E-Bike Rekuperation, abgeleitet vom Lateinischen „recuperatio“, bezeichnet die Rückgewinnung von Energie mithilfe des Antriebs beim Talfahren oder Bremsen. Auch manche E-Bikes nutzen die Wiedergewinnung – bei welchen Modellen es funktioniert, erfahren Sie in meinem Beitrag.
Rekuperation an E-Bikes ist ein ausbaufähiges Thema, das in Zukunft sicherlich seinen festen Platz im Angebot elektrischer Antriebe behaupten wird. Abgesehen von sportlichen Geländefahrten wird die Effizienz durch neu entwickelte Technologie auch für Flachlandfahrer interessanter werden.
E-Bike Rekuperation – was ist das?
Ein Bremsvorgang erzeugt durch die Reibung der Bremsbeläge Bewegungsenergie. Dieser als kinetische Energie bekannte Effekt tritt in Form von Wärme auf, die bei den meisten Fahrzeugen und Maschinen ungenutzt in die Umwelt abgegeben wird.
Das E-Bike oder Pedelec mit Rekuperation nimmt die überschüssige kinetische Energie in seinen Motor auf, der diese wie ein Generator in elektrische Energie umwandelt und anschließend in den Akku zurückführt.
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Der Energieüberschuss entsteht nicht nur beim Bremsen, sondern auch beim bergab fahren: Grundsätzlich produzieren Talfahrten mehr Energie, als das E-Bike tatsächlich zur Fortbewegung benötigt. Ein spürbarer Effekt tritt allerdings nur bei langen Strecken bergab ein, während ein Geländeprofil mit einigen wenigen Hügelchen kaum einen Unterschied erkennen lassen.
Hat ein E-Bike Rekuperation?
Die überwiegende Anzahl der E-Bikes verwendet keine Rekuperation. Der Grund dafür ist die Beliebtheit von Mittel- und Tretlagermotoren.
Warum rekuperieren E-Bikes nicht?
Aufgrund der Entkopplung des motorseitigen Freilaufs ist die Rückgewinnung technisch nicht möglich.
Lediglich schwere und größere Nabenmotoren ohne Getriebe beherrschen diese Technologie, ganz gleich, ob die Antriebe im Vorder- oder Hinterrad integriert sind.
In der Praxis hat sich die Platzierung des rekuperationsfähigen Motors im hinteren Rad bewährt.
Motoren-Hersteller für Rekuperation im Hinterrad sind unter anderem Go SwissDrive, Xion, NeoDrives und BionX. Ein neu entwickelter Panasonic Heckmotor mit integriertem Getriebe bildet die Ausnahme. Die Rekuperation findet bei Geschwindigkeiten zwischen 7 und 30 km/h statt, wenn der Controller auf Wiederrückführungs-Funktion ausgelegt ist.
Welche Problematik gibt es?
- Sicheres Anfahren und hohe Griffigkeit bei Nässe und Glätte spricht für die höhere Belastbarkeit eines Heckmotors, allerdings müssen Sie bei dieser Option auf den gleichzeitigen Einbau einer Rücktrittbremse verzichten. Der Schwerpunkt hinter dem Fahrer kann an Steigungen oder auf nassem Laub die Haftung des Vorderrads beeinträchtigen.
- Alternativ bietet sich der Einbau des Nabenmotors im Vorderrad an, um hinten Platz für die Rücktrittbremse zu schaffen. Dann müssen Sie allerdings mit schwierigerem Lenkverhalten durch das Gewicht des Motors rechnen.
Wann macht E-Bike Rekuperation Sinn?
Nur in Landschaften mit starken Steigungen und weitläufigen Gefällen im Bergland macht die Rekuperation für Genussfahrer wirklich einen Vorteil aus. Laut einer Studie aus dem Jahr 2014 waren seinerzeit nur 6 % aller E-Bikes mit Rekuperation ausgestattet.
Bei stärker motorisierten E-Bikes in den Kategorien Sport, MTB und Lifestyle lag der Anteil immerhin bei 28 %.
Wie effektiv ist Rekuperation bei E-Bikes?
Der Nutzen von Rekuperation an E-Bikes ist zurzeit noch etwas umstritten. Es hängt von der jeweiligen Rückführungsart ab, wie viel Energie zurückgewonnen werden kann.
- Durch Stop-and-Go Stadtverkehr generiert häufiges Bremsen rund 11 % Rückgewinnung. Ob sich das lohnt, ist reine Ermessenssache.
- Bei der Talfahrt muss der E-Biker auf Geschwindigkeit verzichten und stattdessen bremsen, um überhaupt Energie zu gewinnen. Gerade an den besten Streckenabschnitten wird die Rekuperation zur Spaßbremse, was die meisten Fahrer auf Urlaubs-Touren nicht hinnehmen wollen, denn zu Hause gibt es gewöhnlich keine Berge.
Zudem liegen die Energieverluste der elektrischen Rekuperation um die 50 %, eine nötige ‘sportliche’ Fahrweise mit häufigem und starkem Bremsen erhöht den Energieverbrauch und den Verschleiß am E-Bike.
Vorteile der E-Bike Rekuperation
Befürworter sehen durchaus Potenzial in der Rückgewinnung:
- Neben den normalen Unterstützungsstufen lässt sich bei mehrstufigen Systemen auch die Rekuperation schalten.
- Die höheren Stufen bremsen demnach stärker ab.
- Auf langen Gefällestrecken können Fahrer die Funktion als variable Motorbremse nutzen.
Dies entlastet die Hände vom dauerhaften Ziehen des Bremshebels und die Bremsbeläge werden geschont. Besonders bei hohem Systemgewicht durch schweres Gepäck, hohes Körpergewicht oder Kinderanhängern bietet Rekuperation einen positiven Sicherheitsaspekt.
Ausblick
Eine spannende Innovation präsentiert die Ingenieursgesellschaft Baumeister GmbH & Co. KG: Die Tüftler aus dem schwäbischen Balingen haben einen E-Bike Mittelmotor sowie einen Nabenmotor mit stufenlosem Verteilergetriebe entwickelt, die mit über 1000 % Übersetzungsbandbreite pro Pedalumdrehung eine mindeste Entfaltung von 15 Metern (!) realisieren.
Die Technologie auf Basis verketteter Planetengetriebe ist bereits zum Patent angemeldet. Sie soll ohne Zugkraftunterbrechung die Übersetzung anpassen, womit die Antriebe speziell am Berg klare Vorteile beweisen sollen. Das neue Konzept haben die Ingenieure auf den Nabenmotor übertragen und stellen Berggänge für Lastenräder mit 140 Nm in Aussicht, stufenlose Rekuperation inklusive. (1)
