E-Bike Motor: Welche Steigung schafft mein Pedelec?

Wie ein Automotor funktioniert wissen wir meist – was Hubraum bedeutet oder PS, wozu der Drehzahlmesser da ist und wofür das maximale Drehmoment steht. Wir können uns sogar für Details wie für obenliegende Nockenwellen und die Anzahl der Ventile je Zylinder begeistern. Beim E-Auto wird es schwieriger, und beim E-Bike?

Deshalb möchte ich für mich und Euch als Leser etwas tiefer gehen als der klassische Motorenvergleich. Und auch das Thema, wo der E-Bike-Motor im Rahmen sitzt, soll hier nur untergeordnet eine Rolle spielen. Es kommt mir hier darauf an, über die Unterschiede in der Kraftentfaltung, in der Tretunterstützung, in der Auswirkung auf das Fahrverhalten zu sprechen.

Mittelmotor, Nabenmotor, Rahmenmotor: Unterschiedliche Stärken

Die Frage Mittelmotor oder Nabenmotor vorn/hinten streifen wir hier nur kurz. Wir wissen, dass der E-MTB-Mainstream momentan (Sommer 2019) beim Mittelmotor liegt (siehe unser Vergleich der Mittelmotoren von Bosch, Brose, Shimano und Yamaha). Hinterrad-Nabenmotoren folgen in der Verkaufszahl mit Abstand danach, haben ihren Schwerpunkt bei den wendigen Urban e-Bikes. E-Bikes mit Motor an der Vorderachse gibt es kaum noch, etwa in manchen Klapp-Ebikes. Als dritte Motorklasse sind in den Rahmen integrierte Motoren, etwa von Fazua oder Vivaxx.

Was sind nun die Merkmale, die uns darüberhinaus interessieren? Gerade beim Thema Steigungen kommt hier das Drehmoment ins Spiel.

Welche Rolle spielt das Drehmoment beim E-Bike-Motor?

Das Drehmoment ist das Produkt aus Kraft x Kraftarmlänge (beim Rad: Kurbelarmlänge, meist 17 oder 17,5 Zentimeter) – also die Power, die das System aus Motor und Muskelkraft auf die Antriebsachse oder zum Getriebe (Kettensystem, oder Nabenschaltung mit Kette, Riemen) bringt.

Beim E-Bike Motor ist es die Kraft, mit der Dich der Motor zusätzlich zu Deiner eigenen Kraft unterstützt.

Was bedeutet es nun, wenn Motoren Dich mit unterschiedlichen Drehmomenten versorgen? Und wirkt sich das auf die Einsatzmöglichkeiten des E-Bikes aus?

Drehmoment-Angaben verschiedener E-Bike-Motoren:

Zunächst ein paar Zahlen zu aktuellen Pedelec-Motoren verschiedener Hersteller und E-Bike-Modelle:

Im Vergleich dazu Motoren mit mehr als 250 W Leistung – also nicht mehr Pedelecs:

  • Optibike MBB, 1500W with 175 Nm of Torque (USA, 28 mp/h)
  • Für die Schweizer SpeedPeds (1,5 kg leichter Motor, stufenlos bis 750 Watt regelbar) ist eine Steigfähigkeit von 45% angegeben (damit müsste das Drehmoment, zu dem ich momentan keine Angabe habe, im Bereich 140-180 Nm liegen)

Das maximale Drehmoment wird in der höchsten Unterstützungsstufe (Fahrmodus Turbo, High, oder auch Extra – je nach System und Hersteller) abgegeben und abhängig von der Kraft, die Du selbst an die Pedale weitergibst.

An der Auflistung erkennst du schon: Mittelmotore liefern das größte Drehmoment. Deshalb sind sie bei E-Bikes im E-MTB und Trecking-Bereich die geeignetste Motorart. Hier geht es schließlich oft mal steil bergauf, oder Steigungen ziehen sich im hügeligen bis bergigen Gelände. Auch bei Cargo-E-Bikes, wo es größere Lasten zu schleppen gilt.

Am stärksten spürst Du (und wirkt) das Drehmoment im „Drehzahlkeller“ des Motors, wenn Dich das E-Bike fast aus dem Stand heraus unterstützt, und in der Unterstützung bei steilen Anstiegen und längeren Steigungen.

Einen „Drehzahlmesser“ haben meines Wissens nicht alle E-Bike-Displays. Ich kenne die Anzeige von meinem Yamaha-Display: Hier werden die rpm (revolutions per minute = Umdrehungen/Minute = U/min) angezeigt. Im Intuvia-Display von Bosch werden keine Trittfrequenz-Angaben angezeigt, sondern mit einem kleinen Pfeil oben links in der Anzeige Schaltempfehlungen gegeben wie beim Auto heute üblich.

Praxis: Welches Drehmoment für welche Steigung?

Für die meisten Fahrer und Motoren stellen tatsächlich Steigungen die größtem Ansprüche an die körperliche Fitness und die Motorpower. An der flachen Küste kann das natürlich auch mal starker Gegenwind sein.

Aber am spannendsten finde ich das Thema Steigungen (-> siehe unser Fahrbericht: Mit dem E-Bike auf die Kampenwand„). Ein interessanter Grundlagenartikel von Dieter Drewanz (-> PDF) aus 2015 zeigt die Auswirkungen unterschiedlicher Drehmomente für die „Steigfähigkeit“ mit dem E-Bike.

Eine Steigung von 12% entspricht oft den steileren Auffahrten bei Tiefgaragen. Eine Steigung von >20% tritt meist nur auf Nebenstrecken in den Bergen auf. An der Kampenwand sind es stellenweise 22%.

„Bei 12% Steigung wäre das notwendige Drehmoment 40 Nm. Ein Motor mit 40Nm würde bei einem 26“-Rad maximal eine Unterstützung bis 12% Steigung ermöglichen bei reinem Motorbetrieb ohne zusätzliche Tretunterstützung. Für eine Unterstützung im Alltagsbetrieb sind das durchaus taugliche Werte für einen Motorantrieb…“

„Für das Gesamtgewicht von 100kg … ergibt sich bei 16% Steigung eine Hangabtriebskraft von 160N. Bei einem 26“ Rad (Radius 32,5 cm gemessen, Felge plus Mantel) ergibt sich somit ein Drehmoment von 52 Nm … Damit das Rad nicht die Schräge herunter rollt, muss entweder eine Gegenkraft von 160N oder ein Drehmoment von 52 Nm aufgewendet werden. „

60 Nm ermöglichen bei einem Rad mit  26″-Felgen (Radius inkl. Reifen 32,5cm) eine Steigung von 23,3%.

Die Tiefgaragenausfahrt sollte man also mit einem fitten Akku und Hinterradnabenmotor gut hochkommen, mit einem guten Mittelmotor mit 83 Nm schafft man auch steile Anstiege in den Alpen mit rund 25% Steigung oder 14° Steigungswinkel (bei gutem Grip und gutem Akku!). Für 90% Unterstützung sind bei 25% Steigung 80 Nm nötig.

Für die Steigungen, wie sie mit aktuellen E-MTB, besonders den All-Mountain- und Endoro-E-Bikes möglich sind, muss also ein möglichst hohes Drehmoment den E-Biker unterstützen.

Noch steilere Climbs als 25%, eventuell bei losem Untergrund, erfordern noch mehr Drehmoment. Entsprechende Drehmomentwerte von > 100 Nm, wie beim Haibike Modell Flyon, waren in dem Artikel aus 2015 natürlich noch nicht in den Berechnungen berücksichtigt …

Die Trittkraft steuert die Leistung – Schaltfaules Fahren kostet Akkupower

Das besondere beim Pedelec ist ja, dass die Motorleistung nicht wie beim Auto über ein Gaspedal gesteuert wird, sondern durch die Tretleistung des Fahrers. Sensoren messen Trittfrequenz (hier ausführlicher über die beste E-Bike Trittfrequenz) und Tretkraft. Zusammen mit der gewählten Unterstützungsstufe wird daraus die Leistung berechnet, die der Motor bringen soll.

Während Autos mit niedriger Drehzahl am sparsamsten laufen, kommt man auf dem Pedelec mit Mittelmotor mit höheren Drehzahlen am weitesten, in der Regel bei einer Trittfrequenz von 75 bis 85 Kurbelumdrehungen pro Minute.

In schweren Gängen bei langsamer Trittfrequenz muss der Motor mehr arbeiten als der Mensch – das kostet Strom. Bei zu hoher Trittfrequenz hingegen kommt der Motor nur sehr schwach zum Einsatz und man selbst ins Schwitzen.

Fitness: Akku und Gelenke profitieren von höheren Trittfrequenzen

“Flottes, lockeres Treten ist auch für Muskulatur, Kreislauf und insbesondere die Kniegelenke deutlich gesünder, als mit langsamem Tritt schwere Gänge zu drücken”, fasst Gunnar Fehlau vom Pressedienst Fahrrad die Meinung von Sportmedizinern zusammen, die sich auf das Fahren mit dem E-Bike übertragen lässt.

Sind eigene Tretkraft und Motorleistung optimal ausbalanciert, läuft das System Mensch-Elektromotor am effizientesten. Dann ist auch die Reichweite einer Akkuladung ist am größten (siehe auch unsere Artikelserie „Alles zur E-Bike Reichweite„),

Weil der Motor des Pedelecs beim langsamen Treten viel Leistung hinzugibt, lassen sich ungeübte Fahrer gern zum „schaltfaulen“ Fahren verführen: Sie fahren im schweren Gang an. Doch damit steigt auch der Stromverbrauch rapide.

Deshalb Gunnar Fehlaus Tipp für E-Bike-Einsteiger:

„Locker in einem leichten Gang anfahren, also mit etwa 50 Pedalumdrehungen. Dann beschleunigen und alle fünf oder zehn Meter einen Gang schwerer schalten, bis man mit 60 bis 70 Umdrehungen im Reisetempo rollt.“

Wieviel Kraft kommt auf der Straße, dem Schotter oder dem Trail an?

Nach der Formel Leistung = Drehmoment x Winkelgeschwindigkeit hängt die Leistung stark von der „Drehzahl“ beim Radeln, sprich der Trittfrequenz oder „Kadenz“ ab. Wieviel Leistung aus der kombinierten Bewegung und Kraft von Beinen und Motor auf der Straße tatsächlich ankommt, hängt dann noch von weiteren Fakoren ab:  Von der Art der Kraftübertragung aufs (allermeistens) Hinterrad und von der Bereifung bzw. vom „Grip“. Nicht umsonst haben Formel-1-Renner breite „Schlappen“, und sportliche E-MTBs für besonders steile Anstiege immer öfter Reifen mit 2.6 oder 2.8 Zoll Breite.

Abseits der Formel 1 bietet sich der Vergleich mit Standardmotorisierungen bei Renault Twingo and Smart ForTwo an: Auch diese haben Ihre Leistungsmaximum bei einem Drehmoment von etwa 90 Nm.

Wie hängen Trittfrequenz und Drehmoment zusammen?

Bei niedriger Trittfrequenz und hoher Kraft wird das maximale Drehmoment des Motors zur Unterstützung benötigt. Also beim Anfahren, bei steilen Passagen, beim kurzfristigen starken Beschleunigen. Bei höherer Trittfrequenz unterstützt das Drehmoment z.B. besonders bei langen Steigungen und bei Gegenwind. Je höher das verfügbare maximale Drehmoment, desto „flacher“ fühlen sich Steigungen an.

Eine Trittfrequenz von > 75 Umdrehungen pro Minute empfiehlt übrigens auch die Sportmedizin. Je höher die Trittfrequenz, desto weniger Kraft wird bei gleicher Leistung benötigt – von Kniegelenken wie vom Motor. Deshalb ist das auch akkusparend und besonders effektiv.

Übrigens wirst du als Patient in der Reha auf 75 u/min trainiert – das ist die unterste Grenze, die man dort treten sollte, um Kniebelastungen möglichst gering zu halten. Deshalb gilt:

Zum starken Motor gehört eine ausreichend abgestufte Schaltung

Deshalb machen gute Schaltungen mit hoher Übersetzungsbandbreite z.B. am Berg Sinn: Damit kann ich auch bei langsamen Geschwindigkeiten (oder beim Anfahren) mit relativ hoher Trittfrequenz im optimalen Bereich fahren.

Du fährst ja auch mit dem Auto nicht im vierten Gang den Berg hoch oder an der Ampel los…

Kettensysteme sind in der Kraftübertragung in der Regel etwas effektiver als Nabenschaltungen. Deshalb setzen E-MTBs vor allem auf diese Schaltungen etwa von Shimano. An Vielzweck- und Trecking-Bikes machen auch Nabenschaltungen mit guter Gangabstufung (z.B. 14 Gang) Sinn.

Einige automatische Schaltungen wie die elektronische 14-Gang-Nabenschaltung Rohloff E-14 schalten beim Anhalten übrigens automatisch in den niedrigsten Gang runter – eingesetzt etwa beim Riese & Müller Delite Mountain Rohloff – nachzulesen in unserer Besprechung des R&M Delite. Ein sehr sinnvolles Feature, gerade für noch nicht so erfahrene oder weniger schaltfreudige E-Biker.

Aktuelle E-Bikes in der Übersicht

Eine aktuelle Übersicht lieferbarer E-Bikes mit verschiedenen Motorkonzepten findet Ihr hier:

Habt Ihr Korrekturen oder Ergänzungen? Sehr gerne unten in den Kommentaren – danke!

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Author: ebikespass

E-Bikes verbinden für mich ideal Frischluft, Fitness und eine ordentliche Entdeckungsreichweite ... Ich habe früher Motorradfahren genossen - Pedelecs machen mir heute mindestens genau soviel Spass - und sind dabei gut für die Umwelt, den Körper und die Seele! Ein persönliches Dankeschön an alle, die mit ihren Kommentaren, eigenen Erfahrungen und Fragen diesen E-Bike-Blog weiter aufwerten! Was brachte Euch zum E-Biken? Was macht am meisten Spass, was ärgert Euch? Stellt Ihr Euch noch Fragen vor dem Kauf? Gerne in den Kommentaren Fragen stellen oder Eure Anregungen und Kritik - wir antworten!

39 Kommentare

  1. Hallo,

    Ich würde mir gerne ein Cube Bike zulegen. Entweder das Touring Hybrid one 625 was laut Angabe 65nm hat oder das Nuride pro 625. Besser gefällt mir das Touring. Ich bin allerdings 95 Kilo schwer und muß jeden Tag einen ziemlich langen Berg bezwingen. Reichen da die 65 nm oder soll ich doch besser auf die 85 nm bauen?

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    • Hallo Brit,
      der Motor im Nuride pro 625 ist die neueste Generation von Bosch (Gen.4). Der im Touring Hybrid ist älter (Gen. 3).Von daher würde ich die moderne Variante vorziehen. Die 65 Nm reichen allerdings auch für längere Steigungen, wenn Du selbst so ~medium Kraft und Kondition mitbringst. Das Nuride ist auch etwas leichter und hat 10-Gang-Schaltung, Kette. Auch damit bist Du flexibler (denke auch an Gepäck, Touren mit Steigungen > 13% … Ich finde den Preis, wenn das unter 3000 € liegt, auch ziemlich gut dafür. Was gefällt Dir an dem Touring besser? Und hilft Dir dieser Rat? Viel Spaß jedenfalls schon mal!

  2. M[Nm]=r[m]*m[kg]*a[m/s²]*sin Alpha[°]
    Alpha= arctan Steigung[%]/100 23,3% = 13,1°

    Bei 100kg Gesamtgewicht erzeugt die Hangabtriebskraft ein Moment von 72,4Nm (r=0,325m)
    PS:
    Mein Bosch Classic Plus Speed MY2014 ist nach 13000km defekt. (ca. 20 Cent/km)

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    • Danke, beeindruckend, und ähm …? Vielleicht ein erklärender Satz dazu?

  3. rpm = „revolution per minute“ und nicht „rounds per minute.“ Bitte ausbessern.

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  4. Hallo, sehr interessanter Artikel! Laut eBike-Connect und eigener Berechnungen (und regelmäßiger Übung) habe ich mit meinem KTM 271 LFC und der Bosch Performance CX mit 85 NM auch schon über 38% Steigung bewältigt. Die Trittfrequenz auf der Strecke bei Innerwald lag bei über 110 rpm. Mehr Details hier: https://doktor-ebike.de/38-prozent-steigung-bei-innerwald-mit-dem-e-bike. Die Geschwindigkeit lag im Maximum bei 13,5 km/h (mit 125 rpm). Auf der Skipiste Aschau bin ich vermutlich auch schon über 40% bergauf gekommen (Grasweg). Das Problem ist dabei neben der Bodenbeschaffenheit vor allem die Körperhaltung: Mit einem „SUV“ wie dem KTM 271 LFC mit hohem Schwerpunkt vorne droht man permanent vorne abzuheben. Daher muss man sein Gewicht so weit nach vorne verlagern wie es irgendwie geht. Mitunter noch ganz vorn auf der Sattelspitze sitzen … Unbequem, funzt aber.

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    • Danke Oliver,
      schöner Artikel und gute Ergänzung hier!

    • Ich hab vorgestern tatsächlich nochmal eine deutlich steilere Strecke gefunden und diese auch (im zweiten Anlauf) geschafft. Wenn meine Wasserwage richtig gemessen hat, waren das am steilsten Stück über 45% (auf eine Länge von 30-50m). Über die Gesamtdistanz waren es rund 35% auf 90m. https://doktor-ebike.de/diesmal-bis-zu-46-steigung-mit-dem-e-bike

    • Hallo, der Bericht verzerrt zugunsten der Mittelmoteren von PR kräftigen Herstellern und lässt wichtige Vorteile von Heckmotoren weg.
      1. Es gibt auch Heckmotoren, die hohes Drehmoment haben. Der Das-Kit, X15 Heckmotor, 55Nm, 48V 250W von NCM/ Leoncycle und das BionX System- Beide für MTB und Lastenrädern geeignet.

      2. Bei Mittelmotoren ist immer ein hoher verschleiß an Kette, Kettenblatt, Ritzelpaket einzuplanen. Alle 2000 KM und bei Schalten unter Motorlast auch gerne früher, gibt es bei Mittelmotorsystemen defekte. Ausnahme: Zahnriemen Antrieb und Nabenschaltung. Aber diese Bikes kosten soviel wie ein 7e Microcar wie den Citroen Ami.Hein Heckmotor gibt seine Kraft ohne Kette Ritzel direkt an das Hinterrad ab und der Schwachpunkt von Mittelmotoren fällt weg.

      Ich fahre seit 5 Jahre ein NCM Venice Plus und wohne im bergischen Land. Es hat einen DAS Kit 48 V Heckmotor und habe nach 14.000 KM keine Probleme. Auch an Bergen habe ich keinen Mankos. Die Wartung beschränkt sich auf Verschleiß an Reifen und Bremsen, was aber jedes Bike hat. Und auf 2,6 mm V2A Speichen am Hinterrad sollte jeder über 80 KG nachdenken, damit Speichenbrüche nicht nerven.

      Das war es aber beim NCM Venice mit 5 Jahren und 14.000 KM.

    • Wir haben hier verschiedene Artikel sowohl zu Mittelmotoren als auch zu Hinterrad-Nabenmotoren, und zu beiden findest Du auch Fahrberichte. Z.B. zu den Coboc-E-Bikes mit Heckmotoren. Die angegebenen Erfahrungswerte und technischen Daten sowie Berechnungen verzerren auch nichts, und der Artikel wurde nicht gesponsort oder von irgend jemandem vorgegeben. 55 Nm sind für einen Heckmotor schon ein hohes Drehmoment, trotzdem sind die Heckmotoren nicht für Trails und steiles Gelände gedacht und technisch konzipiert. Wenn Du eher auf Asphalt oder relativ festen Wegen unterwegs bist, kann ein Heckmotor auch in hügeligem Gelände ausreichen. Ich wünsche weiter viel Süaß, und darum geht es ja, mit Deinem NCM!

  5. Hallo,

    zunächst erst mal vielen Dank für deine Antwort,war für mich hilfreich.Noch eine Bitte, ich bin 185 cm gross und wiege 107 Kg,welche Radgröße wäre für mich richtig ? Meine Touren sind sowohl flach als auch bergig.

    danke dir im voraus

    mit freundlichem Gruß

    Udo

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    • Hallo Udo,
      in diesem Bericht habe ich über die E-Bike-Suche für einen Freund berichtet, der ähnlich stattlich ist wie Du: https://ebikespass.de/xxl-e-bikes-2020-eine-suche/. Von der Größe her wird wohl L oder XL in Frage kommen. Am besten in einem Radladen mal Deinen Körper vermessen lassen – es ist besonders wichtig dass Du Dich auf dem E-Bike sicher und ergonomisch wohl fühlst. Gerne weitere Fragen, lass uns gerne wissen, wie Du Dich entscheidest.

  6. hallo,
    ich möchte mir ein E-Bike kaufen und habe überhaupt keine technischen kenntnisse. Bin 70 jahre alt und durchschnittlich fit. Wohne in einer Gegend wo es bergig ist. Ich würde mir einn relativ starkes Bike wünschen wegen der Umgebung. Die Gegend ist etwa mit den Westerwald zu vergleichen. Für eine Beratung wäre ich sehr dankbar.

    Udo

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    • Hallo Udo,
      ich würde ein E-Bike mit einem Mittelmotor empfehlen, z.B. Bosch, Yamaha oder Shimano, mit 70 NM Drehmoment aufwärts, damit Du auch an längeren Steigungen genug Unterstütung bekommst. Das sind meist Modelle ab etwa 2.200 Euro. Wichtig wäre noch Dein Gewicht – viele Modelle sind nur bis 125 oder 130 kg Gesamtgewicht (inkl. Gepäck, Trinkflasche etc.) zugelassen. Es gibt aber auch welche bis 150 oder 160 kg. Wenn Du einen Händler in der Nähe hast, schau was der für passende Marken und Modelle führt und fahre auf jeden Fall Probe, möglichst mehr als nur eine Runde vor dem Geschäft. Evtl. kommt statt Kettenschaltung auch eine Nabenschaltung wie Enviolo in Frage – damit tust Du Dich leichter, wenn Du schon lange nicht mehr Rad gefahren bist. Wenn es doch öfter steil wird, dann doch eher Kettenschaltung. Auf jeden Fall vom Händler einweisen lassen, das Rad dann gut einstellen lassen und evtl. auch ein Einsteiger-Fahrtraining buchen. Hast Du weitere Fragen?

  7. Seit gestern wird mir „Motor Power“ angezeigt.ES ist beim Fahren ein komischer Ton zu hören,
    was kann das sein?

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  8. Okay nochmals vielen Dank für die Hilfe. In diesem Fall spricht doch eigentlich nichts gegen den Kauf eines Cowboy oder Ampler Bikes? Alles sprechen immer von Mittelmotoren usw. Aber wenn man nicht auf eine 5 stunden Tour im Gebirge geht, sondern die Steigung nach 20 Minuten rum ist, ist das doch alles egal?

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    • Bei den Hinterrad-Nabenmotoren würde ich so bei maximal 12-15% Steigung die Grenze sehen. Kommt sehr auf das Gelände an, wie die Empfehlung aussieht.

  9. Hallo ebikespass,
    ich habe eine Anfrage zum Trecking Bike Haibike SDURO Treking 2.0 und Kalkhof ENTICE 3. B Move.
    Welches von beiden ist eurer Meinung nach das bessere Bike?
    Gebt mir mal einen Info. Ich danke.
    mfg
    Winfried Schmitz

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    • Hallo Herr Schmitz,
      zwei gute Pedelecs zur Wahl. Beim Haibike mit Yamaha PW-ST-Motor, beim Kalkhoff mit Bosch Performance. Es ist nicht der Performance CX mit 75/85 Nm, sondern Performance mit 65 Nm. Der Yamaha ist mit 70 Nm eine Idee stärker. Beides sehr gute Motoren. Beim Haibike hast Du die etwas höherwertige 10-Gang Shimano Deore Schaltung, beim Kalkhoff die 9-Gang Shimano Altus Einsteiger-Schaltung (bei Kalkhoff steht allerdings 8-Gang auf der Website, in einem Test lese ich 9-Gang). Bei Gewicht und Zuladung sind beide ähnlich. Beide Trekking-Bikes – v.a. beim Kalkhoff – sind sicher keine Kletterkünstler, wenn es sehr steil wird. Der etwas flachere Lenkwinkel beim Haibike (70° vs 72°) und die etwas kürzere Kettenstrebe (470mm vs 480mm) sprechen für etwas mehr Laufruhe und trotzdem Wendigkeit beim Haibike. Ich würde persönlich zum Haibike tendieren. Hilft Dir das weiter?

  10. Ich interessiere mich für das Prophete eSUV E-Bike 28 mit AEG ComfortDrive Motor. Das E-Bike ist mit einer Shimano-Nabenschaltung ausgestattet. Der AEG Motor soll max. 100 Newtonmeter Drehmoment bringen. Nabenschaltungen sind bekanntlich empfindlich. Deshalb vermute ich, dass der Motor gedrosselt wurde.
    Wer von euch weiß darüber mehr.
    Gruß Klaus

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  11. Wie sieht es eigentlich mit dem Velospeeder von Velogical aus? Der Hersteller behauptet, dass sein Motor die höchste Leistung entfaltet bei höchster Drehzahl!? somit wäre diese Lösung gerade für Bergstrecken doch wohl eigentlich nicht geeignet oder habe ich da was missverstanden?

    Diese Lösung hat halt den großen Vorteil der NACH-Rüstung und des leichten Gewichts.

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    • Hallo Ralph,
      falls Du Dich auskennst mit diesem Nachrüst-Motor könntest Du gern über diesen „Weltleichtester E-Motor für Fahrräder“ berichten oder uns Deine Erfahrungswerte durchgeben!?

      Ich kann mir vorstellen, dass von dem auf der Seite angegebenen Drehmoment des Motors (40 Nm/60 Nm) durch Schlupf und Reibung nur ein Teil am Reifen ankommt, speziell auch bei feuchtem Wetter. Das deutet sich aus der Angabe „Vortrieb 60 Newton/100kg Steigung x% abzüglich 6%“ auch an. Das liest sich für trockenes Wetter wie eine angenehme Tretunterstützung, bis zu Steigungen von sagen wir bis 8%, darüber und bei Nässe könnte ich mir das Ganze als zu verlustbehaftet vorstellen. Perfekt für Köln und Frankfurt, weniger für Stuttgart und Würzburg …

      Ich ergänze mal zu dem durchaus interessanten Antrieb ein Statement des Herstellers Velogical: „Der Vortrieb der Motoren ist 40Newton bzw. 60 Newton (nicht zu verwechseln mit Newtonmetern, die für Kunden weniger aussagekräftig sind). Bei 100kg Gesamtgewicht subtrahieren die Motoren 4% bzw. 6% einer Steigung X%. Der Rest ist bei ca. doppelter Geschwindigkeit und halbem Tretseinsatz zu bewältigen. Man kommt mit spürbarer Unterstützung für das klassische leicht-robuste Fahrradkonzept überall dort hoch, wo man mit seiner Gangschaltung auch ohne Motor hochkommt. Export nur an technisch ausgesprochen Versierte, die sich ohne Auslandsservice selbst helfen können.“ Hier zu einem Video, wo der Erfinder interviewt wird.

      Interessant von der Homepage: „Variante für Flugtouristen“ – der vielleicht einzige E-Motor, den man mitnehmen darf (inklusive der 2x 95Wh LiIon-Akkus?)?

      Müsste man mal probefahren …

  12. Hallo! Habe den Artikel über die EBikes und solche Sachen wie Drehmoment etc. gelesen. Bei einem steilen Anstieg über 6 km Schotterwaldweg kam ich sehr ins schwitzen und meine Kumpels fuhren locker den Berg hoch. Ich bin der fueste und kam am schlechtesten hoch und war oben ko. Ich habe ein Kalkhoff Include I8R Wave mit 704 Watt. Das müsste doch reichen, oder habe ich zu wenig Newton Meter?

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    • Hallo Rainer,
      von der Papierform her sollte Dich der Impulse EVO Motor mit seinem hohen Drehmoment von 80 Nm locker den Berg hochbringen. Ich nehme an, Du bist im stärksten Unterstützungsmodus gefahren? Oder hast Du Akku gespart und bist nur in der mittleren Stufe gefahren? Eventuell waren auch andere Einflüsse für Deine hohe nötige Anstrengung die Ursache. Evt. zu dünne Reifen auf dem Schotter, evtl. zu wenig Grip? Oder die 8-Gang-Nabenschaltung frisst etwas Kraft? Für steile Waldwege wären sicher auch 10-14 Gänge besser geeignet. Dann dreht der Motor, wenn Du in niedrigem Gang schneller trittst, wahrscheinlich in der idealeren /effektiveren Trittfrequenz.

      Wie kommst Du auf 704 Watt? Der Motor im Pedelec darf ja nur 250 Watt Dauerleistung (Durchschnitt der Leistungsabgabe), nur in Spitzen mehr liefern. Oder ist mit 704 die Zahl der Wattstunden des Akkus gemeint? Hast Du einen Link zu Deinem E-Bike-Modell?

      Schöne Grüße und gute Fahrt!

  13. Ich wollte zur Gotzalm bei Berchtesgaden mit meinem umgebauten 26“ Winora Fahrrad fahren.35km 13% durchschnittliche Steigung.
    Mein Heckmotor von Bafang 36v 250W ist zu schwach und wurde zu heiß.
    Welchen Bafang heckmotor kannst du mir empfehlen.

    MfG Franz

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    • Hallo Franz, schau mal nach Bafang H800. Allerdings wird der mit 350 Watt / 500 Watt angegeben, ob er auch im Pedelec oder nur S-Pedelec (dann mit Versicherungskennzeichen) zu fahren ist, müsstest Du klären. Allerdings bringen Dich seine 55 Nm Drehmoment eine Strecke von 35km mit durchschnittlicher Steigung von 13% auch nur dann hoch, vermute ich jetzt mal, wenn Du selbst einigermaßen fit bist und Dich nicht zu stark unterstützen lässt.

  14. Ist denn ein direkter Drehmoment-Vergleich von Mittel- und Nabenmotoren korrekt? Nabenmotoren-Momente sind doch „effektive“ Drehmomente direkt an der Fahrbahn, die Momente der Mittelmotoren kommen hingegen über das Übersetzungsverhältnis des Antriebes verändert an, oder nicht?

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    • Der größte Unterschied liegt meines Wissen darin, dass der Hinterradmotor ohne weiteres „Getriebe“ wie Kette oder Riemen die Kraft übertragen kann. Insofern gleicht das ein paar Newtonmeter aus, ja – vielleicht 10% bei einem Riemenantrieb und 5% bei Kette (grobe Schätzung – wer genaueres weiß kann gerne korrigieren). Die Stärke der Trittunterstützung wird v.a. übers Drehmoment erreicht, von 125% bis 360%. Daraus resultiert dann die Gesamtkraft, die sich z.B. bei Steigungen bemerkbar macht. Hier macht der Unterschied zwischen 50 NM und 70NM oder 90NM schon einiges aus. Auch der Reifendruck ist übrigens wichtig, der sollte nicht zu niedrig sein, gerade bei diesem City-E-Bike. Sonst kostet das nochmals einige Prozent an Vorschub.

    • Der Unterschied ist natürlich NICHT ein paar prozent hin oder her.

      Beim Hintetradmotor sitzt das Drehmment unmittelbar am Hinterrad und das dreht sich dann z.B. mit 210 U/min.

      Beim Mittelmotor sitzt das Drehmoment am tretlager und das dreht sich vielleicht mit 70 U/min. Um dieselbe Geschwindigkeit zu erreichen wird es dann zum Hintetard mit 1:3 untersetzt, von dem 75Nm am Tretlager kommen also hinten noch 25Nm an.

      Der Bergvorteil der Mittelmotoren ergibt sich erst, wenn man mit sehr kleinen Gängen und entsprechend kleineren Untersetzungen fährt, dann kommen hinten bei keiner Geschwindigkeit auch sehr hohe Drehmomente an.

      Weiterhin sind diese Angaben sowieso alle an der Grenze zur Lüge und haben mit der Realität wenig zu tun.

      mechanische Leistung P(M) = 2 * Pi * M * n mit M = Drehmoment in Nm und n = Drehzahl in 1/s

      Nehmen wir wieder unseren Mittelmotor mit angeblich 75Nm. Würde man jetzt mit 70U/min kurbeln macht das eine Drehzahl von n= 1,17/s und damit eine Leistung von
      P(M) = 550W. Das ist gerade noch so denkbar, wenn man sich die Leistungsaufnahme der Motoren aus dem Akku anschaut und einen Wirkunsgrad von optimitisch 80% annimmt.

      Ob so ein Motor noch Pedeleckonform ist ist eine ganz andere Frage, derzeit scheint man das so zu tolerieren.

      Höhere Werte bei Mittelmotoren sind reine Phantasie (außer die Antriebe ziehen entsprechend extrem hohe Leistungen aus dem Akku) bzw sie treten bei sehr niedrigen Drehzahlen auf, die man außer beim Anfahren auf den ersten 3 Metern sonst nie tritt.

      Analoges gilt für Heckmotoren. Ein Heckmotor mit 40Nm liefert bei 25km/h im 28″ Laufrad (entspricht 3,2/s) eine mechanische Leistung von fast 800W, muss also wenigstens 1000W aus dem Akku ziehen.
      Das kommt bei manchen Systemen heute so vor, aber auch hier gilt, dass größere Werte sehr wahrscheinlich nur noch reine Phantasieangaben sind.

      Man soll sich als Käufer nicht von solchen Zahlen verarschen lassen.

    • Hallo Ceph, erstmal herzlichen Dank für Deine Antwort an den Fragesteller und Deinen Kommentar hier im Blog. Ich freue mich über eine kompetente Beteiligung hier. Wenn ich Dich richtig verstehe, triffst Du drei Aussagen:

      • Die Drehmomentangaben der Hersteller sollten nicht einfach geglaubt werden, egal welche Motorart
      • Größere Werte als 40 Nm bei Heckmotoren oder 75Nm bei Mittelmotoren hältst Du eher für Phantasieangaben
      • Drehmomentwerte von Hinterrad- und Mittelmotoren können nicht direkt verglichen werden und sagen daher nicht viel aus über die effektiv Unterstützung z.B. beim Anfahren oder an Steigungen.

      Habe ich Dich richtig interpretiert?
      Meine eigenen natürlich subjektiven Beobachtungen sind folgende, natürlich bei vergleichbarer Gangeinstellung, beides per Kette geschaltet:

      • Die Unterstützung beim Anfahren (Ampel, flache Strecke) kann bei Heckmotoren ähnlich stark sein wie bei Mittelmotoren. Ich vergleiche hier den Bafang Heckmotor am Coboc TEN Torino mit maximal eingestelltem „Initial Boost“ mit den Yamaha PW Mittelmotor meines Haibike SDURO HardSeven, etwa in Stufe Standard. Stufe High am Mittelmotor macht m.E. beim Anfahren in der Stadt im normalen Verkehr keinen Sinn, da zu schnell.
      • Die Unterstützung am Berg (ca. 10-12% Steigung) wirkt beim Bafang Heckmotor am Coboc TEN Torino mit maximal eingestellter „Power“ etwa so wie der Yamaha PW Mittelmotor, hier in Stufe Standard (Stufe drei von vier Stufen: Eco+ – ECO – Standard – High).

      Für mich passt das zu den angegebenen Drehmomenten von etwa 45Nm (Bafang) bzw. 70Nm (Yamaha PW) – Werte von hier.

      Was für mich durchaus plausibel ist: Motoren, die die Getriebeübersetzung mit nutzen können (wie die meisten Mittelmotoren, z.B. der TQ-Motor mit dem neuartigen Pin Ring-Getriebe), sind besser optimierbar (Temperatur, Wirkungsgrad) als Motoren, die dies nicht können (getriebelose Nabenmotoren).

      Dass etwa die Firma TQ-Systems es nötig hat oder sich leisten kann, mit 120Nm beim TQ-Motor (wie im M1 Spitzing oder Haibike FLYON eingesetzt) eine Phantasiezahl anzugeben, finde ich schwer nachvollziehbar. Allerdings sprach einer der TQ-Motorenentwickler, Toni Rossberger, im Interview (Video eingebettet hier) tatsächlich davon, dass mit dieser Leistung eine Grenze erreicht sei. Ob dies an der dann fehlenden Traktion, der Materialbeanspuchung, der Radgeometrie oder der Motortechnik liegt, verriet er nicht.

      Zur Ausgangsfrage hier von Peter Reichel würde ich nochmal formulieren: Die Nabenmotoren-Drehomente kommen tatsächlich direkt an der Fahrbahn an, wenn der Nabenmotor kein eingebautes Getriebe besitzt. Beim Mittelmotor können im kleinen Gang und über längere Beanspruchung am Berg trotzdem seine höheren Drehmomente an der Fahrbahn ankommen, eventuell ist er dann auch effektiver, was die Leistungsnutzung angeht. Kannst Du da mitgehen, Ceph?

    • Ein Getriebe ist ein Drehzahl und Momentenwandler. Mit einem entsprechenden Getriebe könnte mich auch eine Taschenuhr die Einfahrt oder den Berg hochziehen. Extrem langsam natürlich. Daher muss man das Getriebe natürlich bei einem Vergleich mitberücksichtigen.
      Die reine Nm Angabe ist sinnlos, es braucht Motorkennlinien um den besseren auf dem Papier bestimmen zu können. Die bekommt man aber recht schwer als Kunde.

    • @Ceph

      Ein wenig genauer muss man schon werden .. zumindest, wenn man die Konformität von Pedelecs mit bspw. 80 Nm Drehmoment anzweifelt, resp. das Drehmoment selbst. Rechnen wir doch mal genauer:

      Folgende Ausgangssituation: 28″ Rad mit 2250 mm Radumfang, 70 Umdrehungen pro Minute, 38/11, 80 Nm Drehmoment

      Zunächst die resultierende Geschwindigkeit: 2250 mm x 1,17 1/s x 38/11 ~ 33 km/h
      also bereits mehr als 30% über dem (legalen) Unterstützungsbereich. Schon deswegen ist das Beispiel schlecht gewählt, ein legales Pedelec unterstützt bei dieser Geschwindigkeit längst nicht mehr.

      Rechnerisch ergäben sich also für 25 km/h zunächst einmal nur 53 Upm der Kurbel (und nicht 70 Upm). Bei 80 Nm Drehmoment wären das dann 440 W Leistung. Illegal ? Nein, denn: StVZO, §63a

      (2) Als Fahrrad gilt auch ein Fahrzeug im Sinne des Absatzes 1, das mit einer elektrischen Trethilfe ausgerüstet ist, die mit einem elektromotorischen Hilfsantrieb mit einer größten Nenndauerleistung von 0,25 kW ausgestattet ist,

      „Nenndauerleistung“ ist hier das Zauberwort.

      Welche Leistung ist dagegen nötig um 25 km/h zu halten ? Gut, das hängt natürlich von vielen Parametern ab, aber ein guter Rechenwert (Fahrer 1,75 m, 100 kg Gesamtgewicht, übliche Bereifung Tourenrad, leichte Steigung von 1% mit, nahezu windstill) liegt bei ca. 200 W am Rad. Mehr Leistung braucht es dazu nicht. Wenn man dagegen konsequent 550 W am Hinterrad anliegen hätte, würde obiges Rad bis auf ca. 41 km/h beschleunigen …

      Bei 200 W an Rad müsste der Akku dann ca. 200 W x 1.25 (wg. Wirkungsgrad Motor/Ctrl) x 1.1 (wg. Wirkungsgrad Kette, konservative Annahme von nur 91%) x 1.1 (wg. Wirkungsgrad Akku), also rund 303 W Leistung erbringen. Ein (nom.) 600 Wh Akku wäre dann nach recht genau 2 h leer, das entspräche einer Reichweite von rund 50 km (das passt für 100% Unterstützung und 25 km/h sehr gut).

      Woher die scheinbare Diskrepanz ? Weil man die Beschleunigungsphase auf die 25 km/h und die Geschwindigkeitshaltephase für 25 km/h natürlich gesondert behandeln muss.

      Daran, dass ein Elektromotor dieser Größe an 36/48V relativ problemlos 80 oder 100 Nm Drehmoment bei 33:1 Übersetzung (Motordrehzahl-Kurbeldrehzahl) schaffen kann, sollte man eher nicht zweifeln. Solche Motoren können kurzzeitig auch die doppelte oder gar dreifache Leistung abgeben. Wäre dem nicht so, wären den „Tuninggelüsten“ diverser Posterer hier nämlich ganz enge Grenzen gesetzt.

      Und kurzzeitig bleibt es, weil man eben nur bis 25 km/h unterstüzt (die man recht fix erreicht hat, so man sich nicht die Eiger-Nordwand hochquälen will). Die Leistung selbst wird dann rein elektronisch begrenzt, einmal um den gesetzlichen Anforderungen nachzukommen, aber auch, damit der Motor nicht irgendwann abraucht.

    • Mir ist das alles zu kompliziert Einfache Frage: Bin Vanmoof und Ampler (14 Gang) zur Probe gefahren, im Mittelgebirge! Beide haben am Berg nur bis ca. 18 kmh unterstützt – dann ging die Puste aus. Man hat mir gesagt, dass mich auch ein Bosch Mittelmotor nicht mit 25kmh den Berg hoch schiebt. Ist das wirklich so?

    • Das kommt wirklich darauf an, wie viel Kraft Du selbst aufbringen kannst. Ein Bosch CX Performance unterstützt Dich bis zu 340% – das heißt, Deine eigene Tretkraft wird mit 3,4 multipliziert. Wenn die groß genug ist, kann das auch bis 25km/h am Berg reichen. kommt aber auch sehr drauf an wie steil es gerade ist. Von allein „schiebt“ Dich kein E-Bike-Motor (genauer: kein zugelassener Pedelec- oder S-Pedelec-Motor). Vielleicht wäre für Dich ein Brose SMag was, der unterstützt bis 410%, soviel ich mich erinnere, auch bei geringeren Trittfrequenzen (Pedalumdrehungen) als der Bosch CX. Oder fahre ein E-Bike mit dem neuen Shimano EP8 Probe, der unterstützt bis 400%. Die aktuellen Werte findest Du hier: https://ebikespass.de/e-bike-mittelmotor-vergleich/

    • Ich habe die SpeedPeds in die Vergleichsliste aufgenommen. Kannst Du etwas mehr Info dazu geben, den Nm-Wert? Gerne auch Fahrbericht, Bilder, Videos (die Website habe ich gesehen). Mit etwas mehr Hintergrund könnte ich hier darüber berichten, über den Spass mit dem Speed …

    • Vielen Dank für die Antwort. das ist wirklich interessant, ich dachte immer die dürfen einen bis 25 kmh anschieben egal ob ich nur symbolisch trete oder wirklich Kraft aufwende. Auf meinem Weg zur Arbeit muss ich 200 höhenmeter zurücklegen und wollte eigentlich ohne Schweiß bei der Arbeit ankommen. Bei den Steigungen ist es nicht unrealistisch, dass ich nicht mehr als 3 kmh schnell fahren kann. Das wären dann ja nur ungefähr 10 kmh Geschwindigkeit. Schwierig …

    • Wenn Du die Steigung ohne Motor mit Schrittgeschwindigkeit hochkommst, dann sind mit Motor so um die 10-15km/h drin. Sehr steile Steigungen (20%) schaffe ich mit dem Yamaha PW-X mit 70Nm z.B. mit 12-13 km/h.

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