E-Bike Antrieb: Herzstück Motor
Der Motor ist der Antrieb deines E-Bikes – das Herzstück sozusagen. Er treibt dich an, indem er dich durch elektrische Kraft beim Treten unterstützt. Dabei passt er seine Leistung an deine Geschwindigkeit, Trittkraft und -frequenz an und erzeugt so ein Fahrgefühl, das sich für dich möglichst natürlich anfühlt. Wie der Motor deines E-Bikes arbeitet, welche unterschiedlichen Antriebe es gibt und wie du die richtige Wahl triffst, zeigen wir dir im Folgenden.
Symbiose E-Bike: Motor, Akku, Steuerung und du
Der Motor allein bringt das E-Bike nicht zum Laufen. Erst das Zusammenspiel aus Antrieb, Akku und Steuerung – sprich Sensorik und Controlling – macht aus einem Fahrrad ein Pedelec. Damit es Fahrt aufnimmt, braucht es allerdings noch eine weitere Komponente: dich. Schließlich funktioniert das Bike nach dem Unterstützungsprinzip, wobei deine eigene Kraft von der Kraft des Motors ergänzt wird. Zuerst schauen wir uns an, wie die einzelnen Komponenten ineinandergreifen und das Rad zum Funktionieren bringen.
Steuerung
Die Steuerung besteht aus Sensoren und einem Controller. Die Sensoren tracken dein Fahrverhalten (genauer gesagt deine Geschwindigkeit), deine Trittkraft und deine Trittfrequenz. Diese Daten werden an den Controller übermittelt, der daraufhin die Motorunterstützung reguliert.
Akku
Der Akku liefert dem Motor die nötige Energie zu, um dich beim Treten zu unterstützen und somit voranzubringen. Der Akku treibt also den Motor an, der dich dann schließlich antreibt.
Motor
Auf Grundlage der Messungen der Sensoren und angetrieben von der Energie der Batterie unterstützt der Motor dich beim Radeln. Das tut er aber nur, wenn du auch selbst in die Pedale trittst.
Display
Eine vierte Komponente beim E-Bike, die vor allem für Komfort und Transparenz sorgt, ist der Bordcomputer. Über ein am Lenker montiertes Display kannst du deine Unterstützungsstufe wählen und wichtige Informationen wie die verbleibende Akkureichweite und die Fahrgeschwindigkeit einsehen.
Je nach Hersteller können die genauen Bezeichnungen der einzelnen Komponenten übrigens variieren und auch die Trennlinien verschwimmen hin und wieder. Bosch beispielsweise spricht bei seinen E-Bike Antriebssystemen von sogenannten Drive Units. Eine Bosch Drive Unit beinhaltet Motor und Steuerung und ist in verschiedenen Ausführungen erhältlich, die wir uns später genauer anschauen. Auf Wunsch gibt es einen darauf abgestimmten Akku und ein passendes Display dazu.
Antriebsarten: Mittelmotor, Frontmotor, Heckmotor?
Das erste Kriterium bei der Unterscheidung von E-Bike Antriebsarten ist die Position des Antriebssystems – genauer des Motors. Diese wirkt sich nämlich maßgeblich auf Funktionalität und Fahrgefühl aus und bestimmt außerdem mit, welche Schaltungsarten für dein Fahrrad infrage kommen und ob das Bremsen via Rücktritt möglich ist. Man unterscheidet zwischen Mittelmotor, Frontmotor und Heckmotor (auch Nabenmotor genannt).
Klassischer E-Bike Antrieb: der Mittelmotor
Bei der großen Mehrheit der E-Bikes hat sich der Mittelmotor als Standard durchgesetzt. Er sitzt im Tretlager des Fahrrads und sorgt so dafür, dass der Gewichtsschwerpunkt des Bikes tief in der Mitte liegt. So entsteht ein stabiles und sicheres Fahrgefühl. Das Rad bricht nicht aus und du gerätst nicht aus dem Gleichgewicht.
Die Position des Motors im Zentrum des Elektrofahrrads in unmittelbarer Nähe der Pedalen ermöglicht eine kraftvolle und präzise Tretunterstützung, die ohne Verzögerung einsetzt. Die verbauten Sensoren ermitteln Geschwindigkeit, Rotation sowie Tretkraft und können die Intensität der Motorunterstützung dadurch optimal an deine Fahrweise anpassen.
Auf diese Weise entsteht ein harmonisches und natürliches Fahrgefühl, das dem eines Fahrrads ohne Elektroantrieb besonders nahekommt – auch dann, wenn du gerade ohne Unterstützung fährst. Das ist immer dann der Fall, wenn eine Geschwindigkeit von 25 km/h erreicht ist oder du dein E-Bike in den Off-Modus schaltest.
Der Mittelmotor lässt sich mit Ketten- und Nabenschaltung kombinieren. Radwechsel können, anders als beim Heck- oder Frontantrieb, problemlos und ohne Einschränkungen durchgeführt werden. Ganz so, wie du es vom herkömmlichen Fahrrad gewohnt bist. Da bei diesem Antriebssystem der Verschleiß von Kette und Ritzel höher ist, verlangt das Bike jedoch mehr Wartung. Die Antriebsart ist etwas teurer als die Front- und Heckvariante, ist dafür aber für jeden Bike-Typen gleichermaßen geeignet: Sowohl sportliche Fahrten mit dem Mountainbike als auch alltägliche Fahrten mit dem City-Rad lassen sich mit einem Mittelmotor komfortabel und sicher bestreiten. Auch die Kombination mit einer Rücktrittbremse ist möglich.
Weniger verbreitet: Front- und Heckmotor
Anders als der zentral installierte Mittelmotor verlagern Antriebssysteme, die in der Nabe des Vorder- oder Hinterrads verbaut sind, das Gesamtgewicht eines E-Bikes in die entsprechende Richtung.
Der Frontmotor befindet sich in der Radnabe des Vorderrads. Dadurch entsteht ein frontaler Gewichtsüberschuss, der die Radgabel mit der Zeit stark beansprucht und sich außerdem auf das Fahrgefühl auswirken kann. Das Lenken wird schwerfälliger und das Rad wird förmlich nach vorn gezogen, wenn die Unterstützung einsetzt. E-Bikes mit Frontmotoren können mit Rücktritt ausgestattet sein und sind mit Ketten- und Nabenschaltungen kompatibel. Sie stellen meist die preiswerteste Alternative dar, sind aber vor allem für sportliche Fahrten und bergige Regionen eher weniger geeignet, da das Vorderrad aufgrund der hohen Belastung schneller durchdrehen kann.
Der Heckmotor wiederum wird in der Hinterradnabe verbaut und ist auch als Nabenmotor bekannt. Bezeichnend für Pedelecs mit Nabenantrieb ist das Gefühl, förmlich von der Motorkraft angeschoben zu werden. Heckmotoren gelten als besonders kräftig und sind daher vor allem bei sportlichen Fahrern beliebt, was auch damit einhergeht, dass der hinten liegende Schwerpunkt die Traktion stärkt. Gleichzeitig sorgt die unausgewogene Gewichtsverteilung dafür, dass das Vorderrad bei Steigungen schon mal abheben kann. Für unerprobte Fahrer kann das durchaus zur Gefahr werden. Nabenmotoren sind ausschließlich mit Kettenschaltungen kombinierbar, da die Nabe im Hinterrad schon vom Motor besetzt ist und somit keinen Platz mehr für die Schaltung bietet. Dasselbe gilt auch für die Rücktrittbremse.
Während der Mittelmotor also eine Art Allround-Talent ist, weisen Front- und Heckmotoren einen stärkeren Kontextbezug auf. Demnach eignen sich E-Bikes mit Frontantrieb eher für den Einsatz auf ländlichen Radwegen sowie für kürzere Strecken, die den Alltag erleichtern. Nabenmotoren kommen demgegenüber besonders bei sportlichen Touren mit Trekking- und Mountainbikes zum Einsatz.
Drehmoment und maximale Unterstützungsstufe
Die Kraft eines E-Bike Antriebs ergibt sich aus drei Faktoren: der Motorleistung, dem Antriebsdrehmoment und der maximalen Unterstützung.
Motorleistung
Per Gesetz darf die Leistung eines Pedelec-Motors maximal 250 Watt (W) betragen. Von den Herstellern wird dieses Potenzial in der Regel auch ausgeschöpft. Folglich ist die Motorleistung bei allen E-Bikes gleich und lässt sich als Entscheidungshilfe beim Kauf eher nicht heranziehen.
Antriebsdrehmoment
Aussagekräftiger ist hingegen das Drehmoment. Die in Newtonmetern (Nm) angegebene Kennzahl beschreibt die Kraft, mit der der Motor das E-Bike antreibt. Je höher das Drehmoment, desto schneller beschleunigt das Fahrrad und desto weniger Kraft musst du selbst aufbringen, um voranzukommen. Während für den alltäglichen Gebrauch im städtischen Kontext und auf vorrangig ebenen Straßen ein niedrigeres Drehmoment von 40 Nm ausreicht, lohnt sich für E-Biker, die häufig bergauffahren oder Lasten transportieren, durchaus auch ein größeres Drehmoment von beispielsweise 65 Nm. Für sportliche Trails im steilen Offroad-Bereich kommt durchaus auch ein Antriebsdrehmoment von 75 bis 85 Nm infrage.
Maximale Unterstützungsstufe
Bei jedem E-Bike stehen dir von Haus aus verschiedene Unterstützungsstufen zur Verfügung. Sie werden auch als Fahrmodi bezeichnet und geben an, mit wie viel Prozent deiner eigenen Tretleistung der E-Bike Antrieb dich unterstützt. Neben dem OFF-Modus, bei dem du ohne Unterstützung fährst, gibt es je nach Hersteller noch verschiedene weitere. Bei Bosch gibt es beispielsweise die Stufen Eco, Tour, Sport und Turbo. Die Unterstützungsleistung der einzelnen Stufen wird in Prozent angegeben und misst sich an deiner eigens aufgebrachten Kraft. Bei einer Unterstützung von 100 % wird diese beispielsweise verdoppelt. Der Eco-Modus pendelt sich meist bei einem Wert von 40 % bis 60 % ein, während der Turbo-Modus die maximale Unterstützungsstufe darstellt. Je nach Antriebssystem kannst du in dieser Einstellung mit dem 2,5- bis 4-fachen deiner eigenen Leistung angetrieben werden – zumindest solange die Geschwindigkeitsgrenze von 25 km/h nicht überschritten wird.
Ein E-Bike mit passendem Antrieb finden
Ob Bosch, Shimano, Yamaha, Brose oder Fazua: Mit der Beliebtheit des E-Bikes wächst auch die Zahl der renommierten Hersteller, die mit ihren Antriebssystemen den Fahrradmarkt dominieren.
Die Bosch Drive Units im Überblick
Wir von Kalkhoff arbeiten bei all unseren E-Bike Modellen mit den leistungsstarken und zuverlässigen Drive Units von Bosch. Die drei verbauten Sensoren ermitteln sekündlich mehr als 1.000-mal deine Geschwindigkeit, Trittkraft und Trittfrequenz, um einen Antrieb zu ermöglichen, der sich optimal an dein Fahrverhalten anpasst.
Die Motoren aus den Reihen Active Line, Active Line Plus, Cargo Line, Performance Line und Performance Line CX punkten allesamt durch ihr geringes Gewicht (zwischen 2,9 kg und 3,2 kg), den leisen Sound, die Kompatibilität mit verschiedenen Schaltungen und das harmonische Fahrgefühl. Dennoch unterscheiden sich die Mittelmotoren vor allem hinsichtlich des Drehmoments und der Unterstützungsleistung und sind damit in verschiedenen Bereichen einsetzbar.
| Antriebssystem | Drehmoment | Max. Unterstützung | Mögliche Schaltung |
|---|---|---|---|
| Active Line | 40 Nm | 250 % | Nabenschaltung Kettenschaltung |
| Active Line Plus | 50 Nm | 270 % | Nabenschaltung Kettenschaltung |
| Cargo Line (für Cargos) | 85 Nm | 400 % | Nabenschaltung Kettenschaltung |
| Performance Line | 65 Nm | 300 % | Nabenschaltung Kettenschaltung |
| Performance Line Smart System | 75 Nm | 340 % | Nabenschaltung Kettenschaltung |
| Performance Line CX | 85 Nm | 340 % | Nabenschaltung Kettenschaltung |
| Performance Line CX Smart System | 85 Nm | 340 % | Nabenschaltung Kettenschaltung |
Hinzu kommt außerdem der Performance Line CX Speed, die mit einer Unterstützung von bis zu 45 km/h jedoch nicht als klassisches Pedelec, sondern als S-Pedelec zählt und im Straßenverkehr nur mit Zulassung und entsprechendem Führerschein gefahren werden darf. Für S-Pedelecs greift die gesetzliche Begrenzung der Motorleistung auf 250 W übrigens nicht. Hier sind in der Theorie sogar bis zu 4.000 W Leistung erlaubt, wenn auch nicht wirklich praktikabel.
Welcher Motor ist der richtige für mich?
Bleibt zuletzt noch die Frage der Fragen: Welcher E-Bike Antrieb ist denn nun der richtige für mich? Um das herauszufinden, kannst du die Eigenschaften der verschiedenen Motoren deinen eigenen Bedürfnissen gegenüberstellen.
Wo soll mein E-Bike Motor sitzen?
- Ein Frontmotor eignet sich für kürzere Fahrten ohne großen Anspruch.
- Ein Heckmotor ist prädestiniert für sportliche Fahrten mit dem MTB.
- Ein Mittelmotor kann zu allen Zwecken und auf allen Strecken zum Einsatz kommen.
Was muss mein E-Bike Motor leisten?
- Fährst du vermehrt im Stadtverkehr sowie auf Radwegen mit weitestgehend ebenem und befestigtem Untergrund, reicht ein Drehmoment von bis zu 50 Nm und eine maximale Unterstützung von etwa 270 % aus – wie zum Beispiel bei der Bosch Active Line und Active Line Plus.
- Du planst auch mal abenteuerliche Ausflüge durch Wald und Wiesen? Für dynamische Trekking-Fahrten, die auch mal bergauf gehen, dürfen Drehmoment und Unterstützung etwas zulegen – wie zum Beispiel bei der Bosch Performance Line und der Performance Line Smart System mit 65 Nm bis 75 Nm Drehmoment bei 300 % bis 340 % Unterstützung.
- Bist du auf der Suche nach sportlichen Abenteuertouren, steilen Strecken, unbefestigten Untergründen und ordentlich Power? Dann braucht dein E-Bike einen soliden und kraftvollen Antrieb. Für Profi-Fahrten mit diesem Anspruch bieten der Bosch Performance Line CX und der Performance Line CX Smart System ein maximales Drehmoment von 85 Nm und eine Turbo-Unterstützung von bis zu 340 %.
- Du transportierst mit deinem E-Bike regelmäßig schwere Lasten? Als Lastenräder mit Elektroantrieb brauchen die sogenannten Cargo-E-Bikes einen besonders starken Motor. Schließlich muss hier deutlich mehr Gewicht in Bewegung gesetzt werden. Speziell dafür gibt es Cargo-Motoren, die eine Unterstützung von bis zu 400 % ermöglichen – und zwar bei einem ziemlich hohen Drehmoment von 85 Nm.
- 25 km/h genügen dir nicht? Mit einem S-Pedelec darfst du nahezu doppelt so schnell fahren. Dazu braucht es aber auch den entsprechenden Führerschein und den passenden Motor, zum Beispiel aus der Bosch Performance Line Speed.
