Allgemeines über Elektroräder, Akkus und deren Technik

Inhalt
Unterschied E-Bike / Pedelec / Elektrorad
Unterschied E-Bike / Pedelec / Elektrorad
Unterschiede bei den Pedelecs (Elektrorad, Elektroräder)
Unterschiede bei den Pedelecs
Steuerung
Steuerung
Motorposition
Motorposition
Akkuposition
Akkuposition
Elektrorad Akkusysteme im vergleich Akkus
Die Akkusysteme im Vergleich
Nickel Cadmium Akku NiCd Nickel-Cadmium NiCd
Nickel Metallhydrid Akku NiMH Nickel-Metallhydrid NiMH
Lithium-Ionen Akkus Li-Ion Lithium-Ionen (Li-Ion)
  Lithium Polymer Lipo Akku Lithium-Polymer (LiPo)
  Lithium Ionen Cobalt Li-Ion Akku Lithium-Ionen Cobalt (Li-Ion)
  Lithium Ionen Mangan Li-Ion Mn Akku Lithium-Ionen Mangan (Li-Ion Mn)
Blei Gel Akku Blei-Gel
Wird beim Bremsen der Akku vom Elektrorad wieder aufgeladen, geladen? Rekuperation
Wird beim Bremsen wieder geladen? Rekuperation)

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Unterschied E-Bike / Pedelec / Elektrorad

Da es bei diesen Begriffen häufig Missverständnisse gibt hier die Unterschiede:

E-Bike

Pedelec

ohne Pedale

Über einen Gasgriff geben Sie ähnlich wie bei einem Mofa gas. Sie haben keinerlei Bewegung.

mit Pedale

Sie geben ebenfalls über einen Gasgriff gas, können aber auf Wunsch mittreten.

mit Pedale

Ein Pedelec ist quasi wie ein normales Fahrrad, nur dass während dem Treten eine Motorunterstützung auf Wunsch hinzugeschaltet werden kann.
Vorgeschrieben sind Führerschein, Zulassung und Helm (Mofa)
Da es als Fahrrad gilt ist nichts weiter vorgeschrieben und es gibt keine weiteren Kosten
Wenn die Batterie leer ist geht nichts mehr
Es kann ohne Motorunterstützung wie ein normales Fahrrad mit leicht erhöhtem Gewicht genutzt werden
Die Reichweite ist meist relativ begrenzt
Die Reichweite hängt stark davon ab, wie viel mitgetreten wird, ist dadurch aber meist deutlich größer.
Diese Art von E-Bikes führen wir nicht!
Alle unsere Elektroräder sind Pedelecs!

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Unterschiede bei den Pedelecs

Wie gerade beschrieben sind Pedelecs Fahrräder bei denen während dem Treten eine Motorunterstützung hinzugeschaltet bzw. geregelt werden kann. Bei manchen Modellen ist zusätzlich eine Anfahrtshilfe integriert, die auch ohne zu treten bis 6 km/h antreibt. Hier die verschiedenen Arten im Überblick:

Steuerung:

Steuerung:

Drehgriff
Über einen Drehgriff wird die Motorleistung reguliert bzw. dosiert

Trittsensor
Ein Sensor erkennt ob und wie stark Sie in die Pedale Treten und reguliert so automatisch die Motorleistung
mit Zeitverzögerung
ohne Zeitverzögerung
Vor- und Nachteile:

+ Die Unterstützung kann durch den Gasgriff selbst sehr fein gewählt werden
+ günstige Lösung
- Es muss ständig der Gasgriff dosiert und gehalten werden
- Es sind nicht mehr alle Schaltungen möglich bzw. wird deren Bedienung etwas schwieriger da der Gasgriff Platz benötigt und Drehgriffe z.B. auf der anderen Seite auf dem Kopf montiert werden müssen.

+ Mann muss sich keine Gedanken über den Antrieb machen, sondern einfach nur fahren. (Automatik)
+ geringerer Preis als ohne Zeitverzögerung
+ keine Einschränkungen am Lenker
- durch die Zeitverzögerung ist z.B. das Anfahren am Berg auf den ersten Metern sehr anstrengend und der Motor schiebt auch noch bis zu 2 sec. nach dem Treten weiter (z.B. beim Bremsen)
- meist durch den Trittsensor "nur" 3 - 9 Gänge

+ bestes Fahrgefühl
+ Mann muss sich keine Gedanken über den Antrieb machen, sondern einfach nur fahren. (Automatik)
+ der Elektroantrieb wird nicht als störend empfunden, sondern unterstützt so perfekt dosiert, dass man glaubt auf einem extrem leichtlaufendem Fahrrad zu sitzen und bärenstarke Kräfte zu haben.
+ keine Einschränkungen am Lenker
+ bis zu 24 / 27 Gänge möglich
- etwas teurere Lösung
- wird nur von wenigen Herstellern (hauptsächlich Flyer) verbaut da das Know-how sehr hoch ist
verbaut in: z.B. Schachner, Heinzmann Antriebe, Victoria Bamberg, Conway, ... z.B. Sparc-Antrieb, Sachs,...
z.B. Flyer

Motorposition:

Des weiteren unterscheidet sich die Position des Motors häufig:

Motorposition:

im Vorderrad

im Hinterrad
direkt im Tretlager
Vor- und Nachteile:

+ Vorderrad und Hinterrad lässt sich relativ leicht ausbauen
+ Bei der Wahl der Schaltung sind keine Einschränkungen vorhanden
+ Rücktrittbremse möglich
+ Gewichtsverteilung (wenn Akku hinten)
+ einfach zum Nachrüsten
- auf schlechtem Untergrund und aufrechter Sitzposition kann das Vorderrad durchrutschen (wenig Anpressdruck)
- optisch dicke Vorderradnabe

+ guter Anpressdruck, dadurch kaum Haftungsprobleme
+ optisch relativ unauffällig
- nur eine Schaltungsvariante möglich
- i.d.R. keine Rücktrittbremse
- Gewichtsverteilung
- manchmal schwieriger Radausbau



+ Motorstärke wird über die Schaltung mit über- oder untersetzt. Dadurch am Berg starker, auf der Geraden schneller Antrieb
+ relativ freie Schaltungswahl
+ Rad ein- und ausbau ist einfach
+ je nach Bauweise relativ unauffällig
+ Gewichtsverteilung bei vernünftig platziertem Akku
+ Rahmen ist garantiert für die höheren Belastungen an einem Elektrorad ausgelegt
- nicht einfach zum Nachrüsten
- höhere Belastung für Schaltung
- Rahmen Kosten etwas höher
verbaut in: z.B. Schachner, Heinzmann, Victoria Bamberg, Conway, Sachs, Giant, Sanyo, diverse chinesische Anbieter,... z.B. Sparc Antrieb, Hercules, Sparta, bionX, diverse chinesische Anbieter, ... z.B. Flyer

Hinweise: Des weiteren gibt es noch den Reibrollenantrieb, bei dem eine Rolle auf den Reifen drückt, der aber veraltet ist und viele Nachteile wie z.B. das Durchrutschen bei Nässe hat. Außerdem gibt es noch den indirekten Ketten- oder Riemenantrieb bei dem der Motor über eine Kette oder Riemen in den Antriebsstrang eingreift. Nachteile sind vor allem ein höheres Gewicht und ein höherer Wartungsaufwand.

Akkuposition:

Auch die Position des Akkus ist nicht zu vernachlässigen:

Akkuposition:

am Gepäckträger

Im Rahmenrohr
vor / hinter Sattelrohr
Vor- und Nachteile:

+ einfach zum Nachrüsten
+ Akku kann in der Regel abgenommen werden
- Fahrverhalten
- hoher Schwerpunkt der weit hinten ist
- Gepäckträgernutzung manchmal eingeschränkt
- offene, lange Verkabelung
- Akkuwechsel mit umstecken verbunden

+ optisch sehr unauffällig
+ gute Gewichtsverteilung
+ geringer Verkabelungsaufwand
- Fahrrad muss meistens zur Steckdose da der Akku häufig nicht entfernt werden kann
- Zusatzakku kann häufig nicht mitgeführt werden
- Wechsel des Akkus sehr aufwändig
- Temperatureinfluss von Fahrzeugstandort
- spezieller Rahmen nötig

+ optisch gut integrierbar
+ sehr gute Gewichtsverteilung durch mittigen, niedrigen Schwerpunkt
+ geringer Verkabelungsaufwand bei Tretlagermotor
+ Akku kann abgenommen werden
- Rahmen muss entsprechend konstruiert werden
verbaut in: z.B. Heinzmann, Schachner, Victoria, Vital, Giant, div. chinesische Hersteller,... z.B. Conway, Sparta, Hercules, Koga z.B. Flyer, Yamaha, Merida, Gazelle,...

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Die Akkusysteme im Vergleich

Nickel-Cadmium - NiCd

wurde früher häufig im günstigen Preissegment verbaut

+ durch geringen Innenwiderstand für Geräte mit sehr hoher Stromaufnahme geeignet
+ günstigster Preis
- Memory-Effekt (Kann durch hochwertiges aber großes Ladegerät fast ausgeschaltet werden)
- hohe Selbstentladung
- Umweltbelastend durch Cadmium dadurch kommendes Verkaufsverbot
- geringere Kapazität als z.B. NiMH

Nickel-Metall-Hydrid - NiMH

verbaut z.B. in Schachner und Heinzmann-Antrieben wie z.B. im Victoria Bamberg (mittleres Preissegment)

+ wesentlich höhere Leistung als NiCd bei gleichem Gewicht
+ geringer Memory-Effekt
+ geringere Umweltbelastung als NiCd
+ hohe Stromaufnahme möglich
- hohe Selbstentladung
- große Temperaturabhängigkeit
- Empfindlicher gegen Überladung
- hohe Selbstentladung bei Temperaturen über 30°C
- kürzere Lebensdauer als NiCd (600 Ladezyklen statt 1000 bei NiCd)
- teurer als NiCd

Lithium-Ionen - Li-Ion

Lithium-Polymer (LiPo) Lithium-Ionen Cobalt (Li-Ion) Lithium-Ionen Mangan (Li-Ion Mn)
+ modernes Akkusystem
+ kein Memory-Effekt
+ Umweltverträglich
+ hohe Leistung bei geringem Gewicht
- Lebensdauer geringer als bei NiCd
- hohe Selbstentladung
- Nur mit aufwändiger Ladeelektronik nicht brand- und explosionsgefährdet
- relativ teuer
+ modernes Akkusystem
+ kein Memory-Effekt
+ Umweltverträglich
+ hohe Leistung bei geringem Gewicht
+ relativ günstige Lithium-Technologie
- Lebensdauer kürzer als NiCd
- geringe Selbstentladung
- Nur mit aufwändiger Ladeelektronik nicht brand- und explosionsgefährdet
+ modernes Akkusystem
+ kein Memory-Effekt
+ Umweltverträglich
+ hohe Leistung
+ geringes Gewicht
+ Sichere Lithium-Technologie (nicht brand- und explosionsgefährdet)
- geringe Selbstentladung
- Teurer als Li-Ion Cobalt
Verbaut in Swizzbee, div. Anbieter Verbaut z.B. im Conway Verbaut bei Flyer

Blei-Gel Akkus

diese Art von Akkus wird bei modernen Elektrorädern aufgrund des sehr hohen Gewichts und der Umweltschädlichkeit nicht mehr verbaut.

+ relativ billig
+ relativ zuverlässig
+ geringe Selbstentladung
- sehr schwer
- kälteempfindlich
- Umweltverträglichkeit

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Wird beim Bremsen wieder geladen? (Rekuperation)

Ein paar Elektroradhersteller werben stark mit dem wiederaufladen der Akkus beim Bergabfahren. Dabei sind in den Bremsgriffen kleine Schalter integriert die durch kleine Kabel mit der Steuerung verbunden sind. Dadurch wird sobald eine Bremse gezogen wird der Ladevorgang aktiviert, der Rollwiderstand ist dann natürlich auch größer.

Dieses in der Theorie interessante Verfahren scheitert aber an den vielen Verlusten. In der Praxis müssten Sie ca. 9 Stunden mit ca. 30 - 35 km/h am Stück Bergabfahren damit Sie den Akku wieder aufladen können! An solch einer Steigung ist der Akku beim Bergauffahren aber meist nach ca. 0,5 bis 1,5 Stunden leer.

Zu beachten ist auch, dass die Zeit des Bergabfahrens deutlich kürzer ist als das Bergauffahren und auf der Ebenen ist nach unserer Meinung der erzeugte Strom relativ gering. Wenn man jetzt noch bedenkt das z.B. bei dem von uns getesteten Modell der Motor bei ausgeschaltetem Motor einen sehr hohen Rollwiderstand hatte, wodurch auch auf der Ebenen, wenn normalerweise gar kein Motor benötigt wird, dadurch dann Gas gegeben werden muss um diesen Widerstand auszugleichen, dann ist dieser Vorteil des Aufladens unserer Meinung nach verloren.

Des weiteren sinkt durch zusätzliche Technik und Kabel die Zuverlässigkeit und das Gewicht steigt.

Unser Fazit: Diese Technik ist leider noch nicht ausgereift und daher mehr Marketing der Hersteller als wirklicher Vorteil.

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Irrtümer und Änderungen sind grundsätzlich vorbehalten!