Wo man auch hinschaut – inzwischen hat fast jeder namhafte Hersteller E-Bikes im Angebot, die als elektrischen Antrieb auf einen Nabenmotor im Hinterrad setzen. Kein Wunder, denn dieser Antrieb bietet besonders bei E-Bikes für den urbanen Einsatz zahlreiche Vorteile, mit denen der typische Mittelmotor nur schwer mithalten kann.
Der Nabenmotor sorgt für eine kultivierte Fortbewegung
So sind moderne Nabenmotoren äußerst kompakt, womit sie sich unauffällig ins Bike integrieren lassen. Kombiniert mit einem schlanken Akku im Rahmen fällt der E-Antrieb dann optisch kaum noch auf. Doch nicht nur das: dank der kleinen Abmessungen fällt auch das Gewicht dieser Antriebssysteme meist sehr gering aus und ermöglicht damit den Bau besonders leichter und agiler E-Bikes. So wiegt beispielsweise der neue M100-Nabenmotor von MIVICE mit einem kompakten Durchmesser von 100 mm gerade mal 1,75 kg – erreicht aber ein ordentliches Drehmoment von 40 Nm!
Zu den weiteren positiven Aspekten des Nabenmotors gehört sicherlich auch die geringe Geräuschkulisse, die eine erstaunlich leise Fortbewegung ermöglicht. Dies gilt übrigens nicht nur für Singlespeed-Bikes mit Zahnriemen, sondern trifft auch bei Modellen mit Kettenschaltung zu: denn während beim Mittelmotor die volle Kraft des Antriebs auf die Schaltung geht und dadurch häufig für ein lautes Krachen beim Schaltvorgang sorgt, schaltet es sich mit dem Nabenmotor deutlich leiser und entspannter. Hier wirkt die Motorpower erst nach der Schaltung und entlastet diese dadurch merklich, was auch zu einem deutlich geringeren Verschleiss der Schaltungskomponenten führt.
Darum ist ein Drehmomentsensor für ein natürliches Fahrgefühl so wichtig
Doch warum ist der Nabenmotor – bei all den positiven Eigenschaften – erst in den letzten Jahren so populär geworden? Das ist sicherlich zu großen Teilen in der Motorsteuerung begründet, bei der man zwischen zwei Systeme unterscheiden muss: einmal die Systeme ohne einen Drehmomentsensor und einmal die mit einem solchen Sensor.
Erstgenannte Modelle ohne einen Drehmomentsensor sind grundlegend einfacher konstruiert, da eben auf jenes Bauteil verzichtet werden kann – was auch dazu führt, dass sich der Antrieb günstiger anbieten lässt. Allerdings muss man dabei einige Einbußen in Kauf nehmen: so wird bei Systemen ohne Drehmomentsensor nur ermittelt, ob und wie schnell sich die Kurbel dreht (Abbildung 1). Daraufhin liefert dann der Motor nach einem fest definierten Wert seine Kraft entsprechend der gewählten Unterstützungsstufe.
Das Problem dabei: der Antrieb kann hier nicht erkennen, wieviel Kraft die Fahrerin oder der Fahrer tatsächlich vom Motor benötigt. So kann das langsame (aber kräftige) Treten in die Pedale beim Anfahren am Berg nicht vom gemächlichen Pedalieren in der Ebene unterschieden werden. In erstgenanntem Szenario sollte der Motor aber maximale Unterstützung liefern, während bei Zweitgenanntem eigentlich gar keine Hilfe vom Motor nötig wäre. In beiden Situationen liefert der Motor aber dieselbe Leistung, was häufig zu einem unnatürlichen Fahrverhalten führt. Mal liefert der Motor zu viel Power, mal zu wenig …
Um dem entgegenzuwirken, muss man hier zwischen den unterschiedlich starken Unterstützungsstufen hin- und herschalten. Dadurch lässt sich die Unterstützung des Motors zwar anpassen, genau passend wird sie aber trotzdem nie sein (siehe Abbildung 3).
Wieviel Unterstützung soll es sein? Nur der Sensor weiß es genau!
Grundsätzlich anders sieht die Sache aber aus, wenn ein Drehmomentsensor ins Spiel kommt: dieser ist meist im Tretlager verbaut und misst neben der Drehbewegung an der Kurbel auch die Kraft, die auf die Pedale gebracht wird (Abbildung 2). Mit diesen zusätzlichen Infos kann dann sehr wohl unterschieden werden, ob man gerade viel oder wenig Unterstützung vom Motor benötigt!
Um es an dem genannten Beispiel zu veranschaulichen: beim Anfahren am Berg wird man mit größter Kraft in die Pedale treten, was durch den Sensor erkannt wird – der Motor hilft dann ebenso mit voller Power. Beim gemächlichen Pedalieren wird aber kaum Kraft aufs Pedal ausgeübt. Demzufolge hält sich auch die Unterstützung des Motors zurück. In Summe ergibt sich damit ein sehr natürliches und feinfühliges Fahrverhalten, das dem des normalen Fahrradfahrens entspricht – nur eben mit der Extrapower des E-Antriebs!
Eigentlich könnte man nun annehmen, dass man bei Systemen mit Drehmomentsensor durchaus auf verschiedene Unterstützungsstufen verzichten könnte – schließlich wird ja immer die Motorpower passend zur benötigten Unterstützung geliefert. Das stimmt zwar theoretisch, in der Praxis bieten die Hersteller aber doch meist zwei oder mehr Unterstützungsstufen. Diese dienen dann aber dazu, im Gesamten mehr oder weniger Power vom Motor bereitszustellen. Das kann einerseits dazu dienen, Strom zu sparen (der Motor unterstützt dann generell weniger als er könnte) oder gegenteilig um besonders „faul“ unterwegs sein zu können (der Motor gibt generell etwas mehr Unterstützung als nötig). Aber auch dabei gilt: die Unterstützung des Motors folgt stets passend zur benötigten Unterstützung von Fahrerin und Fahrer.
Ein weiterer Vorteil des Sensors: dank seiner hohen Empfindlichkeit bei der Erkennung der Kurbelbewegung ist das Ansprechverhalten des Antriebs deutlich reaktionsschneller. Die Motorunterstützung setzt dadurch direkter ein – was analog dazu auch beim Anhalten gilt: bewegt man die Kurbel nicht mehr, kann auch die Unterstützung des Motors unmittelbar reduziert werden.
Nie mehr ohne: Der Drehmomentsensor ist in allen Preisklassen angekommen!
Dass Nabenmotor und Drehomentsensor im Team ihre Vorteile perfekt ausspielen können, haben inzwischen auch diverse Systemanbieter erkannt. So setzt man zum Beispiel bei MIVICE voll und ganz auf den Drehmomentsensor als grundlegenden Bestandteil der eigenen Antriebssysteme – ohne ihn geht hier gar nichts, ganz egal in welchem Preissegment!
Dank diesem breit aufgestellten Portfolio ist es inzwischen möglich, dass eine solch hochwertige Technologie sogar in durchaus preisgünstigen E-Bikes verfügbar ist. Sicherlich auch ein Grund, warum die Popularität dieser Antriebe in den letzten Jahren so stark zugenommen hat. Und wir sind uns ganz sicher: Tendenz steigend!
