Leicht bergauf im Sauseschritt

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Hannover, 10. September 2012 – Ein leises, knurrendes Geräusch untermalt die Tour über die zahlreichen Hügel: Fröhlich strampelnd und anscheinend völlig mühelos saust der Radfahrer den steilen Weg hinauf. "Ist ja der Wahnsinn ..." hört man noch, dann überholt er die übrigen Fahrer der Gruppe, die keuchend aus dem Sattel gehen oder zu Fuß, ihren Drahtesel schiebend, die Anhöhe mit zehn Prozent Steigung erklimmen. Oben angekommen, wartet er geduldig auf die Mitstreiter, die etwas neidisch auf die seltsame Verdickung seines Rades am Tretkurbellager schauen. Dort verbirgt sich die Kraftquelle, welche diese unangestrengte Eilfahrt die Anhöhe hinauf ermöglicht.

E-Bikes, also Fahrräder mit Elektroantrieb, haben in den letzten zwei Jahren einen erstaunlichen Boom erlebt; 2011 wurden in Deutschland 310.000 E-Bikes verkauft, das sind 55 Prozent mehr als im Vorjahr – Tendenz steigend: Für 2012 rechnet man mit mehr als 400.000 verkauften Elektrofahrrädern. In den Niederlanden waren 2011 bereits 15 Prozent der verkauften Zweiräder elektromotorisiert.

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Leicht bergauf im Sauseschritt (14 Bilder)

Mit Bosch-Mittelmotor, abschließbarem Akkupack und einem Tacho-großen Bedienmodul: Das E-Bike Raleigh Stoker B kostet in dieser Ausstattung rund 2200 Euro.

Dabei ist die technische Grundidee so einfach wie bestechend. Das energie-effiziente Fahrrad (geringes Gewicht, umweltfreundlicher Antrieb) wird um einen leistungsfähigen Elektromotor ergänzt, der aus einem Akku mit ausreichend großer Kapazität gespeist wird – soweit die Gemeinsamkeiten der weithin auch Pedelec genannten Fahrzeuge. Doch schon bei der Positionierung des Motors (Vorderrad- oder Hinterrad-Nabe, Mittelmotor am Tretkurbellager) scheiden sich die Geister, ganz abgesehen von Details wie Rücktrittbremse oder Freilauf, elektrischer Antrieb oder "nur" Unterstützung, Steuerung per Gasgriff oder Sensorik, elektrisch unterstützte Geschwindigkeit bis 25 km/h oder mehr ...

Die Zahl der am Markt erhältlichen Varianten korrespondiert mit der Zahl der Hersteller solcher Fahrzeuge. Neben Unternehmen, die sich schon lange in diesem Marktsegment engagieren – wie Bionx und Panasonic – ist der deutsche Autoelektrik-Experte Bosch ziemlich spät auf den E-Bike-Zug aufgesprungen und hat erst im Herbst 2010 einen eigenen Antrieb vorgestellt. Dieses aus drei Modulen bestehende System – Mittelmotor, der direkt an die Tretkurbel angreift, Akku, Bedieneinheit – wird an Hersteller speziell vorbereiteter Fahrräder verkauft, die beispielsweise das Tretkurbellager den Bosch-Anforderungen entsprechend auslegen. Eine Lösung zum nachträglichen Umbau eines vorhandenen Fahrrades ist das Bosch-System aber nicht.

So funktionierts

Dreh- und Angelpunkt der Steuerung eines E-Bikes ist vielerorts der Anspruch, den Radler (oder die Radlerin) weder mit einem Gasgriff nach Roller- oder Motorrad-Manier zu konfrontieren noch eine Art Tempomat an den Lenker zu schrauben. Denn beides – so die Befürchtung – verändert den Charakter des Fahrradfahrens zu sehr, als dass man von "Radfahren ohne Umlernen" sprechen könnte.

Das Bosch-System versucht, dem Rechnung zu tragen, und verwendet drei Sensoren, die den "Fahrerwunsch" möglichst exakt erfassen sollen. Dabei werden Drehmoment und Trittfrequenz an der Kurbel sowie die Geschwindigkeit des Fahrzeuges am Hinterrad erfasst.

Am Bedienteil stellt das System vier verschiedene Modi – Eco, Tour, Sport, Speed – bereit, die jeweils in drei Stufen aktiviert werden können; solcher Komfort ist selten in der Branche. Der Eco-Modus soll maximale Effizienz bei größtmöglicher Reichweite bieten, während der Speed-Modus eine maximale Unterstützung bis in höchste Trittfrequenzen leisten soll. Je nach Einstellung zeigt das Bedienmodul auch die voraussichtliche Reichweite an, neben aktueller Geschwindigkeit (Tacho), km-Stand und Trip-Zähler, Akku-Ladezustand (fünfstufiger Bargraph), Modus und Fahrstufe.

Die technischen Eckwerte des Antriebs lassen auf eine ziemlich aufwendige Konstruktion schließen – wer verbaut schon ein CAN-Bus-System in einem Fahrrad ... Bosch! Es scheint fast, als ob die Entwickler ins Regal der verfügbaren Lösungen gegriffen haben, um sich beispielsweise aus dem technischen know-how im Bereich Auto-Servo-Lenkung zu bedienen und daraus einen Fahrrad-Antrieb zu bauen.

Die Technik ist laut Bosch-Spezifikation spritzwasser- und staubgeschützt (IP 5K4K) und soll auch allseitigem Spritzwasser mit erhöhtem Druck standhalten, etwa wenn das Fahrrad auf dem Auto durch starken Regen transportiert wird. Unterwassertauglich ist das System aber nicht.

Der 50 Nm drehmomentstarke 36-V-Motor leistet maximal 350 W – die Nennleistung liegt bei 250 W (vom Gesetzgeber bei den Pedelecs so gedeckelt) – und wird aus einem 8-Ah-Akku mit 288 Wh versorgt. Die Leistung des Antriebs orientiert sich dabei an der des Fahrers: Wählt man Stufe 1 des Eco-Modus aus, so leistet der Motor zusätzlich zur selbst in die Pedale getretenen Leistung 30 Prozent zusätzlicher Energie. Bei Stufe 3 des Eco-Modus bringt der Motor 100 Prozent Unterstützung, verdoppelt also die menschliche Kraft. Im Maximal-Falle – Stufe 3 des Speed-Modus – erhöht der Antrieb die menschliche Leistung um das Zweieinhalbfache.

Abhängig vom gewählten Unterstützungsgrad reicht die Kapazität des Akkus für Reichweiten zwischen 60 km (schnellster Modus "Speed", kräftigste Stufe 3) und 145 km ("Eco", Stufe 1). Je nach Ausführung der Fahrrad-Technik sind auch andere Werte möglich; die hier genannten beziehen sich auf eine verbaute Kettenschaltung Shimano Deore LX, die die Kraft des Elektromotors wie die des Fahrers variabel auf die Hinterachse bringt. Die Wahl des passenden Ganges spielt also auch bei einem E-Bike eine wichtige Rolle. Wem übrigens 250 W zu wenig Leistung scheinen, der möge einen Selbstversuch am Fahrrad-Heimtrainer unternehmen und diese Leistung mal testweise "erstrampeln" ...

Der Elektroantrieb macht das Rad rund 4 kg (Motor-Einheit) und weitere 2,5 kg für den Akku schwerer; für weite Strecken, auf denen man zwischendurch nachladen möchte, kommt das rund ein Kilo schwere Netzgerät hinzu – insgesamt also ein technischer Ballast von rund siebeneinhalb Kilogramm. Das Schaltnetzteil lädt den Akku umschaltbar mit 1 oder 4 A Ladestrom, was nach maximal 2,5 Stunden wieder einen vollen Akku beschert. Ein Ladevorgang mit 4 A wird von leisem Gebläsegeräusch begleitet.

Das Innenleben des Systems zeigen zwei Videoclips im Web (Antriebseinheit / Batterie). Dort sieht man, dass der eigentliche Elektromotor im Antriebsmodul erstaunlich klein ausfällt (allerdings schiebt der Demonteur bei 7:26 min nur den Rotor aus der Antriebseinheit, nicht den kompletten Elektromotor, dessen Stator-Teil mit den Wicklungen im Gehäuse verbleibt).

Die Leistungsdaten auf dem Flyer der Bosch-Produktextperten klingen ja durchaus interessant. Doch spannender ist die Frage, ob das System im praktischen Einsatz halten kann, was das Papier verspricht. Für einen ausgedehnten Fahrversuch wählten wir ein recht verbreitetes Modell mit Bosch-Mittelmotor aus (Raleigh Stoker B), charterten dieses Rad samt Ladegerät bei e-motion in Hannover und befuhren damit den Oder-Neisse-Radweg von Zittau bis Usedom entlang der deutsch-polnischen Grenze.

Im direkten Vergleich mit den Alu-Bikes der Mitfahrer wirkte das rund 25 kg schwere Stoker-Rad zunächst ziemlich unhandlich. Angesichts der erwarteten technischen Hilfe hatte der Testradler beim Zusammenstellen des Reisegepäcks recht großzügig ausgewählt – nach dem Motto: Der Motor wirds schon ziehen. Immerhin erfolgte die An- und Rückreise zur Teststrecke akku- und muskelschonend per Bahn, was spätestens beim Überwinden von Bahnhofs-Treppen und Regional-Express-Türen das Gewicht des E-Bikes direkt erfahrbar machte.

Los gehts

Die ersten Fahrversuche im Stadtgebiet brachten Überraschendes zu Tage: Selbst der sparsame Eco-Modus bringt eine spürbare Entlastung. Das Bosch-System macht das gefahrene Rad zwar deutlich schwerer, aber trotzdem nicht weniger wendig – es sei denn, man muss den Elektro-Drahtesel tragen. Der unterhalb des Tretlagers positionierte Antriebsblock lässt den Schwerpunkt des Fahrrades erfreulich tief liegen. Die Bedienung erfolgt weitgehend intuitiv, ein Umlernen ist höchstens insofern notwendig, als man sich an die nachdrückliche Unterstützung des Motors gewöhnen muss. Hebel, Knöpfe, Schalter – sind vorhanden, erschweren aber den Umgang mit der Technik nicht.

Zu Beginn der zehn Tage währenden, rund 500 km langen Tour galt zunächst die Devise: Hauptsache den Akku nicht leerfahren – denn der wurde anfangs nur über Nacht im Hotel geladen. Doch je öfter sich der Wunsch, das Ladegerät in einem Eis-Cafè oder einem Restaurant an eine Steckdose koppeln zu dürfen, als problemlos erfüllbar erwies, desto weniger Zurückhaltung kam bei der Wahl des Unterstützungs-Modus auf. Mit fortschreitender Tour-Dauer zeigte das Bedienteil denn auch immer öfter die eher stromfressenden Modi "Sport" oder "Speed" statt der sparsamen Modi "Eco" oder "Tour" an.

Beeindruckend war die souveräne Kraftentfaltung des Bosch-Motors, gepaart mit der fast natürlichen Art, Tempo und Beschleunigung nur durch das Treten der Kurbel zu beeinflussen – neben Schaltung und Bremsen, versteht sich. Schon beim Anfahren registriert die Sensorik, dass der Fahrer mit Kraft in die Pedale tritt, und aktiviert entsprechend großzügige Motorleistungen. Das Raleigh Stoker B zeigte dabei eine Reaktionszeit von etwa einer halben Sekunde, die zwischen Beginn des Tretens und dem Einschalten des Motors verstreicht. In den beiden schnellen Modi (Sport/Speed) kommt beim Start fast der Eindruck auf, "das Ding geht mir durch ...".

Reduziert man den Kraftaufwand beim Treten etwas, steuert das System den Motor im Sinne einer gleichbleibenden Geschwindigkeit. Wird das Treten des Fahrers langsamer oder setzt ganz aus, stoppt der Motor sofort; das Fahrrad rollt ohne elektrischen Antrieb weiter. Gleiches gilt für den Fall, dass der Tacho mehr als 25 km/h anzeigt. Der Gesetzgeber hat vorgeschrieben, dass bei den Pedelecs der elektrische Antrieb nur bis zu dieser Geschwindigkeit mitarbeitet; wer schneller fahren will, muss selbst und allein für den nötigen Vortrieb sorgen.

In der Ebene verhielt sich der Antrieb unauffällig, auch wenn seine Wirkung kaum zu übersehen war. Mehrere Tage lang hatte strammer Gegenwind eine neue Aufgabenteilung zwischen den Radlern der Gruppe zur Folge: Der Fahrer mit Elektro-Antrieb sorgte als "Wasserträger" vorweg für willkommenen Windschatten. Die abgeforderte Leistung lieferte das Bosch-System stetig und unauffällig.

Ein Tour-Abschnitt durch hügelige Landschaften stellte unerwartete Anforderungen an die Technik: Das E-Bike wurde zum "Schlepper", der manchen Mitradler souverän die Steigungen hochzog. Allerdings erforderte es durchaus den gesteigerten Krafteinsatz des E-Radlers an der Tretkurbel, um dem Bosch-System den erhöhten Kraftaufwand abzuringen. Ohne Eigeninitiative geht es also auch beim E-Bike nicht.

Kinderkrankheiten

So einfach und gradlinig Steuerung und Antrieb arbeiten, so auffallend – auf den zweiten Blick – sind manche Kinderkrankheiten, die das Bosch-System noch hat. Bestes Beispiel dafür ist das laute Krachen, das bei aktivem Elektromotor einen Gangwechsel der Kettenschaltung untermalt. Da der Antrieb den Schaltvorgang nicht erkennt, läuft die Motor-Unterstützung ungebremst weiter, während die Kette ihre Position auf den hinteren Ritzeln verändert. Das führt neben den markigen Geräuschen zu einer unnötigen Abnutzung von Kette und Zahnrädern. Dabei würde ein kleiner Reed-Kontakt im Schalthebel der Shimano-Schaltung ausreichen, um der Elektronik einen anstehenden Schaltvorgang zu signalisieren – und die könnte für einen kurzen Moment den Motor abschalten. Zwar wies Simon Praetze, der Rad-Experte bei e-motion Hannover, darauf hin, dass der Fahrer während eines Schaltvorganges das Treten kurz unterbrechen müsse, doch daran muss man sich wohl erst gewöhnen. In den zehn Tagen der Test-Tour gelang das nur unvollkommen.

Ein unfreiwilliger Ausflug auf eine Piste mit lockerem Sand offenbarte eine weitere Schwäche: Dem Bosch-System fehlt eine Möglichkeit, unterschiedliche Drehzahlen von Vorder- und Hinterrad zu erkennen (Schlupf-Detektion) und notfalls den Antrieb zu stoppen. Mangels solcher Technik schob der Elektromotor das Vorderrad ungestüm und ungebremst in den puder-feinen Sand, der Lenker schlug quer – ein Sturz war gerade noch zu vermeiden. Vielleicht sollten die E-Biker bei Bosch mal im Regal mit den ABS-Bausteinen stöbern ...

Die Möglichkeit, ein Fahrrad mit einem Software-Update auf den aktuellen Stand zu bringen, ist ungewöhnlich – bei Bosch kein Problem. Das war auch nötig, denn auf der Tour verweigerte das System an manchem Morgen nach dem Einschalten den Dienst und deaktivierte sich nach einer Sekunde. Erst mehrfaches Aus- und Wiedereinschalten, verbunden mit dem Aus- und Wiedereinstöpseln des Akkus, brachte die Elektronik wieder zum Laufen. Gern zeigte das Display bei diesen kurzfristigen Initialisierungs-Streiks die Fehlermeldung "033" – übersetzt Kommunikationsprobleme. Der CAN-Bus steht hier anscheinend für die Tücken aufwendiger Technik. Immerhin ließen sich diese Aussetzer durchweg mit Bordmitteln beheben.

Verstimmt reagierte das Rad auch auf eine mehrere 100 m lange Abfahrt mit steilem Gefälle und entsprechend hoher Geschwindigkeit. Der Tacho zeigte über 40 km/h an, was den Bosch-Antrieb zum Abschalten brachte. Erst eine minutenlange Zwangspause mit mehrfachem Aus- und Einschalten führte wieder zu einer erwartungsgemäßen Funktion.

Nach der Rückkehr offenbarte das Bosch-Service-System in der Werkstatt von e-motion eine ellenlange Fehlerliste, die im System gespeichert worden war und die belegte, dass auf der Tour manches nicht erwartungsgemäß funktioniert hatte. Nachdem diese Fehlerliste abgearbeitet und ein Software-Update eingespielt war, lief das System laut Techniker ohne Beanstandungen.

Fazit

Das Fahren mit elektrischer Beihilfe verwöhnt. Die ungewohnten Reichweiten von 70 km und mehr – sonst ist für den Testradler spätestens nach 35 km Feierabend – und die für Gelegenheits-Sportler beeindruckend hohe Durchschnittsgeschwindigkeit weit oberhalb der 20-km/h-Marke sprechen für dieses komfortable und kraftvolle Antriebssystem. Die Akku-Kapazität genügte auch für längere, Fahrer und Technik deutlich beanspruchende Etappen – wenn man einen Zwischenstopp zum Nachladen einplante. Abgesehen von den beschriebenen Eigenheiten, die auf Software-Probleme oder einen vielleicht nässebedingten Wackelkontakt zurückzuführen waren, arbeitete das Bosch-Pedelec tadellos, einfühlsam und drehmomentstark – selbst als Abschlepper. Vor diesem Hintergrund klingt es gar nicht so erstaunlich, wenn E-Bike-Händler Praetze meint: „In fünf Jahren fährt vielleicht die Hälfte der neu verkauften Fahrräder mit Elektroantrieb.“

Zurück zur Test-Tour: Schon nach wenigen Tagen war das Gespür für eine nicht unterstützte Fahrtechnik geschwunden. Das Abschalten des Antriebes, gar der Wechsel auf ein Fahrrad ohne Elektromotor führte unweigerlich zu dem Eindruck, da stimme etwas nicht: „Die Bremsen sind doch irgendwie blockiert, da muss was klemmen, das schleift doch irgendwie, wieso geht das so schwer ...“

Die nächste Tour läuft wieder elektrisch.

Der Autor dieses Berichts fährt von Kindesbeinen an Fahrrad. Er hat außerdem die Fahrerlaubnis für alle zivilen Fahrzeugarten (Pkw, Lkw, Motorrad) und arbeitet im Hauptberuf als Redakteur der c’t in Hannover. (ggo)