Elektrofahrrad

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Ein Elektrorad, auch Elektrofahrrad, ist ein Fahrrad mit zusätzlichem Elektromotor.

Verkehrsrechtlich motivierte Unterscheidungen

Die Art der Motorunterstützung hat unter anderem in Ländern der EU führerscheinrechtliche Folgen; deswegen wird zwischen folgenden Kategorien unterschieden:

• Fahrräder mit limitierter Tretunterstützung, Pedelec genannt.
• Fahrräder mit unlimitierter Tretunterstützung, schnelles Pedelec oder E-Bike genannt.
• Fahrräder mit tretunabhängigem Zusatzantrieb, E-Bike oder E-Roller genannt.
• Räder mit unabhängigem Zusatzantrieb, E-Scooter genannt.

Daher lassen sich verkehrsrechtlich folgende Arten unterscheiden:

• Im engeren Sinne wird oftmals nur erstere Gruppe zu den Elektrorädern gerechnet. Diese Pedelecs unterliegen in vorgenannten Ländern weder Helm-, noch Versicherungs- und Führerscheinpflicht, müssen aber ab einer Geschwindigkeit von 25 km/h die Motorunterstützung abschalten und die Nennleistung des Motors darf maximal 250 W betragen. Diese Pedelecs sind Fahrräder im Sinne der StVO.
• Fahrzeuge mit tretabhängigem, unlimitiertem Zusatzantrieb sind zwar versicherungspflichtig, unterliegen aber nicht der Helmpflicht. Ein Mofa-Führerschein ist Voraussetzung. Fahrradwege dürfen nur genutzt werden, wenn sie auch für Kleinkrafträder zugelassen sind.
• Fahrräder mit tretunabhängigem Zusatzantrieb im engeren gesetzlichen Sinne des Begriffes „Kleinkraftrad mit geringer Leistung“ dürfen nur 20 km/h schnell fahren, sind aber trotzdem versicherungspflichtig und unterliegen nicht der Helmpflicht. Ein Mofa-Führerschein ist Voraussetzung.
• Fahrräder mit unabhängigem Zusatzantrieb im weiteren Sinne fallen unter den gesetzlichen Begriff des Kleinkraftrades und dürfen einer Einschränkung gemäß bis 45 km/h schnell werden. Bei höheren Geschwindigkeiten ist die Bezeichnung Motorrad angebracht.

Nutzer

Es gibt vor allem vier ganz unterschiedliche Nutzergruppen:

• Leute, die häufig mit Bergen, Gegenwind oder viel Gepäck zu kämpfen haben
• ältere Menschen, denen wegen nachlassender Kraftreserven eine gelegentliche Unterstützung willkommen ist. (Aufgrund der demographischen Entwicklung in Deutschland ist dies die größte Zielgruppe der Hersteller.)
• Fahrradfahrer, die mit dem unlimitierten, tretabhängigen Zusatzantrieb schneller als jedes Mofa, aber trotzdem nicht verschwitzt vorankommen wollen. Wegen der strengen Kleiderordnung sind z.B. in Japan sehr viel mehr Fahrräder mit elektrischer Unterstützung unterwegs.
• Spaßsuchende oder Arbeitende, die schnell und wendig vorwärtskommen wollen, z. B. auf weitläufigen Arealen.

Anwendungsbereiche: Innerbetriebliche Verkehre, Innenstädte, Kur- und Ferienorte, als Zubehör für LKW-Caravan-Boot, Campingplätze

Praxiserfahrungen

Bei umgerüsteten Flachlandfahrrädern mit Geschwindigkeitsbeschränkung und geringer Spreizung bei der Übersetzung sind Geschwindigkeiten über 20 km/h nur durch große Anstrengung zu erreichen. Die Tendenz geht daher dahin, dass Elektroräder gleich als solche gebaut werden, um Gewicht, Reichweite, Akkumulatorgröße und Geschwindigkeit zu optimieren. Als Elektrofahrräder konzipierte Fahrzeuge (Pedelec) erreichen auf flacher Fahrbahn Geschwindigkeiten von etwa 30 km/h.

Die bislang fehlende Akzeptanz für Elektrofahrräder resultiert vor allem aus der Historie der Akku-Technologie. Gilt die Fahrradtechnik als ausgereift, so galt das lange Zeit nicht für die Akku-Technologie. Akkus mit geringer Reichweite, stark nachlassende Akkus, Memoryeffekt usw. haben das Image der Elektroräder nachhaltig beschädigt. Da vor allem europäische Hersteller lange die Zielgruppe ü50 im Blick hatten, wurden nur entsprechend designte Räder auf dem Markt platziert. Dies führte zum heutigen "Oma-Rad" - Image der elektrisch unterstützten Räder.

Moderne Elektroräder haben heute NiMh-Akkus oder Lithium-Polymer-Akkus, die sich im Einsatz bewähren (große Reichweite und Lebensdauer, kein Memoryeffekt). Neu auf dem Markt sind LiFePo-Akkus mit höherer Energiedichte und Betriebssicherheit sowie kürzeren Ladezyklen. Preislich liegen diese im Bereich der Li-Ion Akkus.

Elektroräder haben eine durch die Ladekapazität des Akkus eingeschränkte Reichweite. Diese wird umso kürzer, je steiler das Streckenprofil ist. Der Elektroantrieb ist insbesondere bei Pedelecs als "Rückenwind" konzipiert, nicht als ausschließlicher Antrieb. Es kann nicht wie bei einem benzinbetriebenen Fahrzeug innerhalb von wenigen Minuten wieder „vollgetankt“ werden, ein Akkuladezyklus dauert je nach Modell mehrere Stunden. Im Gegensatz zu Motorrädern beschleunigen Elektroräder jedoch lautlos und tragen lokal nicht zur Ozon- und Smogbildung bei.

Systembedingte Probleme

Der Akkumulator ist nach einer bestimmten Anzahl von Ladezyklen erschöpft. Er muss dann ersetzt / recycelt werden, was aus ökologischer Sichtweise nicht unproblematisch ist. Hochtechnologiekonzepte bringen Abhilfe bei entsprechend höheren Preisen. In den USA haben Rennkonstruktionen (motorradähnlich) bereits über 300 Volt Betriebsspannung^[1].

Fortgeschrittene Batteriemanagementkonzepte mit Konditionierung einzelner Zellen im Betrieb werden die Lebensdauer durch redundante Zellen erhöhen, und neue Synchronmotoren mit Seltene-Erden-Magneten werden den Wirkungsgrad weiter steigern. Durch eine Rekuperation der Bremsenergie kann im Stadtverkehr die Reichweite zumindest um 15 % vergrößert werden^[2].

Ausblick

Neuartige Akkutechnologie, Lithium-Batterien auf Nanotechnologie (A123) werden in Akkuwerkzeugen bereits eingesetzt. Ein Fahrtregler ähnlich wie bei Modellautos oder Modelleisenbahn steuert den Motoreinsatz. Bei Pedelec wird ein Kurbelwellensensor, der nur bei Bewegung den Motor freigibt, eingesetzt. Außerdem schaltet ein Raddrehzahlsensor den Motor über 25 km/h, auch bergab, zur Stromersparnis ab. Elektrisch Bremsen bzw. Rekuperation ist hier nicht üblich.

Organisationsstrukturen

1994 wurde in Deutschland ein gemeinnütziger Verein namens ExtraEnergy e.V. gegründet, in dem sich technikinteressierte so genannte „Powerbiker“ zusammengeschlossen haben. Der Verein gibt eine Zeitschrift mit regelmäßigen Testberichten und weltweiten Nachrichten zu diesem Themenfeld heraus. Die Webseite ist zweisprachig (englisch/deutsch).

Literatur

• Hannes Neupert: Das Powerbike. Moby Dick Verlag, Kiel 2000, 165 Seiten, ISBN 3-89595-123-4
• Niels Fries: Das große Handbuch für Solar- und Elektrofahrräder. Neuss 2005, 84 Seiten, ISBN 3-00-015258-X

Quellen

1. ↑ nedra.com
2. ↑ Hyperbike

Siehe auch

Elektrofahrzeug, Pedelec, Schubanhänger, IFMA, Velomobil, Hybridantrieb, Solarfahrzeug, Leichtkraftrad, Mofa, Moped, Leichtfahrzeug

Weblinks

• ExtraEnergy, gemeinnütziger Verein zur Verbreitung muskel-elektrischer Fahrzeuge
• Elektrorad, Informationen rund um das Elektrorad
• WDR5: Studiogespräch mit vielen Tipps
• Portal für Elektrofahrzeuge (Elektrofahrräder, Elektroroller, Elektromobile,etc.)

Bitte beachte den Hinweis zu Rechtsthemen!