Ein elektrisches Fahrrad, auch bekannt als E-Bike, Powerbike oder Booster-Bike, ist ein Fahrrad mit einem integrierten Elektromotor, der für den Antrieb verwendet werden kann. Viele E-Bikes sind weltweit erhältlich, von E-Bikes, die nur einen kleinen Motor haben, um die Pedalkraft des Pedals zu unterstützen, bis hin zu etwas leistungsstärkeren E-Bikes, die eher der Moped-Stil-Funktionalität entsprechen: Sie behalten jedoch die Fähigkeit, vom Fahrer mitgenommen zu werden und sind daher keine elektrischen Motorräder.

E-Bikes verwenden wiederaufladbare Batterien und die leichteren können je nach den örtlichen Gesetzen bis zu 25 bis 32 km / h (16 bis 20 mph) fahren, während die leistungsstärkeren Varianten oft mehr als 45 km / h ( 28 Stundenmeilen). In einigen Märkten, wie Deutschland ab 2013, gewinnen sie an Popularität und nehmen gegenüber herkömmlichen Fahrrädern Marktanteile ab, während sie in anderen Ländern wie China ab 2010 fossil betriebene Kleinkrafträder und Kleinkrafträder ablösen.

Je nach lokalen Gesetzen werden viele E-Bikes (z. B. Pedelecs) gesetzlich als Fahrräder und nicht als Mopeds oder Motorräder eingestuft. Dies entbindet sie von den strengeren Vorschriften für die Zulassung und den Betrieb von stärkeren Zweirädern, die oft als Elektro-Motorräder gelten. E-Bikes können auch separat definiert und unter bestimmten elektrischen Fahrradgesetzen behandelt werden.

E-Bikes sind die elektromotorischen Versionen von motorisierten Fahrrädern, die seit dem späten 19. Jahrhundert verwendet werden. Einige Fahrrad-Sharing-Systeme nutzen sie.

Operation
Die VAE ist ein Fahrrad mit elektrischer Unterstützung. Diese Unterstützung zielt darauf ab, das Pedalieren zu ergänzen. Es besteht aus einem Motor, einer Batterie, einer Steuerung und Sensoren.

Die Sensoren erkennen das Pedaltreten, seine Trittfrequenz, die auf die Pedale ausgeübte Kraft, die Position eines möglichen Gaspedals und das Bremsen.

Ein Regler enthält die Parameter, die das Verhalten des Fahrrads gemäß dem vom Hersteller gewählten Benutzerprofil bestimmen. Es regelt den Stromverbrauch und steuert den Motor in seinen verschiedenen Betriebsphasen: Start, Dauergeschwindigkeit, Beschleunigung usw. aus den von den Sensoren übermittelten Informationen.

Der Benutzer hat, je nach Modell, die Möglichkeit, während des Fahrens das Niveau der Unterstützung durch einen Wahlschalter oder einen „Beschleuniger“ zu senken oder zu dosieren.

Bei einigen Nabenmotorrädern wird die Batterie automatisch mit Bremsen und Bergabfahren aufgeladen. Das Bremsen wird durch die Motorbremse erleichtert.

Motoren
Nabenmotor: einfach zu montieren, er passt anstelle einer Vorder- oder Hinterradachse.
Ferngesteuerter Motor: Die Übertragung erfolgt über einen Riemen oder eine Kette, die auf eine Übertragungsplatte auf der Achse eines Rades wirkt. Die Position des Motors ist frei.
Tretmotor: wirkt direkt auf die Pedalachse des Fahrrades. Es besteht aus einem Block mit allen Komponenten der elektrischen Traktion: dem Motor, den Sensoren und der Steuerelektronik. Es kann nur auf einem bestimmten Frame installiert werden.
Reibungsmotor: Rollenreibmotor auf der Lauffläche des Vorder- oder Hinterreifens. Es wurde auf dem Solex Moped verwendet.

Batterien
Für VAE wird hauptsächlich die Lithiumbatterie verwendet; Die anderen Technologien, Blei oder Nickel, wurden auf VAE, die in Europa vermarktet werden, schrittweise aufgegeben.

Das Gewicht der Batterie, lange problematisch, profitiert heute von signifikanten Verbesserungen in Bezug auf Lithium-Ionen-und Lithium-Polymer. So wiegt eine Bleibatterie etwa 13 kg, während eine Lithiumbatterie bei äquivalenter Spannung und Kapazität etwa 3 kg wiegt.

Die volle Ladung der Batterie dauert 3 bis 8 Stunden, abhängig von der Technologie der Batterie und des Ladegeräts. Schnelles Nachfüllen ist mit entsprechenden Ladegeräten und Batterien möglich. Diese Arten von Akkumulatoren unterstützen keine Tiefentladungen, daher ist es ratsam, sie so oft wie möglich aufzuladen oder sogar während der Nichtbenutzung zu warten, da moderne Ladegeräte für diese Fälle besonders gut untersucht sind.

Unter dem Namen „Lithium“ existieren mehrere Technologien mit wesentlich unterschiedlichen Eigenschaften. Im Jahr 2015 werden LiE-Ionen-, Lithium-Polymer- (LIPO) und LiFePO4-Batterien hauptsächlich auf der VAE verwendet. Die ersten beiden Technologien ermöglichen es, Batterien zu erhalten, die sehr leicht sind, aber empfindlich auf Kälte und schwere Lasten / Entladungen reagieren. LiFePO4 gilt als sicherer (Feuer), es akzeptiert höhere Ladeströme (geringere Wiederaufladezeit) und vor allem hat es eine längere Lebensdauer (tausend Zyklen und mehr).

Die Batterie bleibt eine der Schwachstellen des Elektrofahrrades, wie bei Elektroautos. Auch außerhalb seines theoretischen Lebens ist es leicht, dieses Element nicht richtig zu verwalten, und der Wiederbeschaffungspreis ist sehr wichtig, mehrere hundert Euro für eine Lithiumbatterie.

Die Batterie eines E-Bikes ist empfindlich gegen Temperaturunterschiede: Hersteller geben einen idealen Temperaturbereich vor, um die bestmögliche Autonomie zu erreichen.

Batterien sind empfindlich gegen Stöße: Chemikalien sind in zerbrechlichen Hüllen enthalten, die sich durchstechen und sogar entzünden können.

Klassen
E-Bikes werden nach der Leistung klassifiziert, die ihr Elektromotor liefern kann, und nach dem Steuersystem, dh wann und wie die Leistung vom Motor aufgebracht wird. Auch die Klassifizierung von E-Bikes ist kompliziert, da ein Großteil der Definition auf rechtliche Gründe zurückzuführen ist, was ein Fahrrad ausmacht und was ein Moped oder Motorrad ausmacht. Daher unterscheidet sich die Klassifizierung dieser E-Bikes stark zwischen den Ländern und lokalen Gerichtsbarkeiten.

Trotz dieser rechtlichen Komplikationen wird die Klassifizierung von E-Bikes hauptsächlich durch die Frage bestimmt, ob der Elektromotor des E-Bikes den Fahrer mit einem Pedalassistenzsystem oder einem Power-on-Demand-System unterstützt. Definitionen von diesen sind wie folgt:

Mit Pedalunterstützung wird der Elektromotor durch Treten reguliert. Die Pedalunterstützung erhöht die Anstrengung des Fahrers beim Treten. Diese E-Bikes – Pedelecs genannt – haben einen Sensor, um die Trittgeschwindigkeit, die Trittkraft oder beides zu erkennen. Die Aktivierung der Bremse wird erfasst, um den Motor ebenfalls zu deaktivieren.
Bei Power-on-Demand wird der Motor durch einen Gashebel aktiviert, der normalerweise wie bei den meisten Motorrädern oder Rollern am Lenker montiert ist.

Daher können E-Bikes im Allgemeinen als

E-Bikes nur mit Tretunterstützung: entweder Pedelecs (legal als Fahrräder klassifiziert) oder S-Pedelecs (oft gesetzlich als Mopeds klassifiziert)
Pedelecs: haben nur Tretunterstützung, Motor unterstützt nur bis zu einer anständigen, aber nicht übermäßigen Geschwindigkeit (normalerweise 25 km / h), Motorleistung bis zu 250 Watt, oft gesetzlich als Fahrräder eingestuft
S-Pedelecs: nur Pedalunterstützung, Motorleistung kann größer als 250 Watt sein, kann eine höhere Geschwindigkeit erreichen (zB 45 km / h), bevor der Motor aufhört zu assistieren, legal klassifiziert als Moped oder Motorrad (kein Fahrrad)
E-Bikes mit Power-on-Demand und Pedal-Assist
E-Bikes mit nur Power-on-Demand: Oft haben sie leistungsstärkere Motoren als Pedelecs, aber nicht immer, die leistungsfähigeren davon sind legal als Mopeds oder Motorräder klassifiziert

Nur Pedalunterstützung
E-Bikes mit Tretunterstützung werden normalerweise Pedelecs genannt, können aber grob in Pedelecs und die stärkeren S-Pedelecs eingeteilt werden.

Pedelecs
Der Begriff „Pedelec“ (vom Pedal-Elektro-Zyklus) bezieht sich auf ein Pedal-Assist-E-Bike mit einem relativ leistungsschwachen Elektromotor und einer ordentlichen, aber nicht übermäßigen Höchstgeschwindigkeit. Pedelecs werden legal als Fahrräder und nicht als Motorräder oder Kleinkrafträder klassifiziert.

Die einflussreichste Definition von Pedelecs und nicht die kommt aus der EU. Die EU-Richtlinie (EN15194-Norm) für Kraftfahrzeuge betrachtet ein Fahrrad als Pedelec, wenn

der Pedalassistent, dh die motorisierte Unterstützung, die nur eingreift, wenn der Fahrer in die Pedale tritt, fällt aus, sobald 25 km / h erreicht sind, und
wenn der Motor eine maximale kontinuierliche Nennleistung von nicht mehr als 250 Watt erzeugt (nb kann der Motor für kurze Zeit mehr Leistung erzeugen, z. B. wenn der Fahrer Schwierigkeiten hat, einen steilen Hügel hinaufzusteigen).

Ein E-Bike, das diesen Bedingungen entspricht, gilt in der EU als Pedelec und ist rechtlich als Fahrrad eingestuft. Der EN15194-Standard gilt in der gesamten EU und wurde auch von einigen europäischen Nicht-EU-Staaten und auch von einigen außereuropäischen Ländern (wie dem Bundesstaat Victoria in Australien) übernommen.

Pedelecs sind wie herkömmliche Fahrräder in Gebrauch und Funktion – der Elektromotor hilft nur, wenn der Fahrer zum Beispiel gegen den Gegenwind klettert oder kämpft. Pedelecs sind daher besonders nützlich für Menschen in hügeligen Gebieten, in denen das Fahrradfahren für viele zu anstrengend sein könnte, wenn es darum geht, Radfahren als tägliches Verkehrsmittel zu betrachten. Sie sind auch nützlich für Reiter, die allgemein Hilfe benötigen, zB für Menschen mit Herz-, Beinmuskel- oder Kniegelenkproblemen.

S-Pedelecs
Stärkere Pedelecs, die nicht legal als Fahrräder gelten, werden in Deutschland S-Pedelecs (Abkürzung für Schnell-Pedelecs, also Speedy-Pedelecs) genannt. Diese haben einen stärkeren Motor als 250 Watt und weniger oder unbegrenzte Tretunterstützung, dh der Motor hört nicht auf, den Fahrer zu unterstützen, sobald 25 km / h erreicht sind. E-Bikes der S-Pedelec-Klasse werden daher in der Regel als Mopeds oder Motorräder und nicht als Fahrräder eingestuft und können daher (je nach Gerichtsstand) registriert und versichert sein. Der Fahrer benötigt möglicherweise einen Führerschein (entweder Auto oder Motorrad). und Motorradhelme müssen möglicherweise getragen werden. In den USA haben viele Staaten S-Pedelecs in die Kategorie 3 aufgenommen. E-Bikes der Klasse 3 sind auf <= 750 Watt Leistung und 28 Meilen pro Stunde begrenzt. Power-on-Demand und Pedal-Assist Einige E-Bikes kombinieren beide Pedal-Assist-Sensoren sowie ein Gaspedal. Ein Beispiel dafür sind die eZee Torq und Adventure 24+ von BMEBIKES. Der Motor dieses E-Bikes wird durch Drücken des Gaspedals oder durch Treten aktiviert. Nur bei Bedarf Einige E-Bikes haben einen Elektromotor, der nur nach Bedarf läuft. In diesem Fall wird der Elektromotor manuell betätigt und bedient, wobei ein Gashebel verwendet wird, der sich normalerweise auf dem Handgriff befindet, genau wie bei einem Motorrad oder Roller. Diese Art von E-Bikes haben oft, aber nicht immer, leistungsstärkere Motoren als Pedelecs. Mit Power-on-Demand nur E-Bikes kann der Fahrer: Fahren Sie mit dem Pedal allein, also mit voller Kraft. Fahren Sie mit dem Elektromotor allein, indem Sie den Gashebel manuell betätigen. fahre mit beiden gleichzeitig zusammen. Einige On-Demand-E-Bikes können kaum mit Fahrrädern verwechselt, geschweige denn kategorisiert werden. Zum Beispiel ist der Noped ein Begriff, der vom Verkehrsministerium von Ontario für E-Bikes verwendet wird, die keine Pedale haben oder in denen die Pedale von ihrem motorisierten Fahrrad entfernt wurden. Diese sind besser als elektrische Mopeds oder elektrische Motorräder kategorisiert. Popularität Seit 1998 hat die E-Bike-Nutzung weltweit rasant zugenommen. Im Jahr 2016 wurden weltweit 210 Millionen E-Bikes täglich genutzt. Schätzungen zufolge gab es Anfang 2010 in China rund 120 Millionen E-Bikes, und die Verkäufe in Indien, den Vereinigten Staaten von Amerika, Deutschland, den Niederlanden und der Schweiz sind rasant. Im Jahr 2010 wurden in Europa insgesamt 700.000 E-Bikes verkauft, von 200.000 im Jahr 2007 und 500.000 Einheiten im Jahr 2009. Heute ist China der weltweit führende Hersteller von E-Bikes. Nach Angaben der China Bicycle Association, einer von der Regierung gecharterten Industriegruppe, verkauften die chinesischen Hersteller im Jahr 2004 landesweit 7,5 Millionen E-Bikes, was fast doppelt so hoch war wie 2003. Inlandsverkäufe erreichten 2005 10 Millionen und 2006 16 bis 18 Millionen. Technisch Motoren und Antriebe Die zwei häufigsten Arten von Radnabenmotoren, die in Elektrofahrrädern verwendet werden, sind gebürstet und bürstenlos. Viele Konfigurationen sind verfügbar, die sich in Kosten und Komplexität unterscheiden; Direktantriebs- und Getriebemotoreinheiten werden beide verwendet. Ein elektrisches Hilfskraft-System kann zu fast jedem Pedalzyklus hinzugefügt werden, indem Kettenantrieb, Riemenantrieb, Nabenmotoren oder Reibungsantrieb verwendet werden. BLDC-Hub-Motoren sind ein gemeinsames modernes Design. Der Motor ist in die Radnabe selbst eingebaut, und der Stator ist fest an der Achse befestigt, und die Magnete sind an dem Rad befestigt und drehen sich mit ihm. Die Fahrradnabe ist der Motor. Die Leistungsstufen der verwendeten Motoren werden von den verfügbaren gesetzlichen Kategorien beeinflusst und sind häufig, aber nicht immer auf unter 750 Watt begrenzt. Ein anderer Typ eines elektrischen Hilfsmotors, der oft als das Mittelantriebssystem bezeichnet wird, erfreut sich zunehmender Beliebtheit. Bei diesem System ist der Elektromotor nicht in das Rad eingebaut, sondern ist normalerweise in der Nähe (oft unter) der Tretlagerschale angebracht. In typischeren Konfigurationen treibt ein Zahnrad oder ein Rad am Motor einen Riemen oder eine Kette an, die mit einer Riemenscheibe oder einem Kettenrad in Eingriff kommt, die an einem der Arme der Kurbelgarnitur des Fahrrads befestigt sind. Der Antrieb erfolgt also eher an den Pedalen als am Rad und wird schließlich über den serienmäßigen Antriebsstrang des Rades auf das Rad übertragen. Da die Kraft über die Kette und das Kettenrad aufgebracht wird, ist die Leistung typischerweise auf etwa 250-500 Watt begrenzt, um einen schnellen Verschleiß des Antriebsstrangs zu verhindern. Ein elektrischer Mittelantrieb in Verbindung mit einer Innenzahnradnabe an der Hinterradnabe kann wegen des Fehlens eines Kupplungsmechanismus, um den Stoß auf die Zahnräder im Moment des Wiedereingriffs zu mildern, Sorgfalt erfordern. Ein stufenlos verstellbares Getriebe oder eine vollautomatische Innenzahnradnabe kann die Stöße aufgrund der Viskosität von Ölen, die für die Flüssigkeitskupplung verwendet werden, anstelle der mechanischen Kupplungen der herkömmlichen Innenzahnradnaben reduzieren. Batterien E-Bikes verwenden wiederaufladbare Batterien, Elektromotoren und irgendeine Art von Steuerung. Zu den verwendeten Batteriesystemen gehören versiegelte Bleisäure (SLA), Nickel-Cadmium (NiCad), Nickel-Metallhydrid (NiMH) oder Lithium-Ionen-Polymer (Li-Ion). Die Batterien variieren je nach Spannung, Gesamtladekapazität (Amperestunden), Gewicht, Anzahl der Ladezyklen, bevor sich die Leistung verschlechtert, und der Fähigkeit, Überspannungsladungsbedingungen zu handhaben. Die Energiekosten für den Betrieb von E-Bikes sind gering, aber es können erhebliche Kosten für den Austausch von Batterien entstehen. Die Lebensdauer eines Akkus variiert je nach Art der Nutzung. Flache Entladungs- / Ladezyklen tragen dazu bei, die Gesamtdauer der Batterie zu verlängern. Bei E-Bikes spielt die Reichweite eine wichtige Rolle und wird von Faktoren wie der Motoreffizienz, der Batteriekapazität, der Effizienz der Fahrelektronik, der Aerodynamik, den Steigungen und dem Gewicht von Fahrrad und Fahrer beeinflusst. Einige Hersteller, wie der Kanadier BionX oder American Vintage Electric Bikes, haben die Möglichkeit, regeneratives Bremsen zu verwenden, der Motor wirkt als Generator, um das Fahrrad vor dem Einrücken der Bremsbeläge zu verlangsamen. Dies ist nützlich, um die Reichweite und Lebensdauer von Bremsbelägen und Felgen zu verlängern. Es gibt auch Experimente mit Brennstoffzellen. zB das PHB. Einige Experimente wurden auch mit Superkondensatoren durchgeführt, um Batterien für Autos und einige SUVs zu ergänzen oder zu ersetzen. E-Bikes, die Ende der 80er Jahre in der Schweiz für das Solarfahrzeug-Rennen Tour de Sol entwickelt wurden, wurden mit Solar-Ladestationen ausgestattet, die später auf Dächern befestigt und so angeschlossen wurden, dass sie in das Stromnetz einspeisbar waren. Die Fahrräder wurden dann wie heute üblich aus dem Netz geladen. Während Ebike-Batterien in der Vergangenheit hauptsächlich von größeren Unternehmen hergestellt wurden, haben viele kleine bis mittlere Unternehmen begonnen, innovative neue Methoden für die Herstellung langlebigerer Batterien zu verwenden. State of the Art, benutzerdefinierte gebaut automatisierte Präzisions-CNC-Punktschweißmaschinen erstellt 18650 Akkupacks sind häufig unter Do-it-yourself ebike Maker verwendet. Controller Es gibt zwei verschiedene Arten von Controllern, die entweder auf einen bürstenbehafteten Motor oder einen bürstenlosen Motor abgestimmt sind. Bürstenlose Motoren werden immer üblicher, da die Kosten für Steuerungen weiter sinken. (Siehe die Seite über Gleichstrommotoren, die die Unterschiede zwischen diesen beiden Typen abdeckt.) Controller für bürstenlose Motoren: E-Bikes benötigen ein hohes Anfangsdrehmoment. Daher verfügen Modelle mit bürstenlosen Motoren typischerweise über eine Hall-Sensor-Kommutierung für die Drehzahl- und Winkelmessung. Eine elektronische Steuerung bietet Unterstützung in Abhängigkeit von den Sensoreingängen, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der erforderlichen Kraft. Die Regler erlauben generell die Eingabe mittels Potentiometer oder Hall-Effekt-Drehgriff (oder Daumenhebel), Drehzahlregelung für präzise Drehzahlregelung, Schutzlogik für Überspannung, Überstrom und Thermoschutz. Fahrräder mit einer Pedalunterstützungsfunktion weisen typischerweise eine Scheibe auf der Kurbelwelle auf, die einen Ring von Magneten aufweist, der mit einem Hall-Sensor gekoppelt ist, was zu einer Reihe von Impulsen führt, deren Frequenz proportional zur Pedalgeschwindigkeit ist. Die Steuerung verwendet eine Pulsbreitenmodulation, um die Leistung des Motors zu regeln. Manchmal wird Unterstützung für regeneratives Bremsen, aber seltenes Bremsen bereitgestellt, und die geringe Masse von Fahrrädern begrenzt zurückgewonnene Energie. Eine Implementierung ist in einem Anwendungshinweis für einen bürstenlosen Gleichstrommotor (BLDC) mit 200 W und 24 V beschrieben. Controller für bürstenbehaftete Motoren: Gebürstete Motoren werden auch in E-Bikes verwendet, werden jedoch aufgrund ihrer geringeren Effizienz seltener. Steuerungen für bürstenbehaftete Motoren sind jedoch viel einfacher und billiger, da sie keine Hall-Sensor-Rückkopplung benötigen und typischerweise als offene Regelkreise ausgelegt sind. Einige Controller können mehrere Spannungen verarbeiten. Design-Variationen Nicht alle E-Bikes haben die Form von herkömmlichen Push-Bikes mit eingebautem Motor, wie die Cytronex-Fahrräder, die eine kleine Batterie als Wasserflasche benutzen. Einige sind so konzipiert, dass sie den Eindruck von Motorrädern mit geringer Kapazität vermitteln, jedoch kleiner und aus einem Elektromotor und nicht aus einem Benzinmotor bestehen. Zum Beispiel enthält das Sakura E-Bike einen 200-W-Motor, der bei herkömmlichen E-Bikes zu finden ist, aber auch Kunststoffverkleidung, Front- und Heckleuchten sowie einen Tachometer. Es ist wie ein modernes Moped gestaltet und wird oft mit einem verwechselt. Das Umrüsten eines nichtelektrischen Fahrrades in sein elektrisches Äquivalent kann kompliziert sein, aber zahlreiche "Ersatzräder" -Lösungen sind jetzt auf dem Markt erhältlich. Ein Electric Pusher Trailer ist ein E-Bike-Design, das einen Motor und eine Batterie in einen Anhänger integriert, der jedes Fahrrad schiebt. Ein solcher Anhänger ist der zweirädrige Ridekick. Andere, seltenere Designs schließen das eines 'Chopper'-gestylten E-Bikes ein, die als eher ein' Spaß 'oder' Neuheit'-E-Bike als als eine zweckmäßige Mobilitätshilfe oder Transportart entworfen sind. Elektro-Lastenräder erlauben es dem Fahrer, große, schwere Gegenstände zu tragen, die schwer zu transportieren wären, ohne dass elektrische Energie den menschlichen Krafteinsatz ergänzt. Verschiedene Designs (einschließlich der oben genannten) sind so konzipiert, dass sie in die meisten Gebietsgesetze passen, und diejenigen, die Pedale enthalten, können unter anderem auf Straßen im Vereinigten Königreich verwendet werden. Klappbare E-Bikes sind ebenfalls erhältlich. Elektrische selbstausgleichende Einräder entsprechen in den meisten Ländern nicht der E-Bike-Gesetzgebung und können daher nicht auf der Straße verwendet werden, sondern können auf dem Gehweg verwendet werden. Sie sind die billigsten Elektrofahrräder und werden von den Pendlern der letzten Meile für den städtischen Gebrauch und die Kombination mit öffentlichen Verkehrsmitteln, einschließlich Bussen, benutzt. Dreiräder Es wurden auch elektrische Trikes hergestellt, die der E-Bike-Gesetzgebung entsprechen. Diese haben den Vorteil einer zusätzlichen Stabilität bei niedriger Geschwindigkeit und werden oft von Menschen mit Behinderungen bevorzugt. Auch Gütertransportdreiräder finden Akzeptanz. Eine kleine, aber wachsende Zahl von Kurieren nutzt sie für Paketzustellungen in Stadtzentren. Neueste Designs dieser Trikes ähneln einer Kreuzung zwischen einem Pedalzyklus und einem kleinen Lieferwagen. Nutzungen Der Einsatz eines Pedelecs bietet mehrere Vorteile (meist höhere Durchschnittsgeschwindigkeit als bei herkömmlichen Fahrrädern, in manchen Fällen sogar höher als bei Autos, abhängig vom Zustand des Fahrers). Der Vorteil sind die geringeren Emissionen (geringe Geräuschemission) im Vergleich zu anderen motorisierten Verkehrsmitteln, insbesondere bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor, wenn E-Bikes oder Pedelecs als Alternative zu diesen eingesetzt werden. Die Anschaffungskosten sind wesentlich höher als bei einem herkömmlichen Fahrrad. Zusätzlich zu den Kosten für normalen Verschleiß gibt es auch den eventuellen Austausch des Akkumulators. Im Gegensatz zu anderen Verkehrsmitteln betragen die Stromkosten einige zehn Cent pro 100 km. Es gibt verschiedene Einsatzbereiche mit unterschiedlichen Anforderungen: Berufliche Nutzung: Postdienste (Postzustellung), Polizei (in verkehrsberuhigten Bereichen), Firmenwagenflotten, Fahrten zur Arbeit (Pendler). Touristische Nutzung: Mietstationen an Bahnhöfen und Touristenzentren, in Ferienanlagen oder Kurorten. Private Nutzung nach Bedarf. Allgemeine Nutzungserfahrungen Pedelecs können Geschwindigkeiten von 25-45 km / h und mehr erreichen, abhängig von der Leistung des Motors, der Person, die fährt und der Registrierung. Durchschnittlich ausgebildete Fahrer erreichen mit einem schnellen Pedelec die Leistung unmotorisierter Fahrradsportler, kommen mit den üblichen Batterien (ohne Austausch) aber weniger weit. Die hohen Durchschnittsgeschwindigkeiten von Hochgeschwindigkeits-Elektrofahrrädern machen sie zu den schnellsten durchschnittlichen Fahrzeugen auf kürzeren Strecken in der Stadt. Die frühere zögerliche Akzeptanz für Elektrofahrräder resultierte vor allem aus der Geschichte der Akku-Technologie. Wenn die Fahrradtechnik als ausgereift gilt, galt die lange Zeit nicht für die Batterietechnologie. Batterien mit geringer oder sehr abnehmender Reichweite, Memory-Effekt usw. behinderten die Popularität, insbesondere im Niedrigpreissegment. Da insbesondere europäische Hersteller die Zielgruppe der über 50-Jährigen lange im Visier hatten, wurden lange Zeit nur entsprechend gestaltete Räder auf den Markt gebracht. Dies führte zu dem anfänglichen "Oma-Rad" -Bild der elektrisch unterstützten Räder, das immer noch lokal stoppt. Moderne Elektrofahrräder haben heute Traktionsbatterien meist auf Lithium-Polymer-Batterien, seltener auf Basis von Lithium-Eisen-Phosphat (LiFePO 4) -Akkumulatoren, im Gegensatz zu älteren Technologien weisen moderne Batterien deutliche Vorteile auf (hohe Energiedichte also größere Reichweite mit geringerem Gewicht, längerer Lebensdauer, kein Memory-Effekt). Eine Batterie muss auf die kurzfristige maximale Leistungsaufnahme des Motors ausgelegt sein. Dies ist grundsätzlich mit modernen Akkumulatoren gewährleistet. In älteren Bleibatterien wurde es nur gegeben, wenn Sie spezielle Hochstromantriebsbatterien verwendet haben. In der Vergangenheit haben viele E-Bike-Batterien der hohen Strombelastung nicht dauerhaft standgehalten, da die verwendeten Zellen nicht hochstromfest waren, was insbesondere beim häufigen Fahren an Steigungen zu Überlastungen führte. Dieses Problem ist bei modernen Akkumulatoren durch das sogenannte Batteriemanagement möglicherweise ausgeschlossen Angebot Eine Batterie mit einer Leistung von beispielsweise 36 V und 10 Ah (Masse 1,9-5,1 kg) hat einen Energiegehalt von ca. 36 V × 10 Ah = 360 Wh (zum Vergleich: 1 kg Benzin liefert 11.500 Wh). Die Umwandlung von elektrischer Energie in mechanische Arbeit ist abhängig von der Effizienz des Motors und der Motorsteuerung unter Wärmeverlust. Typischerweise führt dies zu Verlusten von etwa 25 Prozent. So wird ein Pedelec mit einem 70-kg-Fahrer (Gesamtmasse ≈ 100 kg) rein rechnerisch bei 1,4% Steigung 21 km weit mit Batterieleistung fahren - dieses Rechenbeispiel ist in der Praxis nie relevant, da der Fahrer in einem Pedelec immer mitmachen muss . Die Gesamtreichweite hängt von vielen Faktoren ab (Gewicht, Steigung, Größe des Akkumulators, Reifendruck, ausgewählter Unterstützungsmodus usw.), so dass es fast unmöglich ist, einen allgemeinen Bereich anzugeben. Grob überlagert liegt der aktuelle Stand der Technik in Abhängigkeit all dieser Faktoren zwischen unter 40 und über 120 km. (Diese Begrenzung des Aktionsradius gilt natürlich nur für Fahrer, bei denen eine Motorunterstützung verfügbar ist). Bei einigen Modellen sind zwei hintereinander schaltbare Batterien serienmäßig in Gepäcktaschen enthalten. Nur bei direkt angetriebenen Radnabenmotoren (ohne Freilauf) ist es möglich, die sogenannte Rekuperation zu regenerieren. Hier wird, wie bei einem Dynamo, die kinetische Energie zum Aufladen beim Bremsen in elektrische Energie genutzt. Dadurch kann die Reichweite im Stadtverkehr oder im Bergland deutlich erhöht werden. In unabhängigen Tests wurde die Reichweite um 11% erhöht. In Testberichten sowie in Betriebsanleitungen einiger Herstellermodelle wird darauf hingewiesen, dass die Außentemperatur die Bereiche ebenfalls durch ähnlich hohe Faktoren beeinflusst. Insgesamt werden die Einflüsse (bei gleicher Akkukapazität) so vielfältig beschrieben, dass z. B. nach Derby Cycle "Der größte erreichbare Bereich kann bis zu 7x größer sein als der unterste Bereich". Die Batterie kann nicht in wenigen Minuten "aufgetankt" werden, wie bei einem benzinbetriebenen Fahrzeug dauert ein Batterieladezyklus je nach Modell mehrere Stunden. Trotz der begrenzten Reichweite haben Elektroräder eine viel bessere Kraft als konventionelle Motorräder. Lebensdauer des Akkumulators Der Akku ist nach einer bestimmten Anzahl von Lade-Entlade-Zyklen erschöpft, so dass die Reichweite zu weit abfällt. Wie viele Zyklen es möglich macht, hängt von der Chemie der Batterie und der Qualität der verwendeten Steuer- und Ladeelektronik ab. Mit NiCd-Akku zählt man mit 1000, mit NiMH mit 700 und mit Li-Ion mit 500 Zyklen. Mit dem Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulator sind Zykluszahlen bis über 1000 möglich; danach ist die Kapazität auf etwa 60% gesunken. Erweiterte Batteriemanagementkonzepte mit Konditionierung einzelner Zellen während des Betriebs erhöhen die Lebensdauer. Sie finden sich vor allem in hochwertigen Lithium-basierten Batterien. Laut mehreren Studien haben Li-Ionen-Akkus eine längere Lebensdauer, wenn sie oft nur wiederaufgeladen werden, anstatt eine völlig leere Batterie immer wieder voll aufzuladen. Einige Teilladungen zählen jedoch nur teilweise als Ladezyklus. Außerdem sollten Li-Ionen-Batterien nicht unbenutzt gelagert werden, wenn sie für längere Zeit vollständig geladen sind. Gesundheitliche Vorteile E-Bikes können ein nützlicher Bestandteil von kardiologischen Rehabilitationsprogrammen sein, da Gesundheitsfachkräfte oft empfehlen, ein stationäres Fahrrad in den frühen Stadien davon zu verwenden. Belastungsbasierte kardiologische Rehabilitationsprogramme können die Todesfälle bei Menschen mit koronarer Herzkrankheit um etwa 27% reduzieren; und ein Patient fühlt sich sicherer von stationären Fahrrädern zu E-Bikes. Sie erfordern weniger Herzbelastung für diejenigen, die Herzprobleme erfahren haben. E-Bikes können auch eine Trainingsquelle für Personen darstellen, die längere Zeit Probleme mit dem Training haben (zB aufgrund von Verletzungen oder übermäßigem Gewicht), da das Fahrrad dem Fahrer erlauben kann, kurze Pausen einzulegen und dem Motorrad Vertrauen zu geben Sie können den gewählten Weg auch ohne zu sehr ermüden oder ohne die Kniegelenke zu sehr erzwingen (Menschen, die ihre Kniegelenke benutzen müssen, ohne sie unnötig zu tragen), können bei einigen Elektrorädern die Motorunterstützung einstellen je nach Gelände). Eine Studie der University of Tennessee belegt, dass bei E-Bikes der Energieverbrauch (EE) und der Sauerstoffverbrauch (VO2) um 24% niedriger sind als bei herkömmlichen Fahrrädern und 64% niedriger als beim Gehen. Außerdem stellt die Studie fest, dass der Unterschied zwischen E-Bikes und Fahrrädern in den bergauf führenden Segmenten am ausgeprägtesten ist. VO2 Max zu erreichen, kann Ihrem Körper als Ganzes wirklich helfen. Professor Janet Lord von der Universität Birmingham im Vereinigten Königreich veröffentlichte eine Studie, die ältere Radfahrer untersuchte. "" Die Studie untersuchte Muskelmasse, Blutcholesterin, VO2 Max, Lungenfunktion und bei vielen dieser Messungen stellten wir fest, dass sie nicht älter wurden ! Kein Muskelverlust, ihre Knochen waren etwas dünn (aber nichts wie die allgemeine Bevölkerung), ihr Blutdruck stieg nicht an. Es gibt Personen, die behaupten, mit einem Elektrofahrrad erhebliche Mengen an Gewicht verloren zu haben. Eine kürzlich durchgeführte prospektive Kohortenstudie ergab jedoch, dass Menschen, die E-Bikes verwenden, einen höheren BMI haben. Da das Gelände für Radfahrer weniger problematisch ist, können Personen, die das Fahrradfahren nicht in Betracht ziehen, die elektrische Unterstützung bei Bedarf nutzen und auf andere Weise in die Pedale treten. Dies bedeutet, dass Menschen mit niedrigerer Fitness oder die seit vielen Jahren nicht mehr radfahren, die vielen gesundheitlichen Vorteile genießen können, die E-Bikes bieten. Auswirkungen auf die Umwelt E-Bikes sind emissionsfreie Fahrzeuge, da sie keine Verbrennungsnebenprodukte emittieren. Die Umweltauswirkungen der Stromerzeugung und -verteilung sowie der Herstellung und Entsorgung von Batterien mit begrenzter Lebensdauer und hoher Speicherdichte müssen jedoch berücksichtigt werden. Selbst wenn man diese Aspekte in Betracht zieht, wird behauptet, dass E-Bikes eine wesentlich geringere Umweltbelastung als herkömmliche Automobile haben und im städtischen Umfeld im Allgemeinen als ökologisch wünschenswert angesehen werden. Die Umwelteffekte beim Wiederaufladen der Batterien können natürlich reduziert werden. Die geringe Größe des Batteriepacks eines E-Bikes, im Vergleich zu einem größeren Paket, das in einem Elektroauto verwendet wird, macht sie zu sehr guten Kandidaten für die Aufladung durch Solarenergie oder andere erneuerbare Energiequellen. Sanyo nutzte diesen Vorteil, indem es "Solarparkplätze" aufbaute, in denen E-Bike-Fahrer ihre Fahrzeuge parken können, während sie unter Photovoltaik-Panels parken. Die Umweltfreundlichkeit von E-Bikes und elektrisch / menschlich betriebenen Hybriden hat in der Regel dazu geführt, dass einige Stadtverwaltungen sie benutzen, wie Little Rock, Arkansas mit ihren Wavecrest Elektro-Fahrrädern oder Cloverdale, California Polizei mit Zap E-Bikes. Chinas E-Bike-Hersteller wie Xinri arbeiten jetzt mit Universitäten zusammen, um ihre Technologie im Einklang mit internationalen Umweltstandards zu verbessern, unterstützt von der chinesischen Regierung, die das Exportpotenzial der in China gefertigten E-Bikes verbessern möchte. Sowohl die Beauftragten für Landmanagement als auch die Befürworter des Mountainbike-Zugangs haben sich für die Verbote von Elektrofahrrädern auf Wegen im Freien ausgesprochen, die für Mountainbikes zugänglich sind, und weisen auf potentielle Sicherheitsrisiken sowie das Potenzial von Elektrofahrrädern hin, Wege zu beschädigen. Eine Studie, die von der International Mountain Bicycling Association durchgeführt wurde, fand jedoch heraus, dass die physischen Auswirkungen von Elektro-Mountain-Bikes mit niedriger Leistungsaufnahme ähnlich wie bei herkömmlichen Mountainbikes sein können. Eine aktuelle Studie über die Auswirkungen von E-Bikes auf die Umwelt im Vergleich zu anderen Transportmitteln ergab, dass E-Bikes: 18 Mal energieeffizienter als ein SUV 13 Mal energieeffizienter als eine Limousine 6 mal energieeffizienter als der Eisenbahnverkehr und von ungefähr gleicher Auswirkung auf die Umwelt wie ein herkömmliches Fahrrad. Ein Hauptproblem ist die Entsorgung von gebrauchten Bleibatterien, die eine Umweltverschmutzung verursachen können, wenn sie nicht recycelt werden. Aus Sicherheitsgründen gelten für Lithium-Ionen-Batterien strenge Versandvorschriften. In dieser Hinsicht sind Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien sicherer als Lithium-Kobalt-Oxid-Batterien. Verkehrssicherheit Chinas Erfahrungen als führender E-Bike-Weltmarkt haben Bedenken hinsichtlich der Verkehrssicherheit aufkommen lassen, und mehrere Städte haben in Erwägung gezogen, sie von Radwegen zu verbannen. Da die Anzahl der E-Bikes steigt und leistungsstärkere Motoren verwendet werden, die bis zu 48 Stundenkilometer erreichen können, ist die Zahl der Verkehrsunfälle in China deutlich gestiegen. E-Bike-Fahrer werden eher als ein Autofahrer bei einer Kollision getötet oder verletzt, und weil E-Biker herkömmliche Fahrradwege benutzen, vermischen sie sich mit langsamer fahrenden Fahrrädern und Fußgängern, was das Risiko von Verkehrskollisionen erhöht.