (selten).
• über ein Paar kleinerer Motoren mit Reibrolle auf die Bremsflanke der Felge (Velospeeder).
• über separaten Ketten- oder Zahnriementrieb an der linken Hinterradseite (selten),
• über separaten Ketten- oder Zahnriementrieb auf hinteres Kettenritzel (selten),

Auf die Fahrradkette:

• über in die Kette eingreifendes Ritzel (Mittelmotor, häufig),

Auf die Tretkurbelwelle:

• Tretkurbelwelle mit Motor/Getriebe in gemeinsamen Gehäuse an abweichend konstruiertem Fahrradrahmen (häufig)

• Motor vor/unter Tretkurbellager,

• Motor/Getriebe auf Tretkurbelwelle seitlich des Tretlagergegäuses

• über ein Kegelradgetriebe (Sattelrohrantrieb, selten).

Motor (und Akku) auf einem Anhänger (Schubanhänger, selten).

Es existieren daneben noch Elektroantriebe, die auf jegliche mechanische Verbindung zwischen Tretkurbel und Rädern verzichten.

Antrieb mit Nabenmotor

Vorderrad-Nabenmotor mit integriertem Getriebe

Getriebeloser Rad-Nabenmotor (nur Stator) mit 84 Polen und ~0.34 m

Ein getriebeloser, direkt wirkender Fahrrad-Nabenmotor (z. B. BionX) muss einen relativ großen Durchmesser aufweisen, um die benötigte höhere Anzahl von Polpaaren und Wicklungsnuten unterzubringen und dadurch das benötigte Drehmoment aufzubringen. Wegen der permanenten Verbindung zum Rad kann der Motor auch zum Bremsen verwendet werden, was neben einem kleinen Anteil Nutzbremsung auch die normalen mechanischen Bremsen schont.

Beim Nabenmotor mit eingebautem (Umlaufräder-)Getriebe zur Übersetzung ins Langsame läuft der Rotor entsprechend schneller, er kann dadurch kleiner sein. Wegen seines geringeren Gewichts und Massenträgheitsmoments wird dieser beim Vorderradantrieb bevorzugt. Die Lenkung wird weniger beeinflusst, weil auch die Kreiselmomente kleiner sind.

Der Motor arbeitet i. d. R. über einen Freilauf auf die Nabe, damit Rotor und ggf. das Getriebe bei reinem Pedalbetrieb nicht mit durchgedreht werden müssen. Fehlt der Freilauf für den Motor, machen sich nach dem Abschalten des Motors die aufgebauten Magnetfelder noch ca. 500–1000 Meter bremsend bemerkbar, ebenso die Schleppwiderstände eines Getriebes. Ein Nabenmotor benötigt immer eine Drehmomentstütze, um die Gegenkraft des erzeugten Antriebsmomentes gegenüber dem Rahmen oder der Vorderradgabel abzustützen, die übliche Achsklemmung reicht hierzu nicht aus.

Ein Nabenmotor im Hinterrad hat eine bessere Traktion, da auf das Hinterrad mehr Gewicht verteilt ist. Im Regelfall kann eine Nabenschaltung nicht mit einem Hinterrad-Nabenmotor kombiniert werden. Ein Motor im Vorderrad bewirkt durch die hohen Kräfte von Antrieb, Lenken und Bremsen bei geringerer Auflagekraft eine erhöhte Rutsch- und Sturzgefahr.

Ein wesentlicher Nachteil des Nabenmotors im Vergleich mit dem Mittelmotor, der über Kette und Gangschaltung das Laufrad antreibt, ist das starre Verhältnis zwischen seiner Umdrehungszahl und der Raddrehzahl. Es gibt keine variable mechanische Anpassung an die optimale Motordrehzahl. Bei kleiner Fahrgeschwindigkeit (z. B. an Steigungen) und somit niedriger Motordrehzahl und gleichzeitig hohem Drehmoment ist der Wirkungsgrad geringer, und der dadurch erhöhte Motorstrom vergrößert die Erwärmung. Weil teilweise mit schlechterem Wirkungsgrad gefahren werden muss, ist die Reichweite bei gleicher Akkukapazität bei bestimmten Fahrprofilen kleiner als bei einem Mittelmotor mit nachgelagerter mechanischer Schaltung. In der Regel ist die Steigfähigkeit von Fahrrädern mit Mittelmotor deswegen auch besser als von solchen mit Radnabenantrieben, was insbesondere bei Elektro-Mountainbikes (EMTB, eMTB oder e-MTB) und Lastenfahrrädern von Belang ist.

Pedelec mit getriebelosem Hinterrad-Nabenmotor von BionX

Das beim Mittelmotor-Konzept bestehende feste Verhältnis zwischen Motor- und Tretkurbel-Drehzahl erleichtert die Anpassung der Motorleistung an die Tretleistung des Fahrers. Bei Nabenmotoren ist für diese Anpassung ein besonderer Aufwand bei der elektrischen Steuerung erforderlich.

Ein Nabenmotor macht das nachträgliche Umrüsten auf diesen Zusatzantrieb relativ einfach, da keine oder nur geringfügige Umbauten an Rahmen und Gabel erforderlich sind. Die Stromzufuhr erfolgt von der Seite durch die hohlgebohrte Achse hindurch. Außer dem Einbau eines neuen Laufrades mit Motor kommt auch der alleinige Austausch der Nabe durch Einspeichen in das bisherige Laufrad unter Verwendung nun kürzerer Speichen infrage.

Die Drehmomente der Motoren liegen bei diesem Antrieb bei maximal 50 Nm (Ende 2018).

Antrieb auf das Laufrad

Bereits 1982 wurde von Heidemann in Einbeck ein Nachrüstbausatz mit einem auf den Reifen wirkenden Radrollenmotor vorgestellt. Dieses schon früher beim Vélosolex – ein herkömmliches Mofa mit Verbrennungsmotor – benutzte Antriebs-Prinzip findet aktuell beim Elektrofahrrad in Nachrüstsätzen der GP-Motion GmbH sowie der go-e GmbH am Hinterrad Verwendung.

Die beiden nur etwa wie ein Seitenläuferdynamo großen, paarweise angebrachten Motoren des Velospeeders wirken mit ihren Antriebsrollen auf die Bremsflanken der Hinterradfelge. Der dazu notwendige Anpressdruck wird über die übertragende Kraft durch einen selbstverstärkenden Keil-Effekt durch die Positionierung der Schwenkachsen der Motoren erreicht.

Beim etwa 1990 von Michael Kutter entwickelten Dolphin wurden die Drehzahlen von Pedal- und Motorantrieb im Umlaufrädergetriebe in der Nabe summiert. Die Fertigung wurde 2014 eingestellt.

Antrieb auf die Fahrradkette oder die Tretkurbelwelle

Pedelec FLYER, Mittelmotor von PANASONIC, Fahrradrahmen an Motorgehäuse angepasst

Gemeinsames Gehäuse für Mittelmotor (links),
2-stufiges Stirnradgetriebe (rechts)
und Tretkurbelwelle (oben).
Fahrradrahmen angepasst

BAFANG-Motor, vor dem Tretlagergehäuse platziert

Der Mittelmotor-Antrieb über ein Ritzel auf die Kette wurde durch eine von Panasonic hergestellte Antriebseinheit eingeführt. Dazu muss der Rahmen anstelle eines konventionellen Tretlagergehäuses mit einer besonders ausgeformten Aufnahme im Tretlagerbereich gefertigt werden, um eine integrierte Antriebseinheit mit schnelllaufendem Motor, ins langsame übersetzendem Getriebe und der Tretkurbelwelle anbauen zu können (Abbildung, links). Die Tretkurbelwelle selbst ist an der Übertragung der Motorleistung nicht beteiligt. Auf ihr ist lediglich ein von Panasonic entwickelter Sensor zum Messen des Pedalier-Drehmomentes angebracht. Das Motor-Ritzel greift dabei hinter dem Kettenblatt der Tretkurbel am unteren, rücklaufenden Bereich der Fahrradkette (dem sog. Leertrum) an. Die naheliegende, von Bosch vorgenommene Weiterentwicklung war jene, die Motorleistung direkt auf die standardmäßig im Gehäuse enthaltene Tretkurbelwelle mit dem Kettenblatt zu übertragen und dafür auf das gesonderte Ritzel zur Kraftübertragung auf die Kette zu verzichten. Die Sonderkonstruktion des Fahrradrahmens im Bereich des Tretlagers blieb weiter erforderlich (Abbildung, rechts). Solche Motoren haben mittlerweile (Anfang 2024) Drehmomente bis 120 Nm.

Ein vor oder unter dem Tretlagergehäuse eines unveränderten Standard-Fahrradrahmens angebrachter Motor wurde schon früher als Teil eines Nachrüstsatzes angeboten. Inzwischen greifen mehrere Hersteller auf diese Lösung zurück. Der Motor wird ans Tretlagergehäuse angebaut. Eine neue Tretkurbelwelle mit Drehmoment-Sensor ist Teil des Anbausatzes. Die Kraftübertragung vom Motor auf die Tretkurbelwelle ermöglicht gleichzeitig eine Übersetzung ins Langsame. Das dafür nötige große Rad eines Stirnzahnrad- oder Riementriebs wird in der Regel unauffällig zwischen dem Kettenblatt und dem Rahmen platziert (zusätzlich verdeckt vom rechten Blech-Steg, der Motor und Tretkurbel-Hülse verbindet).

Seitlich des Tretkurbelgehäuses koaxial auf der Tretkurbelwelle angebrachte und auch direkt auf diese wirkende Motoren nutzen den freien Raum zwischen den Pedalkurbeln und den Rahmenrohren aus, der aber zu schmal für ein integriertes Getriebe ist. Der Motordurchmesser muss daher relativ groß sein (Acron, silent-E).

Seit etwa 2010 verwendet der an der Entwicklung des ursprünglichen Flyers beteiligte Philippe Kohlbrenner im Speedped eine weitere, im Prinzip aber gleiche Antriebsvariante. Dieses Fahrrad hat eine Nabenschaltung. Der Motor ist seitlich rechts am Hinterbau montiert und treibt über einen Zahnriemen parallel zur Pedalkette (alternativ auch ein Zahnriemen) das Hinterrad an. Die beiden Zahnritzel sind nebeneinander auf der Antriebswelle des Nabenschaltgetriebes befestigt.

Da das Antriebsmoment bei Mittelmotoren über die Kettenschaltung untersetzt werden kann, erlaubt dies am Hinterrad in niedrigen Gängen entsprechend hohe Drehmomente. E-Mountainbikes profitieren von dieser Eigenschaft erheblich und ermöglichen auch weniger trainierten Fahrern die Bewältigung enormer Steigungen.

Die Antriebsbatterie

Entnehmbarer Pedelec-Akkupack aus Lithium-Ionen-Akkumulatorzellen im Ladegerät

Die Antriebsbatterie, oft ein entnehmbarer Akkupack (umgangssprachlich oft nur: „der Akku“) ist eine Zusammenschaltung mehrerer Akkumulatorzellen. Sie ist der Speicher der Antriebsenergie und damit das der Reichweite Grenzen setzende Bauteil (bezogen auf Fahrten mit Motorunterstützung). Umgangssprachlich wird beim Akku häufig nach dem Installationsort am Fahrrad unterschieden in Gepäckträger-Akku für Akkumulatoren, die unter dem Gepäckträger verbaut sind, Rahmen-Akkus, die am Unterrohr oder Sitzrohr vom Fahrradrahmen installiert werden oder sogenannte Intube-Akkus, die innerhalb des Rahmens verbaut werden (in der Regel im Unterrohr).

Die im Laufe der Jahre verwendeten Akkuzellen-Typen (Bleigel-, Nickel-Cadmium- (NiCd), Nickel-Metallhydrid- (NiMH) und Lithium-Ionen-Akkus) weisen in dieser Reihenfolge eine steigende Energiedichte auf. Sie steigt von Typ zu Typ auf den etwa doppelten Wert. Auch die von modernen Lithium-Ionen-Akkumulatoren gespeicherte Energiemenge (0,12–0,2 kWh/kg) ist aber in Bezug auf das Gewicht immer noch erheblich kleiner als die Energiedichte von flüssigen Kraftstoffen (etwa 10 kWh/kg). Bleigel-Akkus werden aufgrund ihrer geringen Energiedichte kaum mehr verwendet. Der Vertrieb von NiCd-Akkus für diesen Einsatzzweck wurde 2009 in Deutschland unter Umsetzung der RoHS-Richtlinien aufgrund der Umweltschädlichkeit des enthaltenen Cadmiums bis auf wenige Ausnahmen verboten.

Die Ladezeiten der Akkus betragen je nach Typ und Ladetechnik unter einer bis 16 Stunden, typisch sind etwa 2 bis 9 Stunden.

Aktuell werden die besonders leichten Li-Ion-Akkus von den meisten Herstellern eingesetzt. Sie können einige Hundert Male aufgeladen werden (vollständige Ladezyklen gezählt). Bei Kurzschluss und Überhitzung der Zellen können heftige chemische Reaktionen ausgelöst werden. Diese Gefahren sollen durch modernes Batteriemanagement ausgeschlossen werden, Brände seien vergleichsweise selten. Li-Ionen-Akkus liefern bei geringen Temperaturen deutlich weniger Leistung und vertragen meist keinen Frost.

Hersteller, die ihre Pedelecs mit NiCd-Akkus bestückten, lieferten meist ein Ladegerät mit, welches den NiCd-Akku vor dem eigentlichen Ladevorgang vollständig entlädt, um den Memory-Effekt zu verringern. NiMH-Akkus haben einen wesentlich geringeren Memory-Effekt. Bei Lithium-Ionen-Akkus fehlt dieser ganz.

Alternativ könnten auch Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulatoren wie z. B. im Modell der Saxonette Beast 250 verbaut werden, die deutlich langlebiger sind als die aktuell bevorzugt eingesetzten Lithium-Ionen-Akkumulatoren. Ihr Einsatz könnte die durch Akku-Verschleiß verursachten, laufenden Kosten senken. Im deutschen Raum sind sie außer bei der Firma Sachs Bikes jedoch noch nicht verfügbar.

In der Entwicklung befinden sich Antriebe, bei denen der Akkumulator durch eine Brennstoffzelle und einen Wasserstofftank ersetzt bzw. ergänzt wird. Diese Konstruktion würde den Vorteil bieten, dass Ladezeiten und Akkuverschleiß reduziert würden und auf eine längere Tour zusätzliche Tanks mitgenommen werden könnten.

Siehe auch: Ladestation (Elektrofahrrad)

Motorsteuerung

Die Motorsteuerung (der dritte Teil des elektrischen Zusatzantriebs beim Elektrofahrrad neben Motor und Akku) erfüllt drei verschiedene Aufgaben:

1. Betrieb des Motors (elektronischer Kommutator in den bürstenlosen Motoren), Absicherung des Motors und Akkus vor Überlastung und Überhitzung, Abschalten des Antriebs bei entladenem Akku,
2. benutzerfreundliche und einfache Anwendung im Alltagsbetrieb sicherstellen, Schnittstelle zum Benutzer (Bedienelemente, Display für Ladezustand, Geschwindigkeit, Strecke, Restreichweite, gewählte Unterstützungsstufe), Sicherung gegen unbefugte Benutzung
3. gesetzliche Beschränkungen einhalten, diese können sein:

- Antriebshilfe beim Pedelec nur, wenn der Fahrer die Tretkurbeln bewegt,

- verhindern, dass die Motorunterstützung oberhalb einer erlaubten Fahrgeschwindigkeit wirkt,

- verhindern, dass oberhalb einer erlaubten Geschwindigkeit der Elektroantrieb alleiniger Antrieb sein kann (Anfahr- oder Hilfe beim Schieben des Fahrrads).

Drehimpuls-Sensor an der Tretkurbelwelle

Drehimpuls-Sensor am Laufrad (Hinterrad)

Sensoren

Drehzahl-Sensor: Aus der Zahl der Impulse pro Zeitspanne ergibt sich die Drehzahl. Gemessen wird an der Tretkurbelwelle, am Laufrad (über den Laufraddurchmesser ergibt sich die Fahrgeschwindigkeit), im Motor. Das üblicherweise verwendete Messprinzip ist der Halleffekt.

Drehmoment-Sensor: Gemessen wird an der Kette (selten, Kraftmessung an den Umlenklagern) oder an der Tretlagerwelle (Messprinzip: inverse Magnetostriktion).

Einhalten der gesetzlichen Beschränkungen

Antriebshilfe nur, wenn Fahrer Tretkurbeln bewegt: Die Pedalierdrehzahl wird mit einem Drehsensor erfasst, der entweder an die Tretkurbelwelle anzubauen ist (Nachrüsten mit Bausatz) oder in kompakten Mittelmotoren integriert ist (Messung an der Tretkurbelwelle). Der Motor wird eingeschaltet, wenn eine minimale Drehzahl erreicht ist.
Antrieb nur unterhalb erlaubter Fahrgeschwindigkeiten: Die Fahrgeschwindigkeit wird mit einem Drehsensor erfasst, der sich am Laufrad, im Nabenmotor oder im mit konstanter Übersetzung auf das Laufrad wirkenden Motor befindet. Der Motor wird beim Erreichen der erlaubten Anfahr-/Schiebe-Geschwindigkeit, wenn nicht pedaliert wird, oder beim Erreichen der unterstützten maximalen Fahrgeschwindigkeit (Pedelec: 25 km/h; schnelles Pedelec: 45 km/h) ausgeschaltet.

Geschwindigkeitssteuerung:
Der Fahrer hat die Wahl, eine Fahrgeschwindigkeit aus mehreren vorgegebenen Stufen (Sollwerten) einzustellen. Die Motorautomatik stellt den gewählten Wert durch Vergleich mit der mittels Drehsensor festgestellten Laufrad-Drehzahl her. Der Fahrer muss einen tieferen Sollwert einstellen, wenn die Grenzleistung des Motors bei „schwerer Fahrt“ (bergauf) nur noch bei kleinerer Drehzahl erbracht wird (er wählt unter solchen Umständen auch einen langsameren Getriebegang, um seine gewohnte Trittfrequenz beizubehalten). Die Motorautomatik stellt nicht sicher, dass die erforderliche Fußkraft (prinzipiell gemildert durch die Motorhilfe) gleich bleibt. Die passende, aus Erfahrung zu findende Geschwindigkeitsstufe ist einzustellen, was umso besser gelingt, je mehr Stufen vorhanden sind. Diese Art der Steuerung ist wenig benutzerfreundlich und hat sich folglich nicht durchsetzen können.

Drehmoment- bzw. Kraftsteuerung:
Damit auch beim Pedelec-Fahren „möglichst immer gleiche Fußkraft“ besteht, muss der Motor immer ein gleiches Drehmoment (Fußkraft mal Länge der Pedalarme) beisteuern. Voraussetzung ist das im Vergleich zur Drehzahlmessung technisch relativ aufwändige Messen der Fußkraft bzw. des Drehmoments an der Tretkurbelwelle. Ein technisch und wirtschaftlich günstiger Drehmomentsensor wurde erst von PANASONIC als integriertes Bauteil eines Mittelmotors auf den Markt gebracht. Damit wird das Drehmoment eines Mittelmotors so gesteuert, dass es in jedem Moment proportional zur Fußkraft ist. Durch diese doppelte Proportionalität – die andere ist die beim Mittelmotor-Konzept von vornherein vorhandene zwischen Motordrehzahl und Pedalierfrequenz – ist mehr erreicht als die Trittfrequenz und die Fußkraft des Fahrers möglichst konstant zu halten. Sie ist ein zusätzlicher Gewinn für die Benutzerfreundlichkeit.

Steuerung mithilfe von zwei Drehzahl-Sensoren
Bei der großen Zahl der mit Nabenmotoren ausgestatteten Pedelecs ist das Drehzahlverhältnis zwischen Pedalieren und Motor wegen der sich dazwischen befindenden Gangschaltung nicht konstant. Somit lässt sich auch kein konstantes Drehmomentverhältnis zwischen Motorbeitrag und Pedalieren einstellen. Das Drehzahlverhältnis zwischen Laufrad und damit zwischen Nabenmotor und Tretkurbel ist aber nur vom eingestellten Getriebegang abhängig. Es ergibt sich aus den mit zwei Drehimpuls-Sensoren gemessenen Drehzahlwerten des Motors und des Pedalierens. Davon abhängig kann das Motordrehmoment so gesteuert werden, dass es auf die Tretkurbel-Drehzahl umgerechnet für jeden Getriebegang den gleichen konstanten Wert hat. Auf diese Weise ist mithilfe von einfachen Drehzahl-Sensoren unter Verzicht auf einen aufwändigen Drehmoment-Sensor erreicht, dass Trittfrequenz und Fußkraft des Fahrers möglichst immer gleich sind. Der zusätzliche, bei der Drehmomentsteuerung erreichte Vorteil infolge der in jedem Zeitpunkt bestehenden Proportionalitäten zwischen den Größen Motordrehmoment/Fußkraft bzw. Motordrehzahl/Pedalierfrequenz besteht aber nicht.

Leistungsstufen:
Das Verhältnis zwischen Eigenleistung des Fahrers und Zusatzleistung des Motors kann oft vom Fahrer eingestellt werden. Er kann auf diese Weise entscheiden, ob er den Akku sparsam belasten und somit weit fahren will, oder eine größere Unterstützung auf Kosten einer kleineren Reichweite haben möchte. Das Einstellen kann auch stufenlos mithilfe eines “Gasgriffs” erfolgen.

Anfahrhilfe:
Die Anfahrhilfe erlaubt bei Pedelecs eine Motorunterstützung auf Knopfdruck oder Drehen des Gasgriffs auch ohne Pedalieren. Sie dient dem leichteren Anfahren aus dem Stand und als Schiebehilfe dem eigenständigen „Fahren“ des Fahrrades. Diese Art der Motorunterstützung ist in der Regel auf die gesetzlich erlaubte Maximalgeschwindigkeit von 6 km/h begrenzt. Die Schiebehilfe bietet den Vorteil, dass man das Fahrrad neben sich mit Motorunterstützung rollen lassen kann, ohne dass man pedalieren oder selbst schieben muss (z. B., wenn man eine schwere Last befördert oder damit man das Rad an einer Steigung eigenständig hochlaufen lassen kann). In jedem Fall erlaubt es ein schnelleres (und körperlich kontrollierteres) Anfahren aus dem Stand an auf „Grün“ umschaltenden Ampeln.

Hersteller

Weltweit bieten eine Reihe von Herstellern Antriebe für E-Räder an:

• Bafang (China): Mittelmotoren und Hinterradnabenmotoren
• Bosch: Mittelmotoren (Performance Line und Active Line)
• Brose: Mittelmotoren
• Continental: Mittelmotoren
• FSA: WLAN-gesteuerter Nabenmotor
• Panasonic: Mittelmotoren
• Shimano: Mittelmotoren
• SR Suntour: Frontnaben- und Hinterradnabenmotor
• Yamaha: Mittelmotoren

Literatur

• Christian Smolik, Michael Bollschweiler, Verena Ziese: Das Elektrorad: Typen, Technik, Trends. BVA, Bielefeld 2010, ISBN 978-3-87073-435-0.
• Teja und Eberhard Müller: E-Bike-Technik: Funktion und Physik der Elektrofahrräder. Books on Demand GmbH, Norderstedt 2011, ISBN 978-3-8423-6194-2.

Weblinks

• S. Wetzel: Planetengetriebe am Fahrrad: 4. Planetengetriebe in elektrischen Nabenmotoren [10]
• S. Wetzel: Motor für Elektrofahrrad [11]