e:Bike Technik im Überblick (Akkus, Antriebsarten und mehr)
Liegeräder und Trikes mit elektrischem Zusatzantrieb als Pedelecs oder e:bikes sind Trend - bei der Auswahl der Technik gibt es viele Möglichkeiten. Wir wollen hier einige Fakten und Aspekte rund um den Elektroantrieb für Fahrräder, Liegeräder und Trikes aufgreifen.
Selbstverständlich sind die meisten Infos auch für ein normales Elektrorad - das Upright - richtig.
Inhalt
Grundsätzliches
Der elektrische Zusatzantrieb ist "der ultimative Upgrade" für pragmatische, gesundheitsbewusste Alltagsradler auf dem Weg zur Arbeit, in der Stadt, im Gebirge bei starken Steigungen und auf dem flachen Land. Und natürlich auch für unvergessliche, weite und dennoch komfortable Urlaubstouren, bei dem Land und Leute in ungeahnter Qualität erlebt werden können.
Auch in der Stadt zeigt der Elektroantrieb echte Stärken, wenn an Ampeln oft angefahren werden muss.
Zu unterscheiden ist das zulassungs- und führerscheinfreie Pedelec, bei dem der Motor bis 25 Stundenkilometer unterstützen darf und das zulassungs- und führerscheinpflichtige eBike, bei dem der Antrieb bis 45 Stundenkilometer unterstützt.
So gut wie alle unsere Räder sind als Pedelec bestellbar oder lassen sich fachgerecht und werkstattgeprüft nachrüsten. HP-Velotechnik bietet zudem als einer der wenigen Hersteller ein schnelleres eBike an.
Sportmedizin
Die allermeisten Radfahrer sind keine Hochleistungssportler und wollen auch keine werden. Sie wollen sich an der frische Luft bewegen oder zuverlässig größere Strecken einigermaßen komfortabel bewältigen.
Eine andauernde, stets leichte Dauerbewegung ohne Peaks wird dem Training der Atmungsorgane, der Muskeln, Bändern, Gelenken und den einhergehenden seelischen, psychologischen Genussaspekten einfach am gerechtesten. Ausdauertraining zeichnet sich nicht durch besonders schwere, sondern durch leichtere, aber anhaltende Bewegungsabläufe aus, bei dem die Muskulatur und Herz-Kreislauf trainiert und die Bänder und Gelenke möglichst wenig belastet werden.
Wer mehrmals wöchentlich ein paar Stunden langsam oder auch mit dem Elektroantrieb etwas schneller Rad fährt, tut bereits eine Menge für seinen Körper und natürlich auch für Geist und Seele. Zum Gewichtabnehmen muss man sich einfach nur regelmäßig z.B. 1-2 Stunden bewegen, denn nach ca. 60 Minuten beginnt die Fettverbrennung.
Medizinisch nachgewiesen ist ebenfalls, dass das Liegerad nicht nur die Wirbelsäule im Gegensatz zu konventionellen Rädern schont, sondern durch die entlastete Rückenlage und gleichzeitige, leichte Erschütterungen beim Fahren die Bandscheiben sogar regeneriert werden. Ebenfalls sehr positiv ist, dass auch die Bauchmuskulatur ganz unauffällig mittrainiert wird.
Wer also Rückenprobleme etc. hat und trotzdem radfahren möchte, ist mit dem Liegerad oder Trike in vielerlei Hinsicht also bestens bedient.
Ein zusätzlicher Elektroantrieb vergrößert den Fahrspaß und die Reichweite - ohne dass diese ganzen medizinischen Aspekte zu kurz kommen.
Ein Grund, warum etliche ältere Kundinnen und Kunden oder z.B. mit Handicap und natürlich auch jüngere Pilotinnen und Piloten - die z.B. tagtäglich zuverlässig 20-50 KM zur Arbeit fahren wollen - von dieser neuen und mittlerweile völlig problemlosen Technik einfach begeistert sind.
HighTech ist angesagt
Der Markt von Pedelec-Antriebssystemen ist sehr schnell gewachsen und teilt sich in deutsche, europäische, amerikanische, kanadische als auch fernöstliche Hersteller mit verschiedensten Motortechniken mit und ohne Getriebe, einfachen und komplizierten Steuerungen und der unterschiedlichen Akkutechnik. Sehr schnell hat sich gezeigt, dass am Markt nicht nur die Preise, sondern auch die Qualitätskriterien sehr weit auseinandergehen.
Bei einem guten Pedelec merkt man den Antrieb im Grund nur dadurch, dass die Pilotinnen und Piloten ohne Rucken und mit möglichst geringem Geräusch stetigen, starken Rückenwind erhalten. Gute Systeme reagieren dabei dynamisch auf den Pedaldruck - je mehr Kraft aufgewendet wird, desto größer ist die Unterstützung. Der Motor setzt sanft und ruckfrei ein und schalten sich genauso beim Erreichen der Höchstgeschwindigkeit aus - wer will, kann dann mit Muskelkraft noch mehr Gas geben.
Dieses tolle Fahrerlebnis verlangt nach einer sehr ausgefeilten Elektronik in der Steuereinheit. Diese ist auch dafür notwendig, dass der Akku, Motor und der gesamte Antriebsstrang schonend und sicher betrieben wird.
Qualitätsunterschiede machen sich im täglichen Gebrauch durch eingeschränkte Funktionen und Fehler im Betrieb und eben auch in der Haltbarkeit bemerkbar, denn diese kleinen Antriebssysteme sind enormen Kräften ausgesetzt. Auch das "restliche" Antriebsystem sollte sehr genau auf den Elektroantrieb abgestimmt sein, weil erst eine gute, geschickte Kombination der verschiedenen Systeme ein rundes Gesamtprodukt ergibt und anhaltenden Spaß garantiert.
Als Reparaturwerkstatt können wir sagen: In kaum einem Bereich der Radtechnik sind wirkliche, erprobte Qualitätsprodukte so wichtig wie hier und auch große, bekannte Marken sind keine Gewähr für einen problemlosen Betrieb. Wer hier durch Billigbausätze und Selbstumbau Geld sparen will, spart erfahrungsgemäß meistens am falschen Ende.
Unsere lange Erfahrung von "nach dem Kauf" fließt natürlich Liegeradstudio-typisch auch in die Wahl der von uns angebotenen Produkte ein, Sie erhalten bei uns daher nur ausgewählte Spitzen-Produkte, hinter denen wir voll und ganz stehen können.
Komfort und Betriebssicherheit
Fahren mit Rückenwind: Ein gutes Pedelec zeichnet sich dadurch aus, dass es über Jahre unter so gut wie allen Bedingungen ganz einfach und fehlerfrei funktioniert.
Ein wesentliche Punkt ist der Akku - er sollte schnell und einfach zu laden sein. Ein großer Vorteil ist, wenn er abnehmbar und so auch z.B. im Büro einfach und bequem "nebenbei" geladen werden kann.
Neben bester Komponente, einer sinnvollen Kombination mit den verschiedenen Schaltungen, ist die professionelle Montage absolut wichtig; sie hat entscheidenden Einfluss auf die Zuverlässigkeit. Die meisten Pedelec-Pilotinnen und -Piloten fordern den Rädern hohe Kilometerleistungen ab und das Rad wird bei Wind und Wetter betrieben, was hohe Anforderungen gegen Nässe und Korrosion bedeutet.
Wie jede HighTech mit enormer Leistungsfähigkeit, muss auch das Pedelec und eBike regelmäßig überprüft und gewartet werden. Auch bei den Steuereinheiten sind regelmäßige Software-Updates der Hersteller sinnvoll, mit denen die Funktionen entsprechend neuerer Forschungen immer weiter verbessert werden. Das dazu nötige Fachwissen und die Erfahrung bietet nur eine spezialisierte Fachwerkstatt, die wie das Liegeradstudio etliche und langjährige Erfahrung mit Elektroantrieben hat.
Hält man alle diese Regeln ein, dann muss diese Technik und der Nutzen daraus einfach begeistern.
Service-Garantie
Fahrzeugbau Ing. Bernd Bleckmann hat sich bereits seit mehr als 25 Jahren mit elektrischen Zusatzantrieben beschäftigt, damals eigene Systeme konstruiert, diese auf Solar-Wettkämpfen sehr erfolgreich eingesetzt und viele Wettkämpfe gewonnen.
Davon profitieren die Kunden im Liegeradstudio natürlich durch hochkompetente Beratung und Auswahl des genau richtigen Fabrikates und Modells für Ihren individuellen Zweck, bei der nachträglichen Montage und Justierung, der Wartung und falls überhaupt nötig, auch bei der Reparatur.
Seit Jahren erprobt und immer wieder verbessert, sind die von uns angebotenen Steuer-, Energie- und Antriebssysteme ausgereift, alltagstauglich und ihr Geld einfach wert. Sie werden bei uns keine Billig- oder Bastelsysteme erhalten, die im ersten Moment preiswert erscheinen und im Einsatz dann Schwäche für Schwäche offenbaren.
Antriebsarten und Komponente
Die Wahl des Antriebes - ob Nabenmotor, Tretlagermotor oder andere - für das jeweilige Rad und den gewünschten Einsatzbereich sind ausgesprochen wichtig. Je nach Ort des Motors ist auch die Art der "Gangschaltung", quasi dem Getriebe des Rades auszuwählen. Bei der Wahl gibt es aber noch weitere Aspekte und viele Kombinationsmöglichkeiten mit Shimano- und Rohloff-Schaltungen, Pinion-Getrieben und mehr.
Frontantrieb
Nabenantrieb im VorderradBei dem Frontantrieb der Pedelecs ist der Motor im Vorderrad eingebaut und wird bei Qualitätsprodukten mit einem Sensor am Tretlager und der Steuerelektronik geregelt. Der Vorteil ist, dass die Montage einfacher ist, das gesamte sonstige Antriebskonzept beibehalten werden kann, das Rad mit dem Akku z.B. auf dem hinteren Gepäckträger ausgewogen zu tragen ist. Die Motoren sind etwas kleiner, ohne Getriebe und können dadurch bei extremen, längeren Belastungen überhitzen, was einen Leistungsabfall und hohen Stromverbrauch zur Folge hätte. Mit extremen Belastungen meinen wir hier z.B. das Fahren im Gebirge mit viel Gewicht.
Das Fahrverhalten und die Fahrsicherheit ist sehr gut, es ist kaum zu merken woher die Zusatzkraft kommt und bei unseren Produkten mit ausgereiften, komfortablen Steuerungen ist auch ein in vielen Abhandlungen gern gemutmaßte Durchdrehen des Rades oder ein Wegrutschen so gut unmöglich.
Der Frontantrieb ist daher hervorragend für Liegeräder als Fahrunterstützung geeignet.
Es erleichtert das Anfahren und ist für lange Strecken bei kleiner und mittlerer Belastung hervorragend eingesetzt. Er verändert das Fahrverhalten bei üblichen Geschwindigkeiten nicht wesentlich, allerdings bedeutet es auch immer eine enorme Belastung der Gabel und der Lenklager. Aus diesem Grunde sollte eine Aufrüstung ausschließlich durch eine Fachwerkstatt durchgeführt werden, damit der Umbau nicht zulasten der Betriebssicherheit geht.
Da Trikes von HP Velotechnik und ICE zwei Vorderräder besitzen, eignet er sich für diese Räder nicht. Ebenfalls technisch einfach ungünstig ist dieser getriebelose Antrieb auch bei Transport- und Lastenrädern.
Mittelmotor
Elektroantrieb - Tretlagermotor (Shimano)Der Mittelmotor, oder auch Tretlagermotor ist wie der Name sagt, anstelle des Tretlagers eingebaut. Das ist bei den meisten Modellen nur dadurch möglich, dass der Fahrradrahmen oder beim Liegerad der Tretlagerauszug speziell für den Antrieb konzipiert ist. Der Begriff Mittelmotor trifft es beim Liegerad nicht wirklich, weil das Tretlager in aller Regel ganz vorn angelegt ist.
Der Vorteil dabei ist, dass die Schaltung am Hinterrad selbst nicht verändert werden muss und mit einigen wenigen Ausnahmen so gut wie jede Premium-Fahrradschaltung genutzt werden kann.
Der Tretlagermotor bringt seine Kraft über die Kette an das Hinterrad, so dass die Schaltung dann als unterstützendes und entlastendes Getriebe wirkt. Das hat z.B. im Gebirge und unter hoher Last den Vorteil, dass der Motor nicht überlastet und heiß wird und der Stromverbrauch moderat bleibt. Dieser Effekt wird durch Automatikschaltungen wie von Shimano dann noch weiter optimiert.
Der Nachteil ist natürlich insbesondere bei schaltfaulen Pilotinnen und Piloten, dass der gesamte Antriebstrang höher belastet und die Kette und Schaltung naturgemäß einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt wird. Deshalb sollten bei einem Mittelmotor nur qualitativ hochwertige, geeignete Gangschaltungen benutzt werden.
In manchen Medien liest man immer wieder, dass der Mittelmotor zu einem gewichtsmäßig ausgeglichenerem Fahrverhalten entgegen dem Heck- und Frontmotor führt. Das mag bei Zweirädern im extremen BMX-Bereich sicher richtig sein, bei den allermeisten Fahrsituationen und ganz besonders beim Liegerad oder Trike trifft das aber nicht zu.
Hinterradantrieb
Elektroantrieb - Nabenmotor im HinterradBeim Hinterradantrieb wird der Motor im Rad selbst montiert. Die meist größeren Motoren verfügen oft über mehr Leistungsfähigkeit und Technik als die ähnlichen Vorderradantriebe. Der Vorteil ist, dass der Antriebsstrang nicht belastet wird und diese Motoren auch für Trikes und andere Dreiräder sehr gut geeignet ist. Der Antrieb kann in so gut wie jedes Rad eingebaut werden, sofern der Rahmen die Belastung aushält. Bei allen unseren Produkten ist das sicher gewährleistet.
Der Nachteil ist, dass die meisten Motoren über kein Getriebe verfügen und der Motor über den gesamten Geschwindig- und Lastbereich mitläuft. Wenn dann kein Freilauf ab der Höchstgeschwindigkeit zur Verfügung steht, bremst der Motor ab 25/45 KM/h (Recuperation > Wikipedia).
Elektromotoren haben gegenüber Verbrennungsmotoren den Vorteil, dass sie im gesamte Drehzahlbereich die gleiche Leistung erbringen - was sich ja besonders in der rasanten Beschleunigung beim Anfahren aus dem Stand zeigt. Bei hohen, anhaltenden Lasten und z.B. im Gebirge oder auch bei Transporträdern kann das aber zum Heißlaufen des Motors führen, die Leistung fällt dann stark ab und der Stromverbrauch erhöht sich enorm. Da auch der Akku oft am hinteren Radteil montiert wird, sind die Räder nur sehr unausgewogen zu tragen.
Zunehmend auf dem Markt etablieren sich daher hochwertige Hinterradantriebe mit Getriebe, mit dem diese Nachteile zunehmend in den Hintergrund geraten.
Neben dem Mittelmotor/Tretlageantrieb (SHIMANO Steps) ist der Hinterradantrieb - im Trike-Boom - die häufigste von uns vertriebene Antriebsart.
Steuerungstechnik
Elektroantrieb - Steuereinheit (NEODRIVE)Das Herz der gesamten Anlage ist die Steuerungstechnik - der Bordrechner. Je höher die Qualität und je besser er auf den Motor und Fahrsituationen eingeht, desto höher der Fahrkomfort, die Kraftentfaltung und geringer der Stromverbrauch.
Moderne Steuereinheiten sind kleine Computer mit richtigen Computer-Programmen. Sowohl beim Hersteller als auch beim Fachhändler und seiner Werkstatt sind daher gute Kenntnisse dieser Technik notwendig, denn sie werden genau auf das entsprechende System und Rad eingestellt. Das leuchtet auch ein, denn z.B. drehen sich kleine und große Räder unterschiedlich schnell, große Räder benötigen weniger Umdrehungen aber mehr Kraft - ein Thema bei Nabenmotoren - und so weiter.
Auch das Management des Akkus wird von der Steuereinheit übernommen. Auch hier muss sie sehr individuell und genau programmiert werden, damit eine hohe Reichweite erzielt wird und der Akku lange hält.
Ist die Steuereinheit schlecht programmiert, nützt die ganze sonstige Technik nichts.
Aber auch die Montage des gesamten Systems kommt hier zum Tragen, denn wenn z.B. Kabel schlecht verlegt sind oder die Verbindungen nicht professionell hergestellt werden, kommt es zu Kriechströmen oder Kurzschlüssen, bei denen die Steuereinheit nicht mehr richtig arbeiten kann. Ein Grund übrigens, warum einige Hersteller die technisch aufwendige Lösung bei Liegerädern wählen, die Kabelbäume im Rahmen selbst zu verlegen.
Akku-Technik
Elektroantrieb - Akku (NEODRIVE)Die Zeiten, wo mit anspruchslosen Blei-Batterien gearbeitet wird, ist längst vorbei. Heute kommen modernste, leichte, leistungsfähigere und dennoch wartungsfreie HighTech-Akkus zum Einsatz, die eine präzise Steuerung beim Fahren und Nachladen erfordern. Ohne diese Technik wären die heutigen, abgefragten Leistungen gar nicht möglich. Weil die Systeme untereinander so genau abgestimmt sind und sich in den Akkus teilweise auch Steuertechnik verbirgt, müssen grundsätzlich Akkus verwendet werden, auf die der Motor und die Steuerung eingestellt sind.
Bei allen unseren Produkten bewegt sich die Akku-Technik auf qualitativ höchsten Niveau - sie bieten große Reichweiten, kurze Ladezeiten und bei richtiger Handhabung eine enorm lange Lebensdauer.
Den Akku laden
Neue Akkus müssen quasi trainiert werden. Das geschieht dadurch, dass man sie zu Beginn richtig voll lädt und dann möglichst so lange fährt, bis er bei der Anzeige am Rad so gut wie leer ist. Diesen Vorgang ein paar Mal wiederholen, dann wird Ihr Akku leistungsfähiger.
Die Lebensdauer von Akkus wird unter anderem auch durch die Zahl der Ladezyklen bestimmt. Deshalb ist es nicht optimal, wenn man den Akku bei jeder Gelegenheit nachlädt, wenn er 10-20% leer geworden ist. Dann lieber seltener laden und leer fahren. Richtig leer fahren ist allerdings auch nicht so gut, eine Tiefenentladung kann den Akku zerstören. Wenn ein Rad über längere Zeit nicht bewegt wird muss also darauf geachtet werden, dass der Akku ab und zu nachgeladen wird - oder am besten 1-2 komplette Lade- und Entladezyklus erfährt.
Wenn Akkus voll geladen sind, dann sollten sie vom Ladegerät entfernt werden um die Zahl der Ladezyklen gering zu halten. Bleibt er lange (über Nacht oder tagelang) am Ladegerät, dann verschleißt er schneller. Ein voller Akku verliert im Spitzenbereich relativ schnell wieder etwas Leistung und das Ladegerät lädt dann sofort wieder nach - auf diese Weise kann es über Nacht zu vielen Ladenzyklen kommen, ohne dass der Akku wesentlich voller wird. Über Nacht also vielleicht auch daran denken, das Ladegerät an eine Zeitschaltuhr zu schließen.
Akkus im Winter
Akkus mit ihrer Chemie im Innern mögen keine Kälte und bringen kalt weniger Leistung - das kann je nach Alter und Qualität 50% und mehr ausmachen. Deshalb sollten sie möglichst nicht draußen am Rad bleiben und auf Zimmertemperatur verwahrt und vor allem auch niemals eiskalt aufgeladen werden, das erhöht die Lebensdauer! Bei Baumarkträdern und Billigprodukten ist es schon vorgekommen, dass gefrorene Akkus beim Laden geplatzt sind.
Damit der Akku bei der Fahrt warm bleibt, kann man ihn einpacken oder auch höhere Fahrstufen wählen - bei stärkerer Entladung wird er wärmer. Dann verbraucht er einerseits mehr Strom, aber hat zum anderen auch mehr Leistung.
Mitgeführte Ersatzakkus möglichst sollten im Winter auch immer warm eingepackt werden. Ein Zweitladergerät im Büro etc. ist auch manchmal sehr hilfreich - aber wie gesagt, immer erst einmal (auch in dem man die Unterstützung vor der Ankunft vorm Ziel erhöht) auf Zimmertemperatur aufwärmen und dann erst nachladen.
Sicherheit von Akkus
In der Presse liest man ab und zu, dass Akkus Brände verursacht haben. In unserem hohen Qualitätssegment ist uns kein einziger solcher Un- oder Vorfälle bekannt.
Wie kann so etwas technisch passieren? Einerseits kann es bei Akkus geringer Qualität, einer unausgereiften Produktkombination und schlecht montierten Systemen mit genauso minderwertiger Lade- und Steuereinheit vorkommen, dass es zu ungünstigen Entladesituationen kommt, auf die NiMm-Akkus mit einer Überhitzung reagieren.
Ein weiterer Punkt ist das Tunen/Umprogrammieren von Steuereinheiten, bei dem von Laien durch Umschreiben der Steuerprogramme versucht wird, die Höchstgeschwindigkeit etc. zu erhöhen. Da die Abstimmung ab Werk durch ganze Heerscharen an Ingenieuren bereits sehr ausgefeilt sind, ist so etwas absolut gefährlich. Wir weisen an dieser Stelle darauf hin, dass mit solchen Eingriffen die Garantie sofort erlischt und wir solche veränderten Systeme auch nicht reparieren, weil wir einerseits dafür keine Garantie übernehmen und durch so etwas die Betriebserlaubnis erlischt - wir würden uns ggf. damit sogar strafbar machen.
Aus allen diesen Gründ raten wir von Nachrüstungen in Eigenregie ab - hier sind einfach Fachkenntnisse erforderlich. Alle diese HighTech-Produkte sollten regelmäßig in einer Fachwerkstatt durchgecheckt werden und dann ist diese Gefahr so gut wie ausgeschlossen. Wer trotzdem noch sicherer gehen will, entnimmt dem Rad nach der Fahrt einfach den Akku.
Fazit
Der Elektroantrieb gerade für Liegeräder und Trikes ist eine tolle Angelegenheit, er erhöht die persönliche Reichweite und natürlich den Fahrspaß, ermöglicht auch nicht so sportlichen Radlern tolle Tourenerlebnisse und die Möglichkeit gesunden Ausdauersport mit Panoramablick in frischer Natur erleben zu können.
Wer täglich zur Arbeit fährt, kann so tagtäglich auch größere Distanzen komfortabel, sicher und preiswert bewältigen, tut etwas für seine Gesundheit und - als Dienstrad ist das Pedelec oder eBike auch steuergünstig im Leasing bei uns zu haben.
Die Technik ist heute so ausgereift, dass wir sie mit gutem Herzen jedem Alltags- oder Urlaubspedaleur empfehlen können.
Testen Sie es aus, fahren Sie ein elektrifiziertes Liegerad oder Trike bei uns zur Probe!
(Gastbeitrag von © J. Wiese 2016, 2017, 2018)
