Vor dem Kauf eines E-Bikes stolpern manche Neulinge über technische Details in der Beschreibung: Was bedeutet 75 Nm Drehmoment und wie viel brauche ich? Unser Beitrag enthält Fakten zu technischen Aspekten, die mit dem E-Bike Drehmoment zu tun haben – lesen Sie mit!
Je höher das Drehmoment, desto kraftvoller ist das Anfahren und die Beschleunigung. Wie viel Nm Sie benötigen, richtet sich nach dem Einsatzzweck:
- In der Stadt reichen 50 Nm völlig aus,
- Pendler und Mountainbiker starten mit 80 – 85 Nm durch – bis zum gesetzlichen Limit von 25 km/h bei 250 Watt.
Drehmoment-Angabe beim E-Bike
Es ist eine Besonderheit, dass bei E-Bikes nicht (wie es bei Pkws üblich ist) die Leistung des Motors angegeben wird, sondern das Drehmoment der Elektro-Antriebe.
Warum das so ist, kann man höchstens mit der gesetzlichen 250 Watt Nennleistung begründen: Mit einem nicht limitierten Drehmoment stellt der Hersteller sein Produkt besonders in den Blickpunkt potenzieller Kundschaft.
Lesenswert: E-Bike mit 250 Watt ausreichend?
Das E-Bike Drehmoment berechnen
Das Drehmoment ist eine Art Antriebskraft, die nicht linear, sondern in einer Drehbewegung erfolgt.
Drehmoment (M) ist das Produkt der Faktoren Kraft (F) und dem Hebelarm (r), den der Fahrer mit seinem Körpergewicht auf dem Pedal stehend erzeugt.
Die Berechnung ermöglicht die Formel:
M = F · r
Ein praktisches Beispiel in Zahlen:
Ein Fahrer mit 75 kg Körpergewicht erzeugt auf dem Boden stehend eine Gewichtskraft von 750 Newton. Newton ist die Maßeinheit der Stärke einer mechanischen Kraft.
Angenommen, das Pedal hat zur Drehachse 170 mm Abstand, ergibt sich damit ein Drehmoment von
750 N x 0,17 m = 128 Nm Newtonmeter (aufgerundet).
Dieser Wert gilt für die Stellung, in der sich das Pedal auf Höhe der Kurbelachse befindet. Ansonsten fällt das Drehmoment geringer aus.
Die Beziehung von Drehmoment und Getriebe
Das Getriebe vergrößert oder verkleinert bei der Energieübertragung das Drehmoment des Motors.
Wenn das Getriebe die Drehzahl verdoppelt, sinkt das Drehmoment etwas unter die Hälfte seines ursprünglichen Wertes, wofür Reibungsverluste verantwortlich sind.
Dieser Effekt entsteht, da die übertragene Leistung proportional zum Produkt von Drehmoment und Drehzahl steht.
Auf welche Achse wirkt das Drehmoment am E-Bike?
Offen gesagt, herrscht gewisse Verwirrung, auf welche Drehachse am Bike sich das Drehmoment bezieht. Meist treiben Mittelmotoren die Pedalkurbelachse an. Bezieht sich das Drehmoment auf:
- die Motorachse?
- die Pedalkurbelachse?
- das angetriebene Hinterrad?
Die richtige Antwort lautet 2. Gewöhnlich läuft der Motor mit deutlich höherer Drehzahl und entsprechend kleinem Drehmoment.
Beim Fahren ist die Kurbelachse relevant, deren Drehmoment zu dem addiert, dass der Fahrer durch Pedalieren mit Muskelkraft erzeugt.
Das Drehmoment am angetriebenen Hinterrad hängt noch vom gewählten Gang des Getriebes ab, typischerweise einer Kettenschaltung. Dividiert man diesen Wert durch den Rad-Radius, ergibt sich die effektive Antriebskraft.
Moderne E-Bikes weisen Drehmomente zwischen 50 Nm für den Stadtverkehr und 85 Nm für starke Steigungen auf.
Vergleichswerte für Drehmoment und ungefähre Unterstützung
Die folgende Tabelle zu Drehmoment, Fahrgebiet und E-Bike Typ können Sie als Entscheidungshilfe für den richtig dimensionierten Motor einbeziehen.
Mit steigendem Drehmoment verstärkt sich neben dem Anfahrverhalten auch die maximale Unterstützung der eigenen Tretkraft in den Fahrmodi.
Wie viel Unterstützung ein Antrieb leistet, hängt von der Software, der Trittgeschwindigkeit und dem Wirkungsgrad ab. Ein Mittelmotor mit Kassette benötigt mehr Drehmoment als ein Heckmotor, um die gleiche Kraft auf das Laufrad zu übertragen.
Ebenso erfordern das Systemgewicht und das Fahrgebiet einen gewissen Grundumsatz, damit es vorwärts geht.
| Drehmoment | Unterstützung | Fahrgebiet | E-Bike Typ |
|---|---|---|---|
| 35 Nm | 180 %. | Stadt, Flachland | Citybike, Leichtbau |
| 40 Nm | 250 % | Kurzstrecken | Citybike, Leichtbau |
| 50 Nm | 270 % | Stadt, Ebene | Citybike, Hollandrad |
| 60 Nm | 280 % | Allrounder | Alltagsrad, Pendler |
| 65 Nm | 300 % | Leichtes Gelände, Straße | Urban, Trekkingbike |
| 70 Nm | 280 % | Sportlich anspruchsvoll | Mit 2-fach Kettenblatt |
| 75 Nm | 300 % | mittlere Steigungen | Offroad-Bikes, Touren |
| 80 Nm | 320 % | gemischtes Fahrgebiet | Trekking- u. Gravelbike |
| 85 Nm | 340 % | Gelände, Berg | MTB, Lastenrad |
| 90 Nm | 380 % | anspruchsvolles Gelände | Trekkingbike, MTB |
| 100 Nm | 400 % | Sportlicher Allrounder | Trekkingbike, MTB |
| 120 Nm | 480 % | Gelände, Stadt | MTB, Cargobike |
Wie viel Drehmoment brauche ich mit dem E-Bike am Berg?
Mancher Touren- und MTB-Fahrer fragt sich, wie viel Drehmoment nötig ist, um bissige Steigungen zu bewältigen. Auch dafür haben wir ein Beispiel.
- Nehmen wir ein Systemgewicht von 100 kg an, das aus 75 kg Körpergewicht des Fahrers und 25 kg E-Bike besteht. Die Steigung soll 5 % betragen. Die Gewichtskraft beträgt demnach 1000 Newton, wovon 5 % (= 50 N) als effektive Antriebskraft plus Reibungsverlust und Luftwiderstand benötigt werden.
- Ein Tempo von 25 km/h ≈ 6,94 Meter pro Sekunde erfordert dann zusätzliche Antriebsleistung von 50 N x 6,94 m/s = 347 W für den Anstieg.
Der Fahrer kann locker eine Weile die Leistung für den Reibungswiderstand und noch mehr aufbringen, doch zusätzliche 347 W wären definitiv etwas für Rad-Profis.
Wenn die dauerhafte Motorleistung 250 W beträgt, müssen noch 97 W vom Pedal geleistet werden, was wohl für jedermann machbar ist. Trotzdem ist es angenehm, wenn der Elektromotor noch etwas mitschiebt.
- Wie viel Newtonmeter hat ein Bafang Motor? Bafang Motoren beginnen bei 35 Nm für E-Citybikes bis zu satten 120 Nm der M-Reihe oder den hier nicht erlaubten Nachrüstsätzen M325 und M625 für Mittelmotoren, die bis zu 160 Nm nur für Trails zugelassen sind, jedoch nicht für den Straßenverkehr.
- Wie viel Newtonmeter hat ein Bosch CX Motor? Hier erwarten Sie 85 Nm, die Sie überall fahren dürfen.
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Am Berg einen niedrigen Gang wählen
Treten Sie an der Steigung mit niedrigem Gang flott in die Pedale, damit der Motor effizienter arbeitet.
Bei 1,5 Umdrehungen pro Sekunde erhalten Sie 250 W Unterstützung mit moderaten 26,5 Nm Drehmoment, bei einer Umdrehung pro Sekunde ist es 40 Nm.
Ein stärkerer Antrieb mit 85 Nm liefert bei einer Umdrehung pro Sekunde 534 W, was doppelt so viel ist, wie der Gesetzgeber als Dauerleistung für ein Pedelec erlaubt. Wenn der Antrieb so läuft, könnten Sie theoretisch 10 % Steigung in vollem Tempo schaffen.
Zum Vergleich: eine steile Auffahrt an der Tiefgarage hat 12 % Steigung, mehr als 20 % treten nur bei der Alpenüberquerung auf.
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