MOBILITÄT 15. Nov 2018, 11:51 Uhr Martin Ciupek

Integrierte Bauweise treibt den Fortschritt

Der Markt für elektrisch betriebene Fahrräder boomt. Damit wachsen allerdings auch die Herausforderungen, insbesondere wenn es um Wartung und Ersatzteile geht.

Funktionsintegration: In diesen 48-V-Mittelmotor hat Continental neben dem Elektroantrieb ein stufenloses Planetengetriebe integriert. Damit kann auf die Schaltung am Hinterrad verzichtet werden.
Foto: Continental AG

Elektrofahrräder machen Spaß – zumindest solange, bis der erste Werkstattbesuch ansteht. Denn so rasant wie die Entwicklung der pedalelektrischen Fahrzeuge – kurz Pedelec – voranging, so vielfältig sind inzwischen die Lösungen und die Diagnosewerkzeuge für die verschiedenen Antriebslösungen. Genau hier setzt die Kritik von Hannes Neupert an, der sich mit dem Verein ExtraEnergy bereits viele Jahre mit der leichten Elektromobilität beschäftigt und beim VDI Konferenzleiter für die „Leichte Elektromobilität“ ist. Unzureichende Diagnosemöglichkeiten, teurer Verschleiß und teilweise mangelnde Ersatzteilversorgung sind für ihn die wesentlichen Punkte.

Das sagen die Hersteller:

Bosch: Für die Antriebssysteme der ersten Generation sind aktuell noch Ersatzteile und Ersatzakkus verfügbar. Bosch strebt grundsätzlich eine Ersatzteilverfügbarkeit von mindestens sechs Jahren an, nachdem die Produkte zuletzt an den Hersteller geliefert wurden. E-Bikes der ersten Generation können teilweise mit Komponenten der zweiten Generation nachgerüstet werden. Das beschränkt sich aber auf wenige Komponenten, wie etwa den Bordcomputer Intuvia oder das Ladegerät. Aufgrund von unterschiedlichen mechanischen Schnittstellen und Systemkonzepten können Drive Unit und Akku nicht nachgerüstet werden. Grundsätzlich gilt: Innerhalb derselben Systemgeneration ermöglicht das modulare Produktportfolio mit standardisierten Schnittstellen ein einfaches Auf- und Nachrüsten.

Hase Bikes legt großen Wert auf Innovation und ständige Weiterentwicklung der bestehenden Modelle. Dabei kommt es bei ihren Trikes und Tandems stetig zu Verbesserungen und technischen Updates. So auch im Bereich der Elektromotoren, bei denen sie seit ein paar Jahren auf Shimano und deren Steps System setzen. Die Verfügbarkeit von Ersatzteilen der ersten Generation (Klimax 2K) ist nach wie vor gegeben. Kleinere Bauteile hat Hase Bikes zum Teil noch auf Lager. Akkus beispielsweise, kann man über deutsche Importfirmen beziehen. Endkunden werden direkt an diese Firmen weitergeleitet. Grundsätzlich lassen sich auch Räder der ersten Generation nachrüsten. Allerdings kommt es hier auf die Bauweise an. Eine Nachrüstung der aktuellen Shimano-Motoren ist bei älteren Hase-Bikes-Modellen nicht möglich, vor allem da mit der Umstellung von Front- auf Mittelmotor konstruktiv die Rahmen geändert werden mussten.

Brose stellt lediglich den Antrieb her, Akku sowie Display kommen von externen Herstellern. Die „Aluminium Generation“ wird bis mindestens 2021 weiter produziert werden und darüber hinaus werden auch Ersatzteile (Riemenkit ) verfügbar sein. Für Fahrer eines Rades mit der ersten Generation des Antriebes sollte es kein Problem sein, auf einen Antrieb der zweiten Generation umzusteigen, da die Baumaße gleichbleibend sind. Der im Juni vorgestellte neue Antrieb mit Magnesiumgehäuse ist jedoch nicht so einfach nachzurüsten, da die Aufnahmen anders sind. Ebenfalls ist der neue Antrieb 15 % kleiner und 500 g leichter als seine Vorgänger.

Shimano: Shimano-E-Bike Systeme sind seit 2014 auf dem Markt. Für die erste Generation „Steps E6000“ gibt es derzeit noch Ersatzteile. Das System wird im Modelljahr 2019 vom E6100 System abgelöst. Ersatzteilverfügbarkeit ist daher noch eine sehr lange Zeit gewährleistet. Zur Umrüstbarkeit: Die Antriebseinheit des E6100-Systems hat andere Abmessungen und andere Rahmenmontagepunkte als das E6000-System der ersten Generation. Alle auf das E6000 System folgenden Antriebe (E6100, E7000, E8000) haben aber dieselbe Rahmenaufnahme, sind also für Fahrradhersteller im Wesentlichen austauschbar. Eine „Nachrüstung“ durch den Verbraucher ist für Shimano Steps jedoch nicht vorgesehen – das System wird ausschließlich an Fahrradhersteller zum professionellen Einbau in speziell dafür konstruierte Fahrradrahmen vertrieben.ciu

Schon ein Plattfuß am Hinterrad kann laut Neupert zum Problem für Werkstatt und Kunde werden. „Viele Händler weigern sich da ran zu gehen, wenn sie nicht die richtige Software dafür haben“, sagt er. Neupert nennt den Grund: „Funktioniert der Elektroantrieb nach der Reparatur nicht mehr, dann ist der Händler verpflichtet, dem Kunden das Rad zum Zeitwert abzukaufen.“ Das könne der Fall sein, wenn beispielsweise nach dem Ausbau des Hinterrades Sensorkabel beschädigt wurden oder der Antrieb neu kalibriert werden muss. Er fordert deshalb eine Harmonisierung bei der Fehlerauslesung.

„Die Pedelecbranche ist dem Automobil etwa 20 Jahre hinterher – und jeder glaubt, dass er das proprietär lösen kann“, stellt der Experte fest. Die Automobilbranche habe sich um das Jahr 2000 nach politischem Druck geeinigt, dass jede Werkstatt und jeder Pannendienst über eine Auslesegerät per Standardschnittstelle OBD Zugriff auf die wesentlichen Fahrzeugdaten erhält. Dazu würden auch alle Fehlermeldungen und Reparaturen dokumentiert.

Eine einheitliche Schnittstelle für Motorräder und Fahrräder mit elektronischen Komponenten wird auf europäischer Ebene bereits diskutiert. Laut Neupert mangelt es allerdings an der Kontrolle. Daher hätten Motorradhersteller in der Vergangenheit einfach weitergemacht wie bisher. Er erwartet, dass sich das bald ändern wird: „Der Druck, der nun in Europa über den Konsumentenschutz gemacht wird, ist schon sehr stark.“

Aber nicht nur fehlende Standards bei der Diagnosesoftware, sondern auch fehlende oder teure Ersatzteile können Pedelecs in teuren Elektroschrott verwandeln. Fakt ist: Durch die rasante Weiterentwicklung am Markt sind Teile der jeweils ersten Generation oft nicht mehr durch Nachfolgeprodukte zu ersetzen. Das bestätigen Anfragen der VDI nachrichten bei unterschiedlichen Antriebs- sowie Fahrradherstellern (siehe Kasten rechts).

„Die unklare Ersatzteilverfügbarkeit nimmt vielen Leuten den Spaß, zumal die Erwartung war, dass ein Elektrofahrrad wie ein Fahrrad ist und wie ein solches bei jedem Fahrradhändler repariert werden kann“, weiß Neupert. Insbesondere die Akkupacks hat er dabei im Visier und fordert: „Wenn die Originalbatterie nicht mehr verfügbar ist, muss es möglich sein, eine Drittanbieterbatterie am Fahrrad zu montieren.“

Doch das wird nach seiner Einschätzung immer schwieriger, da viele Fahrradhersteller die Batterie aus optischen Gründen in das Unterrohr integrierten. „In dem Fall ist genau diese Batterie erforderlich, oder man muss nachträglich eine neue Batterie an den Gepäckträger bzw. in den Rahmen schrauben.“

Neupert fordert die Branche deshalb auf, sich nicht nur über immer neue Designoptionen, sondern auch über längere Ersatzteilverfügbarkeiten der Antriebssysteme Gedanken zu machen. So könne das Elektrofahrrad vielleicht noch weitere zehn Jahre fahren. „Dann habe ich eine Werterhaltung und eine bessere Ökobilanz, als wenn ich den Rahmen nach vier Jahren und vielleicht 15 000 km verschrotten lasse“, macht er deutlich. Nach seiner Erfahrung gibt es nämlich viele Elektroräder, die verhältnismäßig wenig Kilometer gefahren sind.

Preise für Ersatzakkus von 700 €, die beispielsweise für ein Bosch-Power-Pack aufgerufen werden, sind für Neupert ein weiterer Grund für Unmut bei den Pedelecnutzern. „Das ist oft der Tod für so ein Elektrorad.“ Eine Lösung wäre für ihn, die Batterie erst gar nicht zu verkaufen, sondern zu vermieten. Neupert schlägt eine monatliche Rate um die 10 € vor.

Das hat für ihn einen weiteren Effekt: „Es steigert auch die Motivation zu fahren.“ Wer das Rad nicht nutzt, werde sich dann überlegen, ob er es besser weitergibt. „Weil die Batterie ein chemisches System ist, das auch durch Nichtnutzung kaputt gehen kann, ist das ohnehin empfehlenswert.“

Die Bauteilintegration sieht der Profi für die leichte Elektromobilität dagegen bei aller Kritik an der Branche als große Chance für die deutschen Anbieter. Fahrradbauer hielten bis heute an traditionellen Konzepten fest, während Antriebshersteller laut Neupert beispielsweise einfach vorhandene Staubsauger- oder Lenkgetriebemotoren umfunktioniert hätten. „Bisher war die Strategie, mit relativ wenig Investment ein möglichst gutes Produkt herzustellen. Aber man hat die Produkte nicht von Grund auf dafür hinterfragt.“

Statt Elektrofahrräder immer mehr zu Modeartikeln mit ständig neuen Designs weiterzuentwickeln, ist es für ihn nun nötig, den „nächsten Technologieschritt zu besserer Qualität und höherer Wartungsfreiheit“ zu schaffen. Das könne unter anderem durch Bauteilintegration gelingen.

Den Mittelmotorhype sieht er in dem Zusammenhang kritisch. „Er hat einen Muskelkraft-Ketten-Antriebsstrang, bei dem die Ketten und Schaltungen nie für die Belastungen ausgelegt wurden.“ Bei Kettenschaltungen seien die Ketten nach 2000 km oft so gelängt, dass die Ritzel ebenfalls geschädigt würden. Ein Austausch von Ritzel und Ketten koste schnell 200 € und mehr.

Aus Gründen der Gewichtsverteilung setzen zahlreiche Hersteller auf das Konzept, bei dem der Motor nicht in der Felge eines Rades, sondern am Tretlager angeordnet ist. Unternehmen wie Panasonic und Bosch haben die Konzepte marktfähig gemacht. Nun setzen auch Anbieter wie Brose, Continental und Shimano darauf. Neupert lobt den Ansatz von Continental: „Die haben die Nuvinci-Gangschaltung ins Tretlager gelegt und einen Zahnriemen zum Hinterrad.“ Damit habe der Nutzer für sechs oder sieben Jahre Ruhe.

Schaltung und Motor bilden eine Einheit beim neuen 48-V-Mittelmotor von Continental Bicycle Systems. Damit vereinfacht der Automobilzulieferer den Ausbau des Hinterrades und bringt gleichzeitig die 48-V-Technik zum Einsatz, die in der Automobilindustrie Stand der Technik ist. Alternativ zum Antrieb mit stufenloser Schaltung, gibt es das System auch nur als 48-V-Mittelmotor für herkömmliche Schaltungen. Trotz des Unterschieds passen beide Systeme in dieselbe Rahmenaussparung.

Wirkungsvoll hinsichtlich langer Wartungszyklen ist für Neupert zudem ein geschlossener Kettenkasten, wie er bei Hollandrädern zu finden ist. Der schützt die Kette vor Schmutz und Regen. „Eine gut geschmierte Kette läuft damit locker zehn Jahre.“ Darüber hinaus bringt er den Einsatz von Industrieketten bei hohen Belastungen ins Spiel.

Obwohl Volvo-Ingenieure in den 1980er-Jahren mit dem Bau eines Kunststofffahrrads scheiterten – es mangelte an Steifigkeit – sieht Neupert darin nun großes Potenzial. Kunststoffe und Fertigungsverfahren seien jetzt deutlich weiter. Spritzguss erlaube die wirtschaftliche Produktion großer Rahmenstückzahlen. Auf Lackierungen könne dabei verzichtet werden.

An Verbesserungsmöglichkeiten mangelt es für Neupert daher nicht, nur das Umsetzungstempo erscheint ihm zu gering. Angesichts des weltweiten Wettbewerbs könnten sich Hersteller mit Integrationskompetenz Vorteile verschaffen.

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