Elektrofahrräder: E-Bike oder Pedelec?

Elektrofahrräder werden in zwei verschiedene Klassen eingeteilt. Elektro-Bikes und Pedelecs (englisch für „Pedal Electric Cycle“).

E-Bikes sind Fahrzeuge, die rechtlich als „Kleinkraftrad mit geringer Leistung“ zu bezeichnen sind. Ausschlaggebend ist, dass die Beschleunigung über einen Drehgriff oder Gashebel am Lenker erfolgt. Um ein E-Bike mit einer Höchstgeschwindigkeit von bis zu 20 km/h fahren zu dürfen, ist in Deutschland ein Mofa- oder anderer Führerschein notwendig. Das Mindestalter des Fahrers liegt bei 16 Jahren. Zudem benötigen E-Bikes ein Versicherungskennzeichen, Helmpflicht besteht allerdings nicht. Bei den sogenannten Pedelecs verhält es sich anders. Hier wird der Elektromotor nur zugeschaltet, wenn der Fahrer in die Pedale tritt. Auch rechtlich bestehen Unterschiede zwischen beiden Fahrradtypen: Pedelecs dagegen dürfen auch Kinder fahren. Bis zu einer Höchstgeschwindigkeit von 24 km/h betrachte der Gesetzgeber sie als Fahrräder.

Fällt der Motor aus, wird das Radfahren schnell zur Qual, denn Elektrofahrräder wiegen zwischen 25 und 30 Kilogramm. Das gilt es zu bedenken, wenn die Räder in einen Fahrradkeller, eine Wohnung oder auf einen Autogepäckträger gehoben werden müssen.ExtraEnergy e.V. - das unabhängige Testzentrum. Beim Thema Elektrofahrräder stößt man schnell auf den Verein ExtraEnergy e.V.. Hannes Neupert, Gründer und Vorsitzender dieses Vereins beschäftigt sich seit über 20 Jahren mit Elektrofahrrädern. Mit seinem Test- und Prüfzentrum hat sich ExtraEnergy auf dem Markt der leichten Elektrofahrzeuge international einen Namen gemacht. Hersteller aus allen Herrenländer lassen ihre Fahrräder im thüringischen Tanna testen. Der Verein legt größten Wert auf Unabhängigkeit und tritt zusätzlich auch als Testkäufer auf. Die Prüfresultate werden bei Herstellern sehr aufmerksam verfolgt und führen, nachdem Mängel aufgedeckt wurden, immer wieder zu Rückrufaktionen. ExtraEnergy organisiert zudem Kongresse und Messen, ist Mitglied in internationalen Standardisierungsgremien und baut ein Händler-Schulungszentrum auf. Ferner betreibt der Verein eine gründliche PR um im Frühjahr und Herbst die Ergebnisse der Testreihen auf seiner Internetplattform zu verbreiten.

Zulassungsvorschriften

Handelt es sich um ein E-Bike oder ein Pedelec ist bei manchen Herstellern nur eine Frage der Software. So lassen sich völlig baugleiche Fahrräder entweder als E-Bike oder als Pedelec programmieren. So muss per Software eine Sperre eingebaut werden, wenn es sich um ein Pedelec handelt. Diese Sperre verhindert, dass der Motor des Fahrrad auf mehr als 25 km/h beschleunigt. Es bedeutet lediglich, dass der Motor ab dieser Grenze keine Leistung mehr bringen darf, obwohl es technisch sicherlich möglich wäre.

Wenn es sich stattdessen um ein E-Bike handelt, das mit Gashebel oder über Lenkergriff beschleunigt wird, dann gilt dieses Fahrzeug als zulassungspflichtiges Leichtmofa und darf die maximale Geschwindigkeit von 20 km/h nicht überschreiten. Obendrein ist eine Mofaführerschein erforderlich. Eine Helmpflicht besteht im Gegensatz zum Mofafahren nicht. Die gilt erst bei Fahrzeugen, die eine Höchstgeschwindigkeit von 24 km/h überschreiten.

Allerdings gibt es auch Pedelecs, die schneller als 25 km/h fahren können, weil sie nicht mit 250 Watt, wie üblich sondern mit z.B. 500 Watt Motoren betrieben werden. Wird die Höchstgeschwindigkeit von 25 km/h vom Pedelec bauartbedingt überschritten, gilt es dann als „Kleinkraftrad“ und darf nur mit einem Versicherungskennzeichen gefahren werden. Zusätzlich besteht dann auch Helmpflicht. Es ist natürlich zu empfehlen, ein solch schnelles Pedelec nur mit entsprechender Schutzkleidung zu nutzen, denn diese Fahrzeuge können mit Leichtigkeit Tempos von bis zu 80 km/h erreichen. Es sollte in jedem Fall ganz genau geprüft werden, ob es für ein solches Fahrzeug auch eine entsprechende bescheinigte TÜV-Fahrzeugzulassung bedarf. Hier befindet sich derzeit noch so manches in der rechtlichen Grauzone. Verkehrsexperten warnen schon jetzt vor den Fahrern, die mit außerordentlich hohen Geschwindigkeiten auf Straßen oder Radwegen unterwegs sind.

Pedelecs im Test

Die von ExtraEnergy durchgeführte Tests für Fahrräder haben einen hohen Richtmaß. Diese Tests gelten international als einzigartig, weil mit aufwendiger Messtechnik nicht nur im Labor, sondern auch auf einer 18 Kilometer langen Teststrecke getestet werden kann. Beim momentanen Test haben zehn Fahrer insgesamt 28 Räder im hügeligen Umland von Tanna getestet, wobei jeder Hersteller zwei vergleichbare und baugleiche Fahrräder lieferte. Jeder Fahrer war mit jedem Testrad einmal auf der Teststrecke. Zusätzlich wurden die Fahrräder in ca. 100 zusätzlichen Testfahrten eingesetzt, sodass mit den 56 Testrädern eine Strecke von zusammen ca. 13.000 Kilometern gefahren wurden. Ziel war es, statistische Angaben unabhängig von der Kondition oder den subjektiven Besonderheiten des Fahrers treffen zu können. Im Vergleich: Spitzensportler bringen beim Antritt zwischen 120 und 150 kg auf die Pedale. Auf Spitzenwerte von bis zu 1.500 Watt kommen sie so ca. zehn Sekunden lang. Über eine längere Strecke von 40 Minuten schaffen Spitzenradfahrer es 400 bis 500 Watt Leistung zu halten. Im Unterschied schaffen normal trainierte Menschen hingegen höchstens zwischen 100 und 150 Watt. Wer sich allerdings mehr für das Pedelec interessiert, dem wird die Watt-Leistung des Motors nicht besonders weiterhelfen. Hier zählt vor allem: Wie groß ist der Faktor der Unterstützung, den das Rad bei Steigungen und beim Anfahren anzubieten hat. Aufgabe der Testfahrten war es, sowohl die Batterie-Reichweite und den Unterstützungsfaktor zu ermitteln. Deshalb gingen die Fahrer zuerst auf einem klassischem Fahrrad ohne Elektroantrieb auf die 18 Kilometer lange Teststrecke. Über Sensoren werden die Pedalkraft, die Trittfrequenz und die Geschwindigkeit gemessen. Anschließend wurde mit einem baugleichen Pedelec die Strecke zurückgelegt. Um sich nicht gegenseitig zu beeinflussen, mussten die Fahrer die Teststrecke alleine absolvieren. Auf diese Art lässt sich vergleichen, wie hoch auf den Unterstützungsfaktor bei dem jeweiligen Testfahrrad entfällt.

Jedes Fahrrad war mit folgender Messtechnik ausgestattet:

- Ein Drehmomentsensor, der die Kraft ermittelt, die der Fahrer auf die Pedale ausübt. - Ein Trittfrequenzsensor, der die Häufigkeit protokolliert, mit der die Pedale um die Achse bewegt werden. - Ein Energieverbrauchssensor, mit dem gemessen wird, wie hoch auf einem bestimmten Streckenabschnitt der Energiebedarf ist, der aus der Batterie gezogen wird. Wie erkennt man die einzelnen Unterstützungsfaktoren. - Unterstützungsfaktor 0: Der Antrieb des Pedelecs kompensiert lediglich das Zusatzgewicht - Unterstützungsfaktor 1: Die Leistung des Fahrers wird verdoppelt. - Unterstützungsfaktor negativ: Ohne Motorantrieb wäre das Fahren leichter.

Darüber hinaus sind die Testfahrer mit einem GPS-Empfänger ausgestattet, sodass die gesamte Strecke in mehrere Abschnitte aufgeteilt werden können. So wird ermittelt, wie groß der Energieaufwand beziehungsweise der Unterstützungsfaktor auf einem gewissen Teilabschnitt ist. Alle Messdaten werden während der Testfahrt kontinuierlich auf einem USB-Stick dokumentiert und anschließend analysiert.

Tretlagermotor oder Nabenmotor

Pedelecs gibt es mit einem Nabenmotor im Vorder- bzw. im Hinterrad alternativ in der Mitte als Tretlagermotor. Auch wenn die meisten Hersteller inzwischen den Hinterrad- oder den Tretlagerantrieb vorziehen, gibt es keine deutliche Aussage, welcher Antrieb besser ist. Vorderradantrieb ist vor allem dann zu befürworten, wenn immer wieder schwere Lasten auf der Vorderachse transportiert werden sollen. Allerdings kann es auf nasser oder glatter Fahrbahn zum Durchdrehen des Rades und einer insgesamt erschwerenden Fahrdynamik kommen.

Tretlagermotoren haben den großen Vorteil, dass ihre Kraft auf die Kette wirkt und so beim Schalten mitgeschaltet wird. Das begünstigt den Wirkungsgrad des Motors inbesondere bei Steigungen. Im Unterschied zu den Nabenmotoren für Vorder- oder Hinterrad lassen sich Tretlagermotoren sehr kompakt bauen. Verschleiß- und störanfällige Verkabelungen und Steckerverbindungen können wegfallen, da beim Tretlagermotor nur eine einzige Kabelverbindung zur Bedieneinheit am Lenker benötigt wird. Die Übertragung des Antrieb erfolgt beim Tretlagermotor über die Kette. Damit lässt sich aber beim Tretlagermotor eine technische Raffinesse nicht umsetzen, die einige Nabenmotoren bieten können. Wer mit einem Fahrzeug mit Nabenmotor unterwegs ist, kann bei abfallender Steigung die Bewegungsenergie für die Rekuperation nutzen, um wie bei einer Motorbremse eine Art Dynamo zu aktivieren. Bei einem Tretlagermotor ist dies wegen dem Freilauf leider nicht möglich. Wer auf dem Rücktritt nicht verzichten will, benötigt einen Vorderradantrieb, weil sich nur damit der Rücktritt technisch lösen lässt. Die Auswahl des Motors ist davon abhängig, wofür das Fahrzeug vorwiegend genutzt werden soll. Braucht man das Pedelec für tägliche Stadtfahrten ins Büro oder sind zusätzlich längere Tourenstrecken geplant? Soll es vor allem in einem eher hügeligen Gegenden oder eher auf ebener Entfernung gefahren werden?

Batterie und Ladegerät

In den zurückliegenden zehn Jahren hat es vor allem bei den Batterien eindeutige Fortschritte gegeben. Vor einigen Jahren gehörten noch rund elf Kilogramm schwere Blei-Gel-Akkus zum Standard. Heute wiegen die Lithium-Ionen-Akkus bei gleicher Leistung nur noch etwas mehr als zwei Kilogramm. Die Gewichtsreduzierung macht sich in der größeren Reichweite bemerkbar. Hier legten die Tester von ExtraEnergy besonders strenge Bewertungen an, da sie die Fahrzeuge in hügeligem Gelände gefahren haben. Die meisten Fahrzeuge haben heute eine Reichweite zwischen 30 und 45 Kilometern. Manche erzielen gar Reichweiten von bis zu 80 Kilometern.

Entscheidende Besserungen gibt es auch bei der Lebensdauer der Batterien. Erlangen die Blei-Gel-Akkus gerade mal ein bis anderthalb Jahre, so halten die heutige Lithium-Ionen-Akkus drei bis fünf Jahre. Die neuen Akkus haben zudem den Vorteil, dass sie innerhalb von drei bis vier Stunden völlig aufgeladen werden können und sich mit ihnen einen hohen Wirkungsgrad erzielen lassen - was vor allem in bergigem Gelände vorteilig ist. Beim Kauf eines Pedelecs sollte unbedingt nach der Batterie-Garantie gefragt werden. Desweiteren empfiehlt es sich, die Kosten für einen Ersatzakku mit in die Kaufentscheidung einzukalkulieren. Bisweilen muss man bei den heutigen Lithium-Ionen-Akkus mit Kosten in Höhe von 600 bis 850 € rechnen. Ebenso wichtig ist das Ladegerät. Hier haben sich in den meisten Fällen Ladegeräte mit XLR-Steckern am Markt durchgesetzt, die üblicherweise im professionellen Audio- und Videobereich verwendet werden. Unzulässig sind die sog. Kaltgerätestecker, wie sie als Zubehör bei Druckern und Monitoren verwendet werden. Immer noch werden Elektrofahrräder mit solchen Steckern verkauft. Aber auch bei den XLR-Steckern sollte man aufmerksam bleiben und keinesfalls ohne vorherige technische Prüfung die Ladegeräte anderer Hersteller benutzen. Nach Erfahrungen von ExtraEnergy kommt es immer wieder vor, dass die XLR-Stecker eine unterschiedliche Polbelegung haben und mit 12, 24, 36 oder gar 48 Volt ausgestattet sind. Derzeit ist man bemüht, Standards für einen weltweit einheitlichen Stecker zu definieren, der für mehr Sicherheit sorgen soll ähnlich wie es der USB-Anschluss möglich macht, Geräte unterschiedlicher Computerhersteller miteinander zu vernetzen, so soll dies eines Tages auch bei den Ladegeräten der Elektrofahrzeuge möglich sein.

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