E-MTB Wissen: Die 20 wichtigsten Fragen rund ums E-Mountainbike
Adrian Kaether
· 12.04.2023
Wer mitreden will, muss sich auskennen. Und das ist gar nicht so einfach. Denn E-Mountainbiken ist ebenso komplex wie faszinierend. Wir haben Antworten auf die 20 wichtigsten Fragen rund ums E-MTB, die Sie am Stammtisch und auf Tour nach vorne bringen.
1 E-MTB-Motoren haben eine Nenndauerleistung von 250 Watt. In der Realität liefern die Antriebe aber 500 Watt und mehr. Was steckt dahinter?
Die Nenndauerleistung von 250 Watt wird zwar häufig genannt, lässt aber keine Rückschlüsse auf die tatsächliche Spitzen- und Dauerleistung eines Motors zu. Der Grund dafür ist ein Kniff in der europäische Prüfnorm für Pedelec-Antriebe. Diese Norm begrenzt vor allem, wie stark sich ein Motor im Prüfverfahren erwärmen darf. Auf die Leistung kommt es dabei nur in zweiter Linie an. Vorschrift ist: Beim 30-minütigen Prüfverfahren muss sich der Motor um genau 20 Grad erwärmen. Getestet wird auf einem Prüfstand ohne Kühlung und bei Raumtemperatur. Erstens gewährt diese Prüfnorm den Herstellern sehr viel Spielraum.
Der Betriebspunkt, mit dem die Motoren auf dem Prüfstand getestet werden, ist nicht fest definiert, sondern an die Empfehlungen des Herstellers gebunden. Zweitens wird der Motor in der Praxis in vielen Situationen durch den Fahrtwind gekühlt und kann auch wesentlich heißer werden als nur die 45 Grad, die sich aus den 25 Grad Raumtemperatur im Prüfverfahren und einer maximalen Erwärmung um weitere 20 Grad ergeben. In der Praxis ermöglicht das bereits klassischen E-MTB-Motoren von Bosch, Shimano, Yamaha oder Brose Spitzenleistungen von 500 bis 600 Watt. Besonders große und schwere Motoren wie TQs HPR 120, bei denen das Gehäuse besonders viel Wärme aufnehmen kann, bringen sogar Spitzenleistungen von über 700 Watt und halten dennoch die 250 Watt Nenndauerleistung ein.
In unserem E-MTB-Special “Alle Fakten für Einsteiger” finden Sie noch mehr nützliche Infos:
2 Wie lange lebt ein E-Bike-Akku?
Zwei Phänomene bestimmen die Alterung eines Akkus. Die zyklische Alterung, das heißt die Alterung durch das Laden und Entladen spielt vor allem bei Akkus eine Rolle, die täglich benutzt werden. Für die meisten E-MTBs ist sie weniger relevant. Aber der E-Bike-Akku altert auch ohne Nutzung im Laufe der Zeit. Das nennt man kalendarische Alterung. Als Faustregel gilt: Vier bis fünf Jahre sollte ein Lithium-Ionen-Akku im normalen Gebrauch durchhalten. Verschleiß macht sich in der Folge dann aber immer deutlicher bemerkbar. Allerdings kann der Akku auch deutlich schneller altern. Zum Beispiel beschleunigt lang andauernde Wärme – etwa beim Lagern – die kalendarische Alterung.
Der Akku sollte deswegen lieber:
- im kühlen Keller liegen als draußen in der Sonne stehen
- nicht bei Temperaturen unter zehn Grad geladen werden
- nicht in ganz vollem oder gänzlich entleertem Zustand gelagert werden
3 Welche Rolle spielt das Gewicht für die Reichweite beim E-Mountainbiken?
Wird das E-MTB nicht nur im Flachland bewegt, ist das Gewicht der bedeutendste Einflussfaktor für die Reichweite. Demgegenüber spielen Luft- und Rollwiderstand bei einer Bergfahrt eine deutlich untergeordnete Rolle. Man muss sich das so vorstellen: Bei einer Tour mit 1500 Höhenmetern ist es, als müsste der Motor mit einem kleinen bisschen Hilfe vom Fahrer das gesamte Gewicht von Fahrer, Bike und Ausrüstung um 1,5 Kilometer anheben. Die Reichhöhe schrumpft dabei fast proportional zum Systemgewicht.
Die Erklärung: Der Motor liefert eine gewisse Wattzahl für einen gewissen Zeitraum, bis der Akku leer ist. Das schwere System schiebt er mit dieser Leistung aber deutlich langsamer voran. In der begrenzten Zeit, die der Motor seine Wattleistung erbringen kann, erklettert man also mit einem schwereren Systemgewicht (Fahrer + Bike) weniger Höhenmeter als mit einem leichteren Systemgewicht.
Ein konkretes Beispiel: Die Differenz zwischen einem Systemgewicht von 85 Kilo (60 kg Fahrer + 25 kg Bike) und einem Systemgewicht von 115 Kilo (90 kg Fahrer + 25 kg Bike) beträgt 26 Prozent.
Wäre das Gewicht der alleinige Einflussfaktor, würde man mit dem leichteren Systemgewicht in der Zeit, die der Motor seine Leistung erbringt (bis der Akku leer ist), 26 Prozent weiter bzw. höher kommen. Da aber auch bei Anstiegen andere Faktoren, wie etwa der Rollwiderstand, einen Einfluss haben, wird die Differenz in der Praxis etwas geringer ausfallen. Je flacher eine Strecke ist, desto weniger wirkt sich das Systemgewicht auf die Reichweite/Reichhöhe aus und desto mehr gewinnen Luft- und Rollwiderstand an Bedeutung. Ergo: je steiler der Berg, desto drastischer machen sich die Kilos bemerkbar.
4 Akku-Kapazität eines E-MTBs bei Kälte?
Kälte hemmt den Fluss der Ionen im Akku. Es kann tatsächlich sein, dass der Akku bei Temperaturen unter zehn Grad schon auf “leer” schaltet, man mit wieder aufgewärmtem Akku aber noch ein gutes Stück weiterfahren kann. Im Winter daher den Akku vor der Tour auf Zimmertemperatur anwärmen. Dann gleich von Beginn an Leistung abrufen und keine Pausen einlegen, so kühlt der Akku auch unter wegs nicht aus.
5 Leistung und Drehmoment. Was ist der Unterschied beim E-Bike-Motor?
Das Drehmoment (Newtonmeter) steht für die Kraft der Drehbewegung (physikalisch: Kraft mal Hebelarm). Bei E-MTB-Antrieben liegt bei wenig Drehzahl das höchste Drehmoment an, sodass das Bike bereits beim Anfahren kräftig anschiebt. Mit steigender Trittfrequenz sinkt das Drehmoment. Die Leistung (Watt) ist das Produkt von Drehmoment und Drehzahl. Sie bestimmt beim E-MTB, wie schnell das Bike den Berg hochfahren kann. Die maximale Leistung liefern die Motoren meist erst bei Trittfrequenzen von 75 bis 90 Umdrehungen. - Robert Kühnen, Diplom-Ingenieur
6 Was sagt die Rahmengeometrie über ein E-MTB?
Die Fahreigenschaften eines Mountainbikes schon im Stand einschätzen können? Dafür gibt die Rahmengeometrie einige Anhaltspunkte. Lange Kettenstreben, ein langer Reach oder ein flacher Lenkwinkel machen den Radstand länger. Dadurch wird ein Bike tendenziell fahrstabiler und vermittelt mehr Vertrauen bei hohen Geschwindigkeiten. Kürzere Werte und ein steilerer Lenkwinkel machen das Bike wendiger.
7 Welchen Einfluss hat die Unterstützungs-Stufe auf die Reichweite eines E-Bikes?
Macht Euch klar: Euer Akku hat immer denselben Energiegehalt (Wattstunden). Ganz egal, ob Ihr im Turbo- oder Eco-Modus unterwegs seid. Ob Ihr dann mit Vollgas den Berg hochfliegt oder nur halb so schnell und dafür doppelt so lange unterwegs seid, spielt für den E-Antrieb fast keine Rolle. - Dipl.-Ing. Lutz Scheffer, Entwickler bei ADP/Rotwild
Weiter erklärt Lutz Scheffer: “Der Unterschied in der Reichhöhe rührt daher, was Ihr als Fahrer zur Reichhöhe beitragt. Zum Beispiel: Im Turbo-Modus schafft Ihr mit einer Akku-Ladung vielleicht 1200 Höhenmeter. In diesem Fall gibt der Motor ungefähr 450 Watt Leistung ab, Ihr tretet mit 150 Watt. Dann leistet der Motor drei Teile der Arbeit, Ihr mit Euren Beinen nur einen Teil. Also entfallen bei 1200 Höhenmetern 900 Höhenmeter auf den Motor, 300 Höhenmeter auf den Menschen. Wenn Ihr jetzt auf Eco umschaltet, tretet Ihr bei gleicher Anstrengung mit Euren Beinen etwa so viel, wie auch der Motor an Leistung abgibt. Nämlich jeweils rund 150 Watt. Der Motor erarbeitet dann wie vorher 900 Höhenmeter. Aber weil Ihr viel langsamer und entsprechend länger fahrt, tragt Ihr mit Euren Beinen ebenfalls 900 Höhenmeter zur Reichhöhe bei. So ergeben sich in der idealisierten Rechnung 1800 Höhenmeter. Im Umkehrschluss heißt das aber auch: Wer seine Turbo-Reichhöhe um mehr als ein Drittel verlängern will, der muss wirklich sparsam mit dem Akku umgehen, oder einen Extender, Zweit-Akku oder Ladestopp einplanen.“
8 Batterieentwicklung: 1000 Wattstunden und mehr ohne Mehrgewicht beim Akku. Wann wird das möglich?
Diese Frage beantwortet uns Dr.-Ing. Christian Kupper vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT): “Verallgemeinernd kann man sagen: Beim Akku ist noch viel Luft nach oben. Durch die Optimierung klassischer Lithium-Ionen-Batterien lassen sich vielleicht noch 30 Prozent mehr Kapazität bei gleichem Gewicht realisieren als heute. Noch mehr Potenzial haben sogenannte Festkörper-Akkus. Hier rechnen wir langfristig mit der eineinhalbfachen bis doppelten Kapazität heutiger Akkus. Außerdem haben diese Akkus noch andere Vorteile, etwa bei der Langlebigkeit und der Sicherheit. Wissenschaftlich ist das Thema gut erforscht, die Umsetzung in die Praxis wird aber noch viel Entwicklungsarbeit erfordern. Schwer zu sagen, wann diese Systeme am Markt verfügbar sein werden. Wenn aber in fünf bis zehn Jahren die ersten automobilen Premiumanbieter Feststoffbatterien einsetzen, dann könnten E-Biker sehr schnell die direkten Nutznießer dieser Entwicklung werden.”
9 Werden E-MTBs noch mal billiger?
Bei hochwertigen E-MTBs, die für den sportlichen Einsatz interessant sind, ist der Absatz noch recht stabil. Nach wie vor fehlen hier auch Markenteile, was noch immer zu Lieferverzögerungen führt. Unwahrscheinlich also, dass sich hier die Situation entspannt. E-Bikes der Einstiegs- und Mittelpreislagen wurden jedoch seit letztem Herbst weniger verkauft. Hier könnte es 2023 tatsächlich zu einem Überangebot kommen, das gerade weniger prestigeträchtige Hersteller zu kräftigen Rabatten veranlassen könnte. - Jo Beckendoff, Wirtschafts- und Branchenexperte
10 Sichtbare Schäden am E-Bike-Rahmen – trotzdem noch weiterfahren?
Wie immer muss man leider sagen: Es kommt darauf an. Ein oberflächlicher Kratzer im Lack oder eine leichte Delle im Alu-Rahmen stellen kein Problem dar. Fahrräder sind heute sehr sicher geworden. Trotzdem lohnt es sich, regelmäßig beim Waschen – idealerweise einfach nur mit Wassereimer, Lappen und Bürste – das Bike auf Schäden zu kontrollieren. Bei echten Rissen oder groben Verformungen sollte man das Bike bei einem Fachmann vorstellen und im Zweifelsfall erst mal stehen lassen. - Dipl.-Ing. Dirk Zedler, Fahrradsachverständiger
11 Pedelec oder E-Bike: Was ist eigentlich der Unterschied?
Pedelecs sind das, was man umgangssprachlich als E-Bikes bezeichnet. Also Fahrräder, bei denen man auch selbst treten muss, damit der Motor unterstützt und die bei über 25 km/h den Motor ausschalten. Alle anderen motorisierten Zweiräder sind in Mitteleuropa versicherungspflichtig. Sie brauchen ein Kennzeichen und dürfen nicht abseits des Straßenverkehrs bewegt werden. Fürs Biken im Gelände sind sie daher uninteressant.
12 Können Akkus von E-Mountainbikes explodieren?
Moderne Akkus sind sehr sicher geworden. Doch ein sehr, sehr geringes Restrisiko besteht insbesondere, wenn der Akku beschädigt wurde. Der Elektrolyt, also das Material, durch das die Ionen im Akku zwischen Kathode und Anode fließen, ist brennbar und kann sich insbesondere beim Laden in Folge eines Kurzschlusses entzünden. Bei unbeschädigten Marken-Akkus ist das aber denkbar unwahrscheinlich. Wer aber nach einem Sturz oder einem Wasserschaden Bedenken hat, sollte den Akku vom Hersteller prüfen lassen. - Dr.-Ing. Christian Kupper, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
13 Kann man E-MTBs auch gebraucht kaufen?
Gerade in Zeiten ständig steigender Neupreise kann ein Gebrauchtkauf eine gute Option sein. Wie beim Bike ohne Motor gilt allerdings: Der Gebrauchtkauf ist Expertensache. Denn neben dem Zustand von Rahmen, Verschleißteilen und Federelementen muss man beim E-MTB auch Motor und Akku genau einschätzen können. Die sicherere Alternative zum Gebrauchtkauf: ein refurbishtes Bike eines professionellen Anbieters. Diese Bikes werden zumindest grundlegend fachmännisch überprüft, und die Anbieter geben neben einem Rückgaberecht auch eine Gewährleistung, die sich nicht selten auf dem Niveau eines Neurades bewegt.
14 Wie weit reicht der Akku in der Praxis?
Christoph Malin, Fotograf, Vertrider-Gründer und E-MTBer der ersten Stunde, ist der Meinung: “Pauschale Antworten sind schwierig, weil so viele verschiedene Faktoren die Reichweite beeinflussen. Der wichtigste Faktor ist das Gewicht (s. o.). Ein kleiner und leichter Fahrer wird mit demselben Akku deutlich weiter kommen, als ein großer und schwerer Fahrer mit viel Gepäck. Ich bin mit 85 Kilogramm nicht der Leichteste und hab’ häufig auch noch einen schweren Fotorucksack mit bis zu 25 Kilogramm dabei. Mit 625er-Bosch-Akku schaffe ich auf kurzen, aber steilen Touren rund um Innsbruck meist so 1300 Höhenmeter. Dabei fahre ich in mittlerer Unterstützung, wenn’s flacher ist oder gut rollt. In grobem Schotter oder steil bergauf gönne ich mir aber auch mal E-MTB oder Turbo. Wird die Tour länger als 1300 Höhenmeter, setze ich gerne aufs Dual-Battery System. Ein Ladestopp oder ein zweiter Akku wären die Alternative. Mein Tipp: am besten, Ihr probiert es selbst aus. Fahrt eine typische Tour mehrfach, jeweils mit unterschiedlichen Unterstützungsstufen. Am besten immer, bis der Akku komplett leer ist. So bekommt Ihr ein gutes Gefühl für die maximale Reichweite mit Euren Parametern und wann Ihr anfangen müsst, konsequent Akku zu sparen.”
15 MTB und E-MTB: Macht das einen Unterschied bei Fahrtechnik und Setup?
Gute Fahrtechnik ist gute Fahrtechnik. Egal, ob mit oder ohne Motor. Allerdings empfehle ich beim E-MTB Flat-Pedals, auch für ausgewiesene Klickie-Fans. Sie bringen langfristig mehr Sicherheit, und man gewöhnt sich keine unsaubere Technik an. Reifen mit DH-Karkasse dämpfen super und generieren viel Bodenkontakt. Das bringt Sicherheit im Gelände, und die Nachteile beim Rollwiderstand sind mit Motor vernachlässigbar. Wer sich auch an sportliche Uphills wagen möchte, sollte beim E-MTB speziell die Balance trainieren. Trackstands sind hier das Mittel der Wahl – kann man an jeder roten Ampel üben. - Stefan Herrmann, EMTB-Fahrtechnikexperte
16 Wer ist stärker? E-Biker oder Cross-Country-Profi?
Selbst ein perfekt trainierter Cross-Country-Profi kann nur kurzfristig mehr Leistung bringen als der E-Biker mit Motorunterstützung. Vielleicht zwei Minuten lang schafft der Profi die rund 650 Watt, die dafür notwendig wären. Im Sprint sind beim Profi auch mal Spitzenleistungen von 1500 Watt drin. Auf Dauer liegt die Leistungsgrenze eines Profis aber bei rund sechs Watt pro Kilogramm, also rund 400 Watt. Obwohl der Cross-Countr y-Profi auf seinem Racebike deutlich weniger Gewicht bewegen muss: An einem langen Anstieg zieht ein durchschnittlich trainierter, leichter E-Biker im Turbo-Modus vorbei. Für schwere Piloten kann es allerdings eng werden. - Robert Kühnen, Diplom-Ingenieur
17 Warum laden nicht alle E-Bikes mit denselben Akku-Ladegeräten?
Aufgrund unterschiedlicher Konstruktionen brauchen die Akkus unterschiedliche Ladeströme. Mit eigenen Ladeports und Ladegeräten, die nur zu diesen Ladeports passen, verhindern die Hersteller, dass der Akku mit dem falschen Ladestrom geladen wird und dadurch Schaden nimmt. Die Alternative wären standardisierte Ladeports, wie beispielsweise der USB-C-Standard, den man von kleineren elektronischen Geräten kennt. Diese Ports sind aufwändiger gebaut und ermöglichen eine Kommunikation intelligenter Ladegeräte mit dem Akku. Das verhindert ebenfalls falsche Ladeströme, ist aber teurer in Konstruktion und Produktion. Da Ladegeräte bislang kein zentrales Verkaufsargument beim E-Bike sind, machen sich die Hersteller diese Mühe nicht.
18 Reisen mit dem E-MTB: Was geht, was nicht?
Der Akku beim E-MTB gilt als Gefahrgut. Mit dem E-Bike zu fliegen, ist daher nicht möglich. Eine Option für Flugreisen kann ein Leih-Akku im Urlaubsgebiet sein. Bei Fernbussen ist der E-Bike-Transport teilweise ebenso ausgeschlossen. Im Zug ist das E-MTB dagegen im Großen und Ganzen kein Problem, wenn man sich vorher entsprechend informiert. Auf dem Heckträger am Auto sollte man Zuladung und Kupplungslast beachten. Im Zweifel lohnt es sich, die Akkus abzunehmen und gut geschützt, einzeln im Kofferraum zu transportieren.
19 Zulässiges Gesamtgewicht beim E-MTB: Was bedeutet das? Muss ich einen Defekt fürchten, wenn das Gewicht überschritten wird?
Mario Pöss, Designer und Entwickler bei Focus Bikes, klärt auf: ”Als zulässiges Gesamtgewicht bezeichnet man, was Bike, Fahrer und eventuelles Gepäck zusammen maximal wiegen dürfen. In unserem Fall bei Focus sind das zum Beispiel 150 Kilogramm für die meisten E-MTB-Modelle. Mit einem Bike-Gewicht von um die 26 Kilogramm bleiben noch etwa 124 Kilogramm für das Gewicht von Fahrer und Ausrüstung. Mit diesem Gewicht wurden Rahmen und Komponenten im Labor getestet, und bis zu diesem Gewicht geben wir auch eine Gewährleistung. Wird das zulässige Gesamtgewicht überschritten, greift die Gewährleistung nicht mehr. Das heißt aber nicht, dass das Bike gleich durchbricht, wenn man das zulässige Systemgewicht leicht überschreitet. Vor allem, wenn man nur mal mit etwas viel Gepäck durch den normalen Straßenverkehr rollt, passiert vermutlich wenig. Wer sich dann aber noch an der Grenze des Einsatzbereiches bewegt (s. u.), der riskiert tatsächlich einen Defekt, der dann von der Sachmängelhaftung nicht mehr abgedeckt wäre.”
20 Was steckt hinter den Bike-Kategorien, die die Hersteller für ihre E-MTB angeben?
Neben der Empfehlung für das zulässige Gesamtgewicht geben die Hersteller auch eine Empfehlung für den passenden Einsatzbereich eines Rades ab. Die meisten, aber längst nicht alle Hersteller, richten sich dabei nach den Einsatzklassen der American Society for Testing and Materials, kurz ASTM. Diese Einsatzklassen beschreiben, in welchem Gelände ein Rad bewegt werden sollte. Viele E-Enduros sind sinnvollerweise für die ASTM-Klasse 4 zugelassen, das heißt, sie dürfen “in rauem Gelände bis zu einer Geschwindigkeit von max. 40 km/h eingesetzt werden. Sprünge und Drops können hier bis zu einer Höhe von max. 122 cm vorkommen.” Aber Vorsicht: Einige Hersteller setzen auf eigene Kategorien. Cube etwa gibt sein Stereo Hybrid 160 zwar auch für “Kategorie 4” frei. Cubes Kategorien stützen sich aber nicht auf den ASTM-Standard, sondern sind deutlich restriktiver. Bei Kategorie 4 sind hier nur “sporadische Sprünge von bis zu 0,5 m” zugelassen. Bewegt man sich außerhalb des vom Hersteller empfohlenen Einsatzbereiches, greift die Sachmängelhaftung nicht mehr, und man muss für Schäden am Material selbst aufkommen. Sogar die Produkthaftung erlischt. Führt ein Defekt also zu einer größeren Verletzung, kann es sogar sein, dass man die Behandlungskosten ganz oder teilweise selbst tragen muss - beziehungsweise die eigene Krankenversicherung.