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E-Bike Akku Antriebssysteme

Antriebssysteme von E-Bike und Pedelec

Die Auswahl an Elektrofahrrädern ist ziemlich groß und es gibt für jedes E-Bike und Pedelec verschiedene Antriebssysteme. Doch welcher Antrieb passt zu mir und welcher ist der Beste ? Diese Frage dürfte sich jeder potentielle E-Bike Kunde vor dem Kauf erst einmal stellen. Ich möchte hier die Vor – und Nachteile der einzelnen Antrieb näher erläutern.

Man unterscheidet generell zwischen den drei verschiedenen Antriebsarten Vorderradantrieb, Mittelmotor und Heckantrieb. Wie die Namen schon sagen unterscheiden sie sich vor allem durch die unterschiedliche Anbringungsweise.

Vor- und Nachteile der E-Bike Antriebssysteme im Überblick:
Vorderradantrieb:

Vorteile:

  • preiswerter Antrieb für den weniger sportlichen Fahrstil
  • der Vorderradantrieb wird vorwiegend in preiswertere Fahrräder eingebaut
  • Rekupieren ist möglich, sofern die Controller die entsprechende Funktion vorweisen

Nachteile:

  • ungünstige Gewichtsverteilung auf dem Vorderrad inkl. Verkabelung
  • Antrieb wirkt sich auf die Lenkung aus
  • bei ungünstigen Bedingungen kann das Vorderrad durchdrehen
Mittelmotor:

Vorteile:

  • gute Gewichtsverteilung mit tiefem Schwerpunkt
  • wird in sehr vielen verschiedenen Modellen verbaut

Nachteile:

  • kein Rekupieren möglich (durch den Kettenfreilauf)
  • erhöhter Ketten- und Ritzelverschleiss
  • weil die Ketten/Ritzel Kombination die Kraft vom Fahrer UND des Antriebs übertragen muss müssen oft bessere, aber auch schwerere Materialien genutzt werden
Heckmotor:

Vorteile:

  • gute Gewichtsverteilung auf dem Antriebsrad
  • Rekupieren ist möglich
  • kein erhöhter Ketten und Ritzelverschleiss
  • kein Leistungsverlust durch Über- oder Untersetzung

Nachteile:

  • vor Allem für den sportlichen Fahrstil geeignet
  • höhere Belastung für die Speichen des Hinterrades

 

Welcher Antrieb am Besten zu dem persönlichen Fahrstil des Fahrers passt, wird aber letztendlich nur die Probefahrt beantworten.

Der Unterschied zwischen E-Bike, Pedelec und S-Pedelec

Immer häufiger findet man auf Deutschlands Fahrradwegen akkubetriebene Fahrräder. Ob leistungsstarkes Langstreckenrad, bequemes City-Bike oder sportliches Rennrad, die Variationen sind vielfältig. Doch was unterscheidet ein Pedelec von S-Pedelec und E-Bike?

Der Unterschied hat nicht nur in verkehrsrechtlicher Hinsicht Auswirkungen, sondern auch im Hinblick auf Benutzung, Ausstattung und Helmpflicht.

E-Bike & S-Pedelec vs. Pedelec – Der Elektroantrieb

Generell unterscheidet man zwischen Pedelec, S-Pedelec und E-Bike. Während ersteres in verkehrsrechtlicher Hinsicht zu den Fahrrädern zählt, zählen S-Pedelecs und E-Bikes zu den Kleinkrafträder. Das hat vor Allem Auswirkungen auf die Stärke des Elektromotors und die Höchstgeschwindigkeit des jeweiligen Elektrofahrrads. Ein E-Bike fährt bis zu 20 km/h und ist mit einem Motor mit einer maximalen Leistung von 500 Watt ausgestattet. Das S-Pedelec ist mit bis zu 45 km/h das schnellste der drei und verfügt wie das E-bike ebenfalls über einen Elektromotor mit bis zu 500 Watt Leistung. Das Pedelec fährt bis zu 25 km/h und die Motorenleistung umfasst maximal 250 Watt.

Pedaldruck – Das Antriebskonzept im Fokus

Ein weiterer wichtiger Unterschied findet sich in der Benutzung selbst. Der Begriff Ped-ele-c steht für Pedal Electric Cycle. Das Antriebskonzept ist einfach: Der Fahrer entscheidet selbst ob er sein Rad mit oder ohne Motorenunterstützung fahren möchte und kann den zusätzlich unterstützende Antrieb einfach an- und ausschalten. Der Elektroantrieb von Pedelec und S-Pedelec funktioniert aber nur dann, wenn der Fahrer selbst in die Pedale tritt. Fährt das Elektrofahrrad ohne zusätzlichen Pedaldruck, gilt es als E-Bike. Um das Anfahren am Berg einfacher zu gestalten, sind beide Pedelecvarianten mit einer Anfahr- und Schiebehilfe ausgestattet. Per Knopfdruck beschleunigt das Rad bis zu 6 km/h pro Stunde.

Betriebserlaubnis und Versicherungspflicht

Während ein Pedelec von Versicherungspflicht und Betriebserlaubnis befreit ist, müssen die Fahrer von S-Pedelec und E-Bike beides vorlegen. Eine Helmpflicht besteht beim Pedelec nicht, auch wenn zum eigenen Schutz ein geeigneter Helm selbstverständlich immer empfohlen wird. Jedes E-Bike und jedes S-Pedelec benötigt ein Versicherungskennzeichen, das jedes Jahr auf Neue erworben werden muss. Erhältlich sind diese Versicherungskennzeichen bei jedem Kraftfahrzeug-Versicherer. Für E-Bikes, die mit einer maximalen Geschwindigkeit von 20 km/h gefahren werden, besteht ebenfalls keine Helmpflicht. Beim Fahren von den schnelleren S-Pedelecs muss der Fahrer einen für Krafträder geeigneten Helm tragen. Die Betriebserlaubnis muss genau wie bei anderen Krafträder immer mitgeführt werden.

Die Nutzung von Fahrradwegen und  die Beförderung von Kindern

Auch hier gibt es deutliche Unterschiede. Weil das Pedelec als Fahrrad gilt, richten sich die Nutzungsrechte nach den allgemeinen Verhaltensvorschriften für Fahrradfahrer. Das Fahren auf Radwegen ist also nicht nur gestattet, sondern sogar Pflicht, wenn eine Radweg-Benutzungspflicht auf Straßenschildern ausgewiesen ist. Der Transport von Kindern ist bei einem Pedelec sowohl in Anhängern, als auch in geeigneten Kindersitzen erlaubt. Bei E-Bikes und S-Pedelecs sieht das ganze anders aus. Sie gelten, wie oben schon erläutert, als Kleinkrafträder. Auf einem Radweg dürfen die Fahrer von E-Bikes deswegen nur Fahren, wenn auf Verkehrsschildern die Erlaubnis zur Nutzung von Mofas auf den Radwegen ausgewiesen ist. S-Pedelecs ist das Fahren auf Radwegen generell verboten. Kinder dürfen nicht in Anhängern transportiert werden. Die Beförderung von Kindern bis sieben Jahren in einem geeigneten Kindersitz ist allerdings auch bei E-Bikes und S-Pedelecs gestattet.

Unterschiede im Überblick

Das Pedelec:

  • gilt verkehrsrechtlich als Fahrrad
  • bis 25 km/h – maximal 250 Watt
  • keine Fahrerlaubnis / kein Führerschein erfolderlich
  • kein Mindestalter
  • keine Helmpflicht
  • Benutzung von Radwegen ist möglich oder Pflicht
  • Kinder können in Anhängern oder in geeigneten Kindersitzen transportiert werden (bis 7 Jahre)
  • kein Versicherungsschutz (Haftpflicht) notwendig
  • zusätzlicher Pedaldruck ist notwendig damit der Elektromotor den Fahrer unterstützt

Das S-Pedelec:

  • gilt verkehrsrechtlich als Kleinkraftrad
  • bis 45 km/h – maximal 500 Watt
  • Führerschein der Klasse AM oder allgemeine Fahrerlaubnis sind Pflicht
  • Mindestalter: 16 Jahre
  • Helmpflicht
  • Benutzung von Radwegen ist untersagt (das gilt auch für Radwege, die für Mofas freigegeben sind)
  • Kinder können ausschließlich in geeigneten Kindersitzen transportiert werden, nicht in Anhängern (bis 7 Jahre)
  • Haftpflichtversicherung und Versicherungskennzeichen sind gesetzlich vorgeschrieben
  • zusätzlicher Pedaldruck ist notwendig
  • Rückspiegel sind gesetzlich vorgeschrieben

Das E-Bike:

  • gilt verkehrsrechtlich als Leicht-Mofa
  • bis 20 km/h – maximal 500 Watt
  • Führerschein (Mofa) oder allgemeine Fahrerlaubnis sind Pflicht
  • Mindestalter: 15 Jahre
  • keine Helmpflicht
  • Benutzung von Radwegen ist nur auf für Mofas freigegebenen Radwegen erlaubt
  • Kinder können ausschließlich in geeigneten Kindersitzen transportiert werden, nicht in Anhängern (bis 7 Jahre)
  • Betriebserlaubnis und Versicherungskennzeichen sind gesetzlich vorgeschrieben
  • zusätzlicher Pedaldruck ist nicht notwendig

Das Bundeskabinett hat in den letzten Monaten mehrere Änderungen an der Straßenverkehrsordnung auf den Weg gebracht, die in Zukunft eine familienfreundlichere und verkehrssicherere Regelung für E-Bikes bis 25 km/h finden sollen.

Mitarbeiter entnimmt den Fahrrad Akku vor der Akku Reparatur

E-Bike Akku | Lithium-Ionen Akkus im Fokus

Akkus sind tragbare Energiequellen und rücken in Zeiten von Mobilität und Unabhängigkeit immer weiter in den Fokus. Sie überzeugen ihre Nutzer durch Umweltfreundlichkeit und Leistungsstärke. Vor allem in den Bereichen E-Mobilität und portable Medien ist der Akku ein wichtiger Bestandteil. E-Bikes zum Beispiel erfreuen sich immer größerer Beliebtheit. Aber auch Smartphones, Tablets und Notebooks sind auf die Leistungsstärke ihrer Akkus angewiesen.

In E-Bikes werden heutzutage ausschließlich Lithium-Ionen Akkus verbaut.

Sie dominieren den Markt und haben die meisten Wettbewerber fast vollständig ersetzt. Namhafte Hersteller von Li-Ionen Akkus sind z.B. Sony, Samsung, LG, Panasonic und Lishen. Die Bezeichnung Lithiumbatterie umfasst mehrere verschiedene Batteriesysteme.

Jeder Akku besteht aus mehreren Zellen, die elektrische Energie durch ein Zusammenspiel von chemischen und physikalischen Elementen speichern und wieder abgeben können.

Lithium ist das Leichteste aller festen Elemente. Wegen seiner geringen Dichte eignet es sich besonders für die Herstellung von sehr leichten Zellen. Durch ihre hohe Energiedichte bieten Lithium-Ionen Akkus bei gleicher Größe eine bessere Leistung als andere Akku-Varianten.

Nicht aufladbare Zellen nennt man Primärbatterien. Sie sind für den einmaligen Gebrauch vorgesehen.

Lithium-Ionen Batterien, oder auch Sekundärbatterien enthalten neben Lithium weitere Elemente, die die Zellen wiederaufladbar machen. Welche Elemente genutzt werden hängt vom jeweiligen Anforderungsprofil ab.

Für Mobiltelefone und Notebooks werden meist Lithium und Cobaltoxid verwendet. Weitere Formen wären Lithium-Polymer Batterien und Lithium-Eisenphosphat Batterien.

Die Vorteile von Lithium-Ionen Akkus, insbesondere bei E-Bikes.

Lithium-Ionen Akkus sind unempfindlich dem sogenannten Memory-Effekt gegenüber. Von Memory-Effekt spricht man, wenn ein Akku sich den Energiebedarf „einprägt“ und später dafür sorgt dass nur noch die Energiemenge zur Verfügung gestellt wird, die bei bisheriger Nutzung benötigt wurde. Für Lithium-Ionen Akkus trifft das allerdings nicht zu.

Die geringe Selbstentladungsrate trägt weiterhin dazu bei, dass Lithium-Ionen Akkus die momentan beste Lösung für Mobile Geräte darstellen. Sie sind leicht, leistungsstark, haben eine lange Lebensdauer und sind einfacher in der Lagerung.

Fast alle verbauten Zellen sind vom Typ 18650, wobei 18 für den Durchmesser und 65 für die Länge stehen.

Zumeist werden Zellen in NCA (Nickel Cobalt Aluminium) NMC (Nickel Mangan Cobalt) und ICR (Lithium Cobaltoxid)  benutzt. Welche Zellen letztlich zum Einsatz kommen hängt von den Vorgaben und Wünschen des E-Bike Herstellers ab.