Leichter, schneller, weiter

Die Motorenleistung bei E-Bikes ist schlechter als bei anderen Elektrofahrzeugen. Forscher wollen das nun ändern.

Laut Statista besitzen im Jahr 2018 rund 4,76 Millionen Deutsche ab 14 Jahren ein Elektrofahrrad. 2017 waren es noch 3,86 Millionen Personen in Deutschland. Das bestätigt den Trend der Pedelecs, der seit ein paar Jahren anhält. Doch optimiert wurden die elektrisch betriebenen Drahtesel bislang nur in Hinsicht auf die Herstellungskosten, nicht auf die Kraftentwicklung . Im Vergleich zu anderen Elektrofahrzeugen schneiden E-Bikes bei Wirkungsgrad und Reichweite schlechter ab.

Die E-Bike-Motoren der Zukunft

Zukünftige Elektrorad-Motoren müssen kleiner, leichter und reichweitenstärker sein. Dazu wenden Wissenschaftler am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Entwicklungsmethoden und Erkenntnisse von größeren Antrieben für batterieelektrische Fahrzeuge auf die Pedelec-Motoren an. Neben dem Motor arbeiten die Forscher an der Optimierung von Getriebe, Kühlung, Leistungselektronik und Batterie. „Bislang fehlt bei den meisten Herstellern ein Schnellladesystem. Räder für den Stadtverkehr muss man in einer halben Stunde während des Einkaufens aufladen können, dann kann man die Batterien kleiner, leichter und damit praxistauglicher machen“, sagt Martin Doppelbauer vom KIT. Ein solches Schnellladesystem entwickeln die Karlsruher Wissenschaftler zurzeit gemeinsam mit einem E-Bike-Produzenten.

Wirkungsgrad von nur 70 Prozent

Ein durchschnittliches Elektroauto hat derzeit einen Wirkungsgrad von 90 Prozent. Die zugeführte Energie wird also fast vollständig in Leistung umgesetzt. Beim E-Bike beträgt der Wirkungsgrad lediglich 70 Prozent. „Die meisten Motoren, die heute in E-Bikes verbaut sind, wurden ursprünglich als Antriebe für andere kleine Elektrogeräte entwickelt, zum Beispiel als Lenkhilfe in Autos“, erklärt Doppelbauer. Das mache die Motoren nicht per se schlecht, aber eben auch nicht so optimal, dass sie die allerbeste Fahrleistung erbrächten, so der Forscher vom KIT weiter. Die Neuentwicklungen testen die Wissenschaftler in einem eigens eingerichteten Prüfstand, bei dem die Fahrräder vollautomatisch realistischen Dauertests mit verschiedenen Geschwindigkeiten und unterschiedlichen Fahrzyklen unterzogen werden. Dabei können auch Berg- und Talfahrten nachgestellt werden.