Motor

Wie funktioniert eigentlich? - Das Pedelec

  • Mario Hommen/SP-X - 14. Juni 2024, 14:13 Uhr
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Vor rund 30 Jahren kamen die ersten Pedelecs auf den Markt. Seither haben sie sich fast zu einer eigenen Gattung entwickelt, die sich deutlich vom normalen Fahrrad emanzipiert hat, wie das Gazelle Ultimate zeigt Foto: SP-X/Mario Hommen

Ein Pedelec kombiniert die Muskelkraft des Fahrers mit der Energie eines Elektromotors. Auch Akku und Sensoren spielen eine wichtige Rolle beim eingebauten Rückenwind.

Das Pedelec ist ein relativ junger Fahrradtyp, der zusätzlich zum klassischen Pedalantrieb einen Elektroantrieb bietet. Pedelecs können also prinzipiell auch ohne Motorkraft wie normale Fahrräder allein durch den Tritt in die Pedale und damit durch die Muskelkraft der Beine bewegt werden. Fahrräder und fahrradähnliche Fahrzeuge mit Elektromotor gab es schon lange vor den Pedelecs. Bei diesen E-Bikes lässt sich die Intensität der Motorunterstützung häufig per Handgas regeln, so dass im Prinzip auf einen Pedalantrieb verzichtet werden kann. Das revolutionär Neue und Besondere an Pedelecs ist, dass der Motor unterstützend in den Vortrieb eingreift, während die Pedale wie beim klassischen Fahrrad bewegt werden. Erste Vertreter dieser Gattung waren Fahrräder, die ab 1993 mit dem Power-Assist-System (PAS) von Yamaha auf den Markt kamen. Inzwischen gibt es eine Vielzahl Anbieter von zum Teil recht unterschiedlichen Antriebslösungen.

Um in Verbindung mit der elektrischen Unterstützung ein möglichst natürliches Fahrgefühl zu erzeugen, benötigen Pedelecs einen Sensor, der die Tretbewegung des Fahrers analysieren kann. Hier gibt es einfache Systeme, die lediglich die Pedalumdrehung messen und anhand dieses Signals die Intensität der Unterstützung regeln. Aufwendigere Systeme setzen auf eine Pedalkraftmessung, die eine feinfühligere Anpassung der E-Unterstützung ermöglicht.

Wichtig für die Funktion eines Pedelec-Antriebs ist außerdem eine Steuereinheit, in der die Informationen verarbeitet und die Unterstützungsintensität geregelt wird. Bei normalen Pedelecs, die keine gesonderte Straßenzulassung benötigen, ist die E-Unterstützung in den meisten europäischen Ländern auf 25 km/h begrenzt. In den USA liegt die Grenze bei 20 Meilen bzw. 32 km/h. In Europa gibt es noch die Klasse der S-Pedelecs, die bis zu 45 km/h unterstützen. Diese schnellen Pedelecs benötigen jedoch ein Versicherungskennzeichen.  

Alle Arten von E-Bikes benötigen eine Stromquelle. Dauerhaft und nahezu alternativlos haben sich hier wiederaufladbare Lithium-Ionen-Akkus durchgesetzt, die mittlerweile bei vielen Modellen sogar rahmenintegriert und damit unsichtbar sind. Darüber hinaus verfügt das Pedelec über ein Bordnetz mit meist 36 oder 48 Volt Spannung, das dank dauerhaft und großzügig verfügbarer Strommengen auch den Betrieb von Lichtanlagen, Mobilfunklösungen oder ABS ermöglicht.

Das Herzstück des Pedelecs ist jedoch der Elektromotor. Die mit Abstand häufigste Position für diesen liegt im Bereich des Tretlagers. Diese Variante wird als Mittelmotor bezeichnet. Mittelmotoren können oft formschlüssig in die Rahmenstruktur integriert werden. Die Kraftübertragung erfolgt hier über den normalen Pedalantrieb per Kette oder Riemen auf das Hinterrad. In Deutschland ist Bosch seit vielen Jahren der führende Anbieter von Mittelmotorlösungen mit einem mittlerweile differenzierten Portfolio. Es gibt aber auch gute Alternativen von Brose, Yamaha, Shimano, Bafang oder ZF.

Eine weitere, weniger verbreitete Alternative ist der Heckmotor. Hierbei handelt es sich in der Regel um elektrische Maschinen, die zentral im Hinterrad eingebaut sind und daher auch als Hinterradnabenmotoren bezeichnet werden. Sie können groß oder unscheinbar klein sein. Vorteil: Kleine Heckmotoren sind unauffällig, daher sehen entsprechende Pedelecs oft noch klassischen Fahrräder sehr ähnlich. Nachteil: Sie lassen sich nicht mit den in der Fahrradwelt beliebten Hinterradnabenschaltungen kombinieren.

Vor allem im unteren Preissegment werden Pedelecs häufiger mit Nabenmotoren für das Vorderrad angeboten. Optisch sind diese in der Regel ebenfalls eher unauffällig. Nachteil hier: Sie lassen sich nicht mit einem Nabendynamo kombinieren. Außerdem kann es zu störenden Antriebseinflüssen auf die Lenkung kommen.

Inzwischen gibt es auch einige Nachrüstsätze, mit denen einfache Fahrräder nachträglich zu Pedelecs umgebaut werden können. Neben Mittel- oder Nabenmotoren werden auch Lösungen angeboten, bei denen der Elektroantrieb direkt auf den Reifen wirkt. Nachrüstlösungen kosten oft nur wenige hundert Euro und sind damit günstige Alternativen zu den meist mehrere tausend Euro teuren Voll-Pedelecs.

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