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.

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Stadtstrecke des ExtraEnergy Tests

Die Stadtsstrecke testet die Räder in verschiedenen Fahrsituationen, über die Bildstrecke lässt sich die Runde einmal virtuell abfahren. Was Ihr nach dem Bild des Fahrrads seht, ist der Start in Tanna, dort geht es zunächst mal darum beschleunigen, auch über die Unterstzüzungsgrenze hinaus (Bilder 2-4). Dann verlässt man Tanna in Richtung Zollgrün, es geht eine lange Strecke bergauf (Bilder 5-15). Von der windigen Hochebene geht es dann steil bergab nach Zollgrün (16-25), wo der Stop-and-Go Teil beginnt (26-33). Insgesamt 14 Haltepunkte geben Information, wie sich Motor und Akku im Stadtverkehr verhalten. Auf dem Rückweg kommt dann direkt am Ortsausgang Zollgrün das steilste bergan Stück, bei dem aus dem Stand losgefahren wird (34-41). Auf diesem Abschnitt kommen aus meiner bisherigen Erfahrung vor allem Vorderradnaben-Motoren an ihre Grenzen.

Über die Hochebene geht es dann zurück nach Tanna (41-58). Auf dem letzten Stück wird dann der Motor ausgeschaltet .

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Tanna ist kein Ponyhof!

Einfach am Datum zu erkennen: es ist immer noch April! Tanna liegt auf stolzen 542m Höhe und die Hochebene auf den drei Kilometern Teststrecke nach Zollgrün, auf gut 600m. Heute blieb man da oben trotz Motorunterstützung fast stehen, so heftig pfiff einem der Wind entgegen. Mir war nachts schon aufgefallen, wie kalt es ist, aber erst die kurze Phase mit Schneeflocken heute Vormittag hat mir klar gemacht, dass wir hier noch von (fast) Frost reden! Frühlings-Radeln? Ha! Nicht im Gebirge zwischen Frankenwald, Fichtelgebirges und Thüringer Wald.

Und auch wenn der Ort selbst im geschützten Talkessel liegt, steht fest: Tanna ist kein Ponyhof.

Kein Ponyhof: Kirche, Rathaus und alte Schule in Tanna, Foto: Panoramedia

 

Schnelle E-Räder und gute Komponenten

Gott sei Dank hatte ich heute kaum Probleme mit Messetechnik und somit mussten bis auf einen kleinen Ausfall keine Fahrten wiederholt werden. Bei diesen Extrembedingungen wäre das hart an die Psyche gegangen 😉 So waren die Fahrten heute wieder eine Freude. Das Schmankerl war ein S-Pedelec mit Panasonic Mittelmotor: Das ist noch mal was anderes. Denn während ein normales E-Rad eben bei 25km/h aufhört und damit, wie gestern beschrieben, vor Allem eine Stop and Go Hilfe, bzw. ein Berg-Bezwinger ist, bringt ein schnelles E-Rad einen auf allen Streckentypen in Geschwindigkeitsbereiche, die man ohne Motor nicht erreichen würde! Mein Eindruck ist, dass diese Fahrzeugklasse für Menschen mit längeren Arbeitswegen oder überhaupt längeren täglichen Strecken eine wirklich gute Lösung ist. Ganz zu schweigen von der Spaß-Fraktion, die es einfach abgefahren findet, mit 35 km/h durch die Stadt zu radeln. Mit so erreichbaren Durchschnittsgeschwindigkeiten von ca. 25-30km/h in der Stadt, wird das Auto endgültig abgehängt (hier nachrechnen).

Weiter habe ich den Eindruck, dass die meisten der Testräder gute Fahrräder sind, meist vernünftige Gesamtkonzepte. Es werden gute Teile verbaut- Scheiben- oder hydraulische Bremsen, hochwertige Schaltungen etc. Manchmal scheint das schon zu viel; eine 27 Gang Shimano XT Schaltung an einem Touren E-Rad? Eine Scheibenbremse vorne in Kombination mit einem reinen Rücktritt hinten? Gabelfederung an Rädern bei denen man fast komplett aufrecht sitzt? Man könnte den Verdacht hegen, es ginge manchmal eher um Werbeeffekte als um nutzerfreundliche, wartungsarme E-Räder. Aber, das ist fast ein Luxusproblem, lieber so, als Schrott mit Motor. Die Fahreigenschaften bei ausgeschaltetem Motor können sich bspw. meist sehen lassen.

Sportlich, sportlich der „Sportmodus“

Eines finde ich allerdings fast so nervig wie schlechte Displays: die Marotte, den stärksten Unterstützungsmodus „Sport“ zu nennen. Der Motor prescht einen bei dieser Einstellung auf min. 25km/h, ohne das man wirklich was tut. Nun, das ist toll! Es ist KOMFORT, es ist BEQUEMLICHKEIT oder LUXUS, vielleicht auch SPEED… Aber es ist völlig verdreht, diesen Modus „SPORT“ zu nennen. Diesen Quark muss sich die Branche von der Autoindustrie abgeschaut haben. Da soll sich ja auch jeder (mit welcher körperlichen Aktivität auch immer) „sportlich“ fühlen wenn er mit 180km/h, 200PS und 15 Liter Spirt-Verbrauch über die Autobahn fährt, oder mit 95 Sachen in die Kurve am Ortseingang.. ne, ne, ne. Das ist vieles, aber nicht sportlich! Solche Sinn-Verdrehungen haben etwa „so viel Stil wie ein Cornetto-Eis…“*

*frei nach den Absoluten Beginnern, „Geh bitte!“ auf dem Album Bambule

 

April, April! – 2. Tag beim ExtraEnergy Test

Heute gab es hier im schönen Tanna richtiges Aprilwetter. Von Sonne bis Hagel und stürmischem Gegenwind, alles dabei!

...so zahm war das Wetter leider nicht den ganzen Tag... Foto: www.eradhafen.de

Das Testfahren hab ich mir natürlich trotzdem nicht verhageln lassen, sondern mich stattdessen mal mit einem Vorderradantrieb angefreundet – dem von BAFANG. Für mich der Beweis: Frontantrieb gibt es auch in gut! Er fährt sich angenehm, vor allem beim Anfahren ist er stark und setzt zügig ein. Er hört allerdings auch relativ früh auf zu unterstützen (bei ca. 23km/h).

Mal wieder geht Lob an den Bosch-Antrieb, der peitscht einen den steilen Berg der Teststrecke mit locker 20 km/h hinauf, ohne dass ich da übermäßig was dazu getan hätte. Das macht natürlich Laune, mein Eindruck ist, dass auf diesem Metier kein anderer Motor mithalten kann. Der Bosch könnte gut und gerne mal an einem steileren Berg getestet werden, wie der Kollege im Pedelec Forum vorschlägt… Wieder gut gefallen hat mir auch der BionX Motor. Kraftvoll wie ich ihn vom letzten Jahr am Diamant Saphir mit der integrierten 3-Gang Nabe in Erinnerung hatte. Man fährt eigentlich permanent in der Nähe der Abschaltgeschwindigkeit von gut 25km/h. Am Berg kam ich allerdings trotz voller Unterstützung nicht über 13km/h.

Einblick in die Werkstatt, Foto: www.eradhafen.de

Wo die Elektromotoren am meisten helfen

Was bei den Testfahrten sehr deutlich wird, ist wann ein Elektrofahrrad (Pedelec) gegenüber einem herkömmlichen den größten Unterschied macht. Das ist nicht beim Fahren auf längeren Strecken geradeaus, auch nicht bei leichten Steigungen. Da können Radlerlinnnen und Radler auch ohne Antrieb… Es ist vor Allem beim Anfahren. Da hilft der Motor, in null Komma nichts ist man mit einem E-Rad wieder bei ca. 25 km/h. Das gilt für alle Räder, die ich heute gefahren bin. Egal ob Vorderrad-, Heck- oder Mittelmotor. Wer in der Stadt unterwegs ist und ständig Stop and Go fahren muss, der erreicht mit einem Elektrofahrrad viel schneller wieder eine gute Reisegeschwindigkeit. Durch die schnellere Beschleunigung erhöht sich natürlich auch die Durchschnittsgeschwindigkeit deutlich (das bestätigt die Annahmen im Zeitrechner hier auf der Seite). Ein Elektrorad ist in der Stadt auf Strecken bis ca. 8km in aller Regel zeitlich weder vom Auto noch von ÖPNV zu schlagen.

Anmerkung: Selbstverständlich unterstützt der Motor auch, wenn es steil bergauf geht enorm. Aber das ist ja eh klar 😉

Testfahrer Burkhart beim Preparieren seines Testrads, Foto: www.eradhafen.de

Anmerkung II: Die Markennamen

Vielleicht ist es schon aufgefallen, die Marken und Typen der Testräder werden in meinen Artikeln nicht genannt. Das liegt daran, dass Hersteller manchmal nach dem Test entscheiden, Ihre Ergebnisse nicht zu veröffentlichen. Beispielsweise um zunächst etwas am Rad nachzubessern und es erneut zu testen. Dann taucht das Rad im ExtraEnergy Testbericht nicht auf. Wenn nun aber im illustren e-Rad Hafen schon etwas über die Testfahrt mit dem Rad steht, dann kann man sich an zwei Fingern ausrechnen, dass der Test schlecht gewesen sein muss. Damit ist die Entscheidung des Herstellers, den Test nicht zu veröffentlichen konterkariert. Also etwas Geduld: Das Testheft kommt in ca. drei Monaten raus…

ExtraEnergy Test (Tag 1)

28 E-Räder werden in diesem Extra Energy Test gefahren- meine Hoffnung, einen besseren Überblick über den Markt zu bekommen scheint sich zu erfüllen. Von sportlichen bis gemütlichen, von ziemlich noblem bis unterste Preisklasse, alles ist dabei. Natürlich auch die neuen Motoren allen voran die Mittelmotoren z.B. von Bosch. Aber auch von BionX gibt es was Neues… Fehlen tun allerdings Sonderrahmen, es sind keine Trikes, Lasten- oder Liegeräder im Test. 

...solche Besonderheiten wie im Extra Energy Museum sind diesmal leider nicht dabei, Foto: www.eradhafen.de

Extra Energy Gelände vor der Wekrstatt, Foto: www.eradhafen.de

Die Strecken

Zur Begrüßung schien heute die Sonne! Nach dem Frühstück fuhren das Test-Team und die Testfahrer_innnen gemeinsam die beiden Strecken ab. Die erste etwas kürzere (5km) ist gemütlich und führt durch ein ruhiges bewaldetes Stück mit Schotterpiste. Die längere Strecke (8km) hat lang gezogenen Beschleunigungsabschnitt, Stop-and-Go Simulation (wie in der Stadt) und eine steile Anfahrt am Berg.

damit keiner falsch abbiegt wird die Strecke markiert..., Foto: www.eradhafen.de

Abgeschlossen wird das Ganze durch ein Stück in dem ohne Unterstützung gefahren wird. Diese Strecken, die an einer Reihe von kleinen Seen entlang gehen werden in den nächsten Tagen mit den 28 Testrädern abgefahren.

Messen der Leistung

Während der Fahrt messen verschiedene Sensoren die eigene Leistung und die des Motors (Geschwindigkeit, Trittfrequenz und Druck an der Pedale). Um die Unterschiede zum Fahren ohne Motor besser zu sehen, dient als Vergleich die

...dieses Pedal hjat einen Sensor, der die Tretkraft misst, Foto: www.eradhafen.de

Fahrt der Strecken mit einem Rad ohne elektrischen Antrieb (Referenzrad). Diese muss jeder Testfahrer dreimal absolvieren, einmal schnell, normal und langsam.

Die Fahrten

Die erste Fahrt heute habe ich mit einem Bosch-Antrieb gefahren wie gesagt: der gefällt mir sehr gut, zum Beispiel ruckelt der Motor nicht, wenn man im Stillstand auf die Pedale drückt. Die insgesamt 9 Stufen der Unterstützung erscheinen mir allerdings zu viel. Später bin ich noch ein gemütliches Rad mit Mittelmotor gefahren, tiefer Durchstieg gleichmäßige Unterstützung, allerdings recht schwer und mit einem Display, das keine Geschwindigkeitsanzeige hat. Meine Meinung ist ja, dass auch gemütliche Radler die Geschwindigkeit wissen wollen weshalb ich das Sparen an der Stelle nicht verstehe.

Nach dem ich heute den Referenzrad-Teil komplett gamacht habe, kann ich ganz entspannt auf die nächsten Tage blicken: ich werde nicht mehr ohne Strom strampeln 😉

 

Max Cycles – Monza

...das Monza vor der Fahrradpraxis, Foto: www.eradhafen.de

Die erste dokumentierte Testfahrt des e-Rad Hafens begann bei der fahrradpraxis in Berlin Treptow. Den Besitzer Jürgen Albrecht hatte ich auf der VELOBerlin kennen gelernt. Er war so nett mir das Max Cycles „Monza“ zur Verfügung zu stellen.

Sofort war klar: die Bedingung „ein E-Rad muss auch ein gutes Fahrrad sein“ (aus unseren Kauftipps) ist beim Monza durchaus erfüllt- Titan Gepäckträger, Shimano XTR Schalthebel und -werk, SON Nabendynamo, Karbongabel und IQ Beleuchtung die es mit einem Motorrad aufnehmen kann. Sehr hochpreisiger Leichtbau, der dann mit 2700€ UVP fast schon günstig erscheint.

...nobel nobel die XTR Schaltung, Foto: www.eradhafen.de

Entweder fahren mit voller Unterstützung oder ohne

Der BIFS Hinterradantrieb bei diesem Modell unterstützt sehr schön kräftig und gleichmäßig (es war leider noch das 2010er, 2011 ist ein anderer Motor verbaut, den ich leider nicht testen konnte). Zumindest im hohen Unterstützungsmodus fährt sich das Monza hervorragend.

BIFS Heckmotor, Foto: www.erdhafen.de

Leider gibt es nur zwei Unterstützungsstufen. Hier liegt meiner Meinung nach das größte Defizit des Monza. Denn der leichte fährt sich schlecht, er unterstützt sehr unregelmäßig und zuckelt den Fahrenden eher unentschlossen nach vorne…

Aber das Rad wiegt nur 17,9 kg und fährt sich leicht und agil auch, wenn der Motor aus ist.

Schlechtes Display

Etwas enttäuschend ist das „Display“ oder die Bedienkonsole, keine Geschwindigkeitsanzeige und auch sonst sehr sparsam an Informationen. Es wundert mich immer wieder, wieso bei E-Rädern nicht viel öfter ein vernünftiger Fahrradcomputer integriert wird- Die meisten möchte gerne wissen, wie schnell man fährt und wann der Motor aufhört zu unterstützen. Wie viel Rest-Akku, Tageskilometer usw. zu Buche stehen.

Gute Fahreigenschaften

Die schicken Fahreigenschaften haben auch etwas mit dem Aufbau des

der Akku in der Mitte des Rahmens, Foto: www.eradhafen.de

Antriebssystems zu tun, der Akku in der Mitte (innerhalb des Rahmens, siehe Foto) ist besser für den Schwerpunkt, als einer unterm Gepäckträger, der das Rad sehr Heck lastig machen würde. Einen Kompromiss pro Fahreingeschaften hat MaxCycles auch beim Akku gemacht, er ist relativ klein und leicht; deshalb hat er hat mit 288Wh (12 Ah bei 24 Volt) auch keine so große Kapazität.

Fazit

Das Monza hat ein gutes flottes Trekkingrad der Oberklasse als Grundlage, der E-Anteil am Rad wird diesem hohen Standard meiner Meinung nach aber nicht ganz gerecht. So ist das schöne leichte Rad etwas schade für die E-Komponente, finde ich. Es wäre sehr spannend gewesen das 2011er Modell zufahren- denn ein ausgefeilterer E-Antrieb könnte das Monza erheblich verbessern…

Das Fahren im schnellen Modus hat allerdings auch so schon richtig Laune gemacht. Ich freue mich auf den Extra Energy Test- da werde ich einen Haufen brandneuer Modelle fahren!

E-Rad powers Rock Band

Die Rockband „Artland Country Club“ (hier zur Facebook Seite) wurde in meinem Post zur VELOBerlin zwar irgendwie erwähnt, ich wusste aber schon da, dass da mehr drüber geschrieben werden will. Denn was die Band macht, ist einerseits etwas ziemlich experimentelles, andererseits ist das Resultat absolut solide.

Energie autarke Rock-Musik

Die Band bringt neben ihren Instrumenten ihre eigene Strom-Erzeugungs-Anlage mit. In Form von vier Lasten-Fahrrädern des Typs „Mundo“ von Yuba.

yuba - Foto: www.eradhafen.de

Das Mundo ist ein stabiles längliches Lastenrad mit zwei statt drei Rädern, wahlweise mit elektrischem Vorderradantrieb. Es erinnert etwas an das das e-Bullit (Bild hier)oder das Long John.

Der Clou an den Yubas, die auf der VELOBerlin und der VELOFrankfurt zu sehen waren ist, dass sie den Motor in seiner Funktion umgekehrt haben – also einen Generator (Stromproduzent) eingebaut haben. Während vier Leute auf den Lastenrädern im Stillstand strampeln, spielt die Band bei mittlerer Konzertlautstärke für 100 Leute ihre Songs.

In concert, Foto: www.eradhafen.de

Kondensatoren statt Akku

Thomas Spellman, der Techniker, der die ganze Steuerung mit seinem Laptop kontrollierte, erklärte mir grob die Funktionsweise der ganzen Anlage: Jedes der

Thomas at work, Foto: www.eradhafen.de

Räder produziert um die 80-150 Watt Leistung, manch Radler_in auch mehr. Die Energie geht dann nicht direkt in die Verstärker der Instrumente, sondern wird in einer Art Puffer gespeichert – damit kann eine konstante Stromversorgung gewährleistet werden- auch wenn mal kurz weniger getreten, oder mehr viel Strom verbraucht wird geht nicht der Sound aus. Verwendet werden als Speicher keine Akkus sondern Kondensatoren. Sie haben gegenüber Akkus den Vorteil viel schneller be- und entladbar zu sein und große Ströme zu vertragen (wer Steinis Post von gestern gelesen hat, der weiß, dass auch bei den Akkus an diesen Dingen gearbeitet wird…)

 

…so sehen die Kondensatoren für die Band aus, Foto: www.eradhafen.de

Kondensator lädt Akku

Abgesehen davon, dass ich den Sound von vier radelnden Leuten ganz schön ordentlich fand, ist das Konzept mit den Kondensatoren eine weitere Möglichkeit, wie Bremsenergie beim E-Radfahren genutzt werden kann. Die (kurze) Stromspitze, die beim Bremsen entsteht, kann der Kondensator mit wenig Verlust aufnehmen und beim Anfahren wieder abgeben, oder in etwas „geglätteter“ Form den Akku damit laden…

3D Akkus!

Heute gibt es im e-Rad Hafen einen Gastbeitrag von Steini, der ab jetzt regelmäßig unregelmäßig Neues und Erhellendes zu Technik-Themen rund um Antriebe, Akkus und Motor-Controller schreiben wird.

Soll einer sagen, im e-Rad Hafen gäbs nichts für Liebhaber der technischen Finessen und Zukunftsvisionen!

Vor einer Woche fand ganz in der Nähe von Disneyland in Kalifornien das 241. National Meeting and Exposition of the American Chemical Society (ACS) statt. Es ist eines der größten Treffen von Forschern im Bereich Chemie (von Astrologie bis Zoologie). Soweit so gut. Interessant für E-Räder (oder Pedelecs) war die Vorstellung eines neuen Lithium-Ionen Akkus, der sich innerhalb von „Minuten statt Stunden“ laden lässt und zudem etwa doppelt so viele Ladezyklen erlaubt wie vergleichbare Technologien. Obendrein sollen die Akkus noch günstiger und leichter sein!

Der Trick sei eine Dreidimensionale Struktur der Elektroden in Form von Kupfer/Antimon Nano-Dräten an der Anode, statt des üblichen Graphits, erklärt Amy Prieto, Ph.D., die Studienleiterin des Projektes und Gründerin/Geschäftsführerin der Firma Prieto Battery.
Es existiere ein Prototyp in Form, Grösse und Kapazität eines üblichen Handy Akkus, der sich in 12 Minuten (statt 2 Stunden bei Vergleichsmodellen) auf 90% seiner Kapazität laden lässt und dem man obendrein weit höhere Ströme entnehmen kann, als üblichen Lithium-Ionen Akkus.
Bis zur Marktreife des Akkus soll die Energiedichte sowie die Ladeperformance weiter gesteigert werden. Im Fokus stehen laut Hersteller-Webseite auch E-Räder und Elektromobilität im Allgemeinen.

Wir sind gespannt, ob sich dieser Ansatz als tragfähig erweist und bald Akkus dieser Machart im Handel erhältlich sind.

Am Rande: Mit einer Akku-Technologie, die so hohe Ladeströme verkraftet, dass der Akku innerhalb von Minuten wieder voll ist, ließen sich auch bessere Systeme für die Bremsenergie-Rückgewinnung realisieren ohne, wie bisher, unverhältnismäßigen Aufwand, Kosten und Effizienzverluste in Kauf nehmen zu müssen.

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