Wie viel wiegt ein Elektrofahrrad? Welches Gewicht haben Motoren und Akkus?

Elektroräder sind schwerer als klassische Fahrräder. Verantwortlich dafür sind vor allem Motor und Akku. Oft ist auch das Rad selbst kein Leichtgewicht, denn wegen des Antriebs kommt es auf ein Kilogramm mehr oder weniger nicht so an, zudem ist robuste Verarbeitung wichtig. Wichtig ist in jedem Fall, dass das Rad für ausreichend viel Gewicht zugelassen ist – viele Pedelecs sind das nur bis 120 Kilogramm, bei schweren Fahrer*innen und etwas Gepäck ist das schnell zu wenig (mehr dazu in den Kauftipps).

Als Faustregel gitl, dass die elektrischen Komponenten in etwa 7 Kilogramm wiegen. Ein leichtes Fahrrad, jedoch nicht auf Gewicht optimiertes Fahrrad wiegt etwa 14 Kilogramm. Damit kommt man auf ein Standardgewicht von etwa 21 Kilogramm für ein e-Bike. Aber die Streuung groß – von über 30 Kilo bis unter 12 für ein Leichtbau-Pedelec. Mehr dazu im folgenden.

Hinweis: Viele Hersteller wiegen ihre Räder ohne Pedale oder mit dem kleinsten Akku, daher sind die Herstellerangaben teils deutlich zu gering. Wer es genau wissen will: Bei den Tests von ExtraEnergy wird immer das Fahrzeug insgesamt gewogen und in den Testberichten angeggeben. Die Werte weichen fast immer ab. Ein Blick in die Testberichte lohnt also, oder man wiegt das Rad selbst.

Gewicht der Motoren

2015-STEPS_zz_zz_L_img3_draft
Komponenten eines Mittelmotors, am Beispiel des Steps Systems 2016, Foto: Shimano

Gängige Mittelmotoren wiegen in etwa vier Kilogramm. Genauer (recherchierte Herstellerangaben 2016):

Direktläufer-Antriebe, die es derzeit fast ausschließlich als Heckantriebe gibt, etwa BionX oder Xion liegen ebenfalls bei rund 4 Kilogramm. Nabenmotoren mit Getriebe, die sowohl im Hinterrad, als auch im Vorderrad eingebaut werden können, wiegen deutlich weniger – rund ein Kilo ist im Grenzfall möglich.

BionX
Nabenmotor (Direktläufer) von BionX 2016, Foto: BionX

Gewicht der Akkus

Das Gewicht eines Akkus hängt von der Energiedichte der Zellen und der Kapazität ab (hier mehr dazu). Gängige Akkus haben derzeit (2016) etwa 500Wh Kapazität und wiegen rund drei Kilogramm. Man kann also rund 160Wh pro Kilogramm rechnen. Ein Akku mit 800Wh Kapazität sollte demnach rund fünf Kilo wiegen.

Minimalgewicht, Maximalgewicht?

Minimum des machbaren für ein E-Bike mit guter Reichweite ist: Ein Getriebemotor mit rund einem Kilogramm Gewicht und ein Akku mit 300Wh Kapazität, also rund zwei Kilogramm Gewicht. Insgesamt also drei Kilogramm. Ein auf Gewicht optimiertes Fahrrad hat acht oder neun Kilogramm Gewicht. Alles zusammen kann man bei einem Leichtbau-Pedelecs demnach auf 12 Kilogramm kommen. Realisiert hat diesen Wert zum Beispiel der Hersteller Freygeist. Noch etwas weniger ist möglich, wenn man auf gute Reichweite verzichtet und weniger Unterstützung ausreicht – der mit 200 Watt Leistung etwas zurückhaltende Vivax-Antrieb aus dem Hause Gruber wird ins Sattelrohr eingefasst und wiegt zusammen mit einem 200Wh Akku nur 1,8 Kilogramm.

Bike Totale
Freygeist Bike 2016, Akku im Unterrohr und der kompake Heck-Getriebemotor wiegen nur 3 Kilogramm, Foto: Freygeist

Am oberen Ende ist das Ende ziemlich offen. Ein Pedelec mit großer Reichweite kann einen Akku mit 1000Wh Kapazität haben, also sechs Kilogramm, mit einem vier Kilogramm schweren Motor sind das zehn Kilogramm. Ein schweres e-Bike kann also gut 30 Kilogramm wiegen, ein e-Cargobike auch 40 Kilogramm oder – je nach Aufbau – noch mehr.

Was gibts Neues? Folgt dem e-Rad Hafen auf Facebook  oder lest die neuesten Artikel hier

Weitere Links, mehr e-Rad Hafen

e-Rad Hafen zum Thema Radpolitik

Wie länge lädt ein E-Rad/Pedelec Akku?

Was gibts Neues? Lest die neuesten e-Rad Hafen Artikel hier

Die Ladezeit kann in Abhängigkeit vom Ladegerät und der Kapazität des Akkus sehr unterschiedlich sein. Im Test der Stiftung Warentest von 8/2011 lagen die Werte zwischen bis zu 9 Stunden (Panasonic 26V) und 2 Stunden 15min. beim Bosch Akku, auch im Test 2013 steuten die Ladedauern zwischen 2,5 und 12 Stunden.

Solche Unterschiede können  in der Praxis sehr relevant sein – während der eine Akku nach einer Stunde Pause wieder halb voll ist, hat ein anderer unter Umständen erst ein Bruchteil der Ladung erreicht….

Wie kann man die Ladezeit berechnen?

Entscheidend ist der Ladestrom des Ladegeräts (steht auf dem Gerät) und die Größe des Akkus (in Wattstunden). Diese beiden Größen entsprechen quasi der Tankgröße (Akkukapazität) und der Menge Kraftstoff die pro Sekunde aus dem Zapfhahn kommt (Ladestrom).

Beispiel

Akku mit 300 Wattstunden (Wh) Kapazität, Ladegerät lädt mit 4 Ampere bei einer Spannung von 42 Volt (diese Werte findet man auf dem Ladegerät, ACHTUNG die Ladespannung ist höher als die Systemspannung des Akkus/E-Rads).

Pro Stunde lädt das Ladegerät 168 Wattstunden (4A*42V*1h). Um den Akku zu füllen braucht das Ladegerät also etwa 2 Stunden, wenn der Akku komplett leer ist. Allerdings nimmt der Ladestrom gegen Ende etwas ab, daher dauern die letzten 10-20 Prozent deutlich länger.

Mehr zum Thema Akkus

Top e-Rad Hafen Artikel (meist gelesen)

e-Rad Hafen zum Thema Radpolitik

 

Akkuladezeiten sind sehr unterschiedlich. Foto: M. Gloger

Elektroräder (Pedelecs) mit Rücktritt?

Nicht alle Elektroräder kann man mit einer Rücktrittbremse erwerben. Das ist für viele Radler ein Problem.

Rücktritt nur mit Vorderradantrieb?

Bisher war es so, dass nur E-Räder mit Vorderradantrieb einen Rücktritt haben konnten. Weder Antriebe in der Hiterradnabe, noch Mittelmotoren gab es mit Rücktritt. Somit waren Freunde dieser Bremstechnik auf Frontantriebe angewiesen.

Mittelmotor mit Rücktrittbremse

Seit Frühjahr 2011 gibt es Neuerungen: Zuerst hat die Firma Derby Cycles (besitzt u.a. die Marken Kalkhoff, Raleigh, Rixe) einen Mittelmotor entwickelt, der einen Rücktritt ermöglicht, er firmiert unter dem Namen Impulse, mittlerweile gibt es Version 2.0. Nach eigenen Angaben werden diese Motoren besonders in komfortablen E-Rädern für die Kundengruppe 50+ verbaut. Mittlerweile bauen auch verschiedene andere Hersteller Mittelmotoren mit Rücktritt, etwa Panasonic. Bosch allerdings weiterhin nicht. Hier geht es zu einem Vergleich unterschiedlicher Mittlemotoren: Bosch, Panasonic und Impulse.

Was gibts Neues? Lest die neuesten e-Rad Hafen Artikel hier

Top e-Rad Hafen Artikel (meist gelesen)

e-Rad Hafen zum Thema Radpolitik

Was ist der Unterstützungs-Faktor bei einem E-Rad/Pedelec?

Der Unterstützungs-Faktor ist ein Maß dafür, wie stark ein Elektrofahrrad (Pedelec) beim Fahren unterstützt. Man könnte das auf verschiedene Weisen messen, bspw. Durch den Vergleich Motorleistung zu Fahrerleistung während der Fahrt. Also wie viel leistet der Fahrer und wie viel der Motor. Dabei ist allerdings das Problem, dass die Motorleistung nicht immer gleich viel Effekt hat. Es kann also sein, dass ein Motor sehr viel leistet (also viel Strom verbraucht), der Fahrer aber trotzdem kaum entlastet wird. Das kann durch schlechte Fahr-Eigenschaften des E-Rads passieren aber auch durch schlechte Motorsteuerung.
Der Verein ExtraEnergy geht in seinen Tests deshalb anders vor: Jede Testperson fährt mit einem Referenzrad ohne Motor mehrere Runden auf der Teststrecke. Aus den Referenzrad-Fahrten wird eine, für den Fahrer charakteristische, Leistungs-Geschwindigkeits-Kurve ermittelt. Diese drückt aus, welche Leistung für eine bestimmte Geschwindigkeit aufgebracht werden muss.

Bei jeder Fahrt mit einem Elektrofahrrad (Pedelec) wird dann ebenfalls eine solche Kurve erstellt. Aus dem Unterschied der nötigen Leistungen der Fahrer wird dann der Unterstützungsfaktor errechnet. Die Formel ist: (nötige Leistung ohne Motor/nötige Leistung mit Motor) – 1 .

Beispiel

Braucht eine Fahrerin auf dem Referenzrad 140 Watt um 20km/h zu halten, auf einem E-Rad aber nur 70 Watt, dann ist der Unterstützungsfaktor 140/70-1, also 1.

Der Vorteil an dieser Berechnungs-Methode ist, dass es völlig egal ist, ob der Motor für die Entlastung der Fahrerin um 70 Watt nun 500 oder 80 Watt aufbringt. Wichtig ist, wie viel weniger gestrampelt werden muss.

Was gibts Neues? Lest die neuesten e-Rad Hafen Artikel hier

Top e-Rad Hafen Artikel (meist gelesen)

e-Rad Hafen zum Thema Radpolitik

Wo gibt es Tankstellen für Elektroräder/Pedelecs?

Es gibt mittlerweile eine Reihe so genannter „Tankstellen“ für Elektroräder/Pedelecs. An solchen Tankstellen kann man anmelden und den Akku des Rads laden.

Die Seite www.ebike-tankstellen.de gibt eine Übersicht über das bestehende Angebot in Deutschland. Allerdings funktionieren nicht alle Funktionen auf der Seite, bspw. die PLZ Tankstellen-Suche (Stand 3.4.2011).

Für die Region Schwarzwald gibt eine Übersicht der Schwarzwald Tourismus GmbH

Was gibts Neues? Lest die neuesten e-Rad Hafen Artikel hier

Top e-Rad Hafen Artikel (meist gelesen)

e-Rad Hafen zum Thema Radpolitik

Kann man Akkus mit dem Flugzeug transportieren?

Es ist bei den meisten Fluggesellschaften nicht möglich, die Akkus eines Elektrorads an Bord mitzunehmen, jedenfalls dann nicht wenn sie mehr als 100Wh Kapazität haben. Und das haben die meisten (hier mehr zur Berechnung der Kapazität). Am besten fragt man vorab nach.

Li-Ion Akkus gelten als Gefahrengut Klasse 9. Sie können bei Kurzschlüssen explodieren, und Brände erzeugen. Händler müssen sie sicher verpacken und mit einem dazugehörigen Testzertifikat verschicken.

Auch das Versenden mit der Post ist nicht problemlos, im Zweifel vorher beim Versandunternehmen fragen.

Hier mehr Details zusammen gestellt von Extra Energy.

Was gibts Neues? Lest die neuesten e-Rad Hafen Artikel hier

Top e-Rad Hafen Artikel (meist gelesen)

e-Rad Hafen zum Thema Radpolitik

Sensorik: Bewegungs- oder Kraft-/Drehmomentsensor… was ist besser?

Die Motorunterstützung eines E-Rads wird über Sensoren an das eigene Fahrverhalten angepasst. Es gibt im wesentlichen drei Sensorentypen: Drehmoment- oder Kraftsensoren, Bewegungssensoren (überprüfen Bewegung am Pedal) und Geschwindigkeitssensoren (zählen die Radumdrehungen).

Der Einsatz mehrerer Sensoren ist sinnvoll. Konzepte, die an der Sensorik sparen können zwar auch gut funktionieren, haben aber konstruktionsbedingte Einschränkungen. Dazu im Folgenden mehr.

Drehmomentsensoren (Kraftsensoren) messen die Kraft, mit der ins Pedal getreten wird, sie können auch die Trittfrequenz feststellen. Denn Immer dann, wenn die Pedale oben und unten stehen, ist der Druck auf dem Pedal sehr gering. Diese Tiefpunkte im Krafverlauf können erkannt und gezählt werden. Im Grunde beinhaltet ein Drehmomentsensor also einen Trittfrequenzsensor. Die Unterstützung des Motors kann sich an der Leistung des Fahrenden orientieren. Erhöht sich die Kraft wird mehr unterstützt. Die Motorunterstützung kann bspw. immer 50% oder 100% der Leistung sein. Die Kunst ist, die Motorsteuerung so zu programmieren, dass die Unterstützung einerseits ein direktes Fahrgefühl ergibt, also auf weniger oder mehr eigene Leistung direkt reagiert. Andererseits muss sie so verzögert sein, dass nicht bei jedem Tritt wenn das Pedalpaar oben und unten ist der Motor nachlässt.

Drehmomentsensoren werden entweder im Bereich des Tretlagers oder an den Ausfallenden des Rahmens (siehe Bild) angebracht. In der Regel bedienen sie sich der Hall-Sensor Technik, bei der die (vom Pedaldruck abhängige) Verschiebung einer Spule gegen einen Magneten eine messbare Spannung erzeugt.  Wird ein Drehmomentsensor ohne einen Geschwindigkeitssensor verwendet, regelt der Motor in den kleinen Gängen früher ab. Grund: Die maximale Trittfrequenz bei der noch unterstützt wird, ist die bei, der im schwersten Gang die maximale Geschwindigkeit mit Motorunterstützung erreicht wird (bspw. 25 oder 45km/h). Nur wenn dazu ein Geschwindigkeitssensor verwendet wird, ist es möglich, auch in leichteren Gängen die maximale Geschwindigkeit, bei der der Motor noch unterstützt zu erreichen. Genau das ist der Unterschied zwischen Panasonic 26 Volt und den neueren 36 Volt Systemen (hier genauer beschrieben).

Viele Drehmomentsensor gestützte Systeme reagieren trotz gezogener Bremse auf Druck am Pedal bspw. wenn man an der Ampel steht und einen Fuss aufs Pedal stellt. Man spürt ein ruckeln. Je nach Qualität der Sensoren erkennt man bei festem Treten ein merkliches Nachgeben der Kurbeln, dieses „weiche“ Tretgefühl empfinden manche als störend.

id Kraftsensor
Kraftsensor am Ausfallende des Rahmens, Foto: e-Rad Hafen

Bewegungssensoren messen „nur“, ob und ggf. wie schnell in die Pedale getreten wird, nicht wie fest. Ein E-Rad, das einen Trittfrequenzsensor nutzt, wird entweder immer gleich unterstützen oder mehr, wenn schnell getreten wird (unabhängig vom eingelegten Gang). Häufig laufen Systeme mit dieser Sensorik nach, wenn man bereits zu treten aufgehört hat und verzögern am Anfang. Ein Trittfrequenzsensor System hat zusätzlich einen Geschwindigkeitssensor, um bei der richtigen Geschwindigkeit abzuriegeln.
Dadurch, dass die Sensorik nicht misst, wie fest ins Pedal getreten wird, ist die Unterstützung weniger direkt an die Leistung des Fahrenden gekoppelt. Das kann einem gefallen, bspw. weil man nur gemächlich im leichten Gang treten muss und der Motor gibt alles. Andererseits finden viele es unharmonisch. Die fehlende Direktheit ist beispielsweise bei e-Mountainbikes ein Defizit, denn im sportlichen Einstz ist Nachlauf und Verzögertes Ansprechen besonders störend.

Selten aber möglich: Manche Räder (ohne Rücktritt), die nur einen Bewegungssensor haben, können beim Schieben losfahren, weil die Pedale sich von alleine drehen. Das kann sehr gefährlich sein.

Geschwindigkeitssensoren messen die Geschwindigkeit und sind vor allem dafür gut, die Abriegelung des Motors bei 25km/h (normales E-Rad/Pedelec) oder max. 45km/h (schnelles E-Rad/S-Pedelec) zu veranlassen. Sie können aber auch komplexer in die Motorsteuerung eingebunden werden, viele Motoren regeln bspw. stufenweise ab, bevor die maximale Geschwindigkeit erreicht wird.

Was gibts Neues? Folgt e-Rad Hafen auf facebook. Die neuesten e-Rad Hafen Artikel hier

Top e-Rad Hafen Artikel (meist gelesen)

e-Rad Hafen zum Thema Radpolitik

Mal nachgerechnet: 5km mit Auto vs. E-Rad (Pedelec)

Über die Hälfte aller Autofahrten ist kürzer als 5 Kilometer (Quelle Mobilität in Deutschland 2002)! Elektrofahrräder haben vor Allem auf diesen Kurzstrecken große Vorteile gegenüber Pkw, sei sind schneller, billiger und besser fürs Klima. Deshalb ist ihr Potential in der Stadt so groß!

Wir haben hier ein Vergleichsrechnung für Kosten und CO2 Emissionen auf einer Strecke von 5 Kilometern angestellt, die Abbildungen zeigen die Ergebnisse.

Übrigens mehr Vergleichsrechungen Auto vs. E-Bike gibt es hier (Kosten-, Zeit. und CO2-Ersparniss).

Quelle: eigene Abbildung

Ein kalter Motor verbraucht mehr, hoch gerechnet bis zu 35 l/100 km. Erst nach 4 bis 5 km normalisiert sich der Verbrauch. Nach Berechnungen des ökologischen Verkehrsclubs VCD (auf Grundlage von VW-Publikationen) werden demnach für fünf Kilometer zwischen 0,5 und 1 Liter Kraftstoff verbraucht und dementsprechend viel CO2 ausgestoßen und Energie verbraucht.
Ein E-Fahrrad benötigt nur einen Bruchteil dieser Energie: Der E-Motor ist effizienter, der Fahrer strampelt mit und es ist viel weniger Masse zu bewegen.

Zu den Zahlen

Gewicht:
1. E-Fahrrad: FahrerIn (80kg) + Elektrofahrrad (30kg) = ges.: 110 kg – Gewichtsverhältnis
Fahrer/Fahrzeug: 1/0,4
2. VW Golf: Fahrer (80kg) + Pkw (1270kg) = ges.: 1350 kg – Gewichtsverhältnis
Fahrer/Fahrzeug:
Fahrer/Fahrzeug: 1/15,9

Was gibts Neues? Lest die neuesten e-Rad Hafen Artikel hier

Top e-Rad Hafen Artikel (meist gelesen)

e-Rad Hafen zum Thema Radpolitik