Welche Leistung braucht mein Motor?
Ein Fahrradmotor bzw derjenige, der pedaliert, muss 3 Arten von Widerstand beim Fahren überwinden
Da die Pedelec-Verordnung eine maximale Leistung von 250W an der Welle vorschreibt, kann sich beim Fahren also maximal diese Leistung, plus der Leistung des Pedalierens, auf diese 3 Punkte aufteilen.
Luftwiderstand:Wieviel Geschwindigkeit schafft ein Motor mit 250W in der Ebene, mit einem 'normalen upright' Fahrrad (Liegeräder und verkleidete Fahrräder können wegen des geringeren Luftwiderstandes erheblich mehr schaffen)?
Die Höchstgeschwindigkeit eines Fahrrades in der Ebene hängt praktisch nur vom Luftwiderstand ab. Um die in der Pedelec-Verordnung festgelegte Höchstgeschwindigkeit von 25km/h (plus Toleranz) zu erreichen, sind die 250W normalerweise ausreichend.Typisch werden zur Überwindung des Luftwiderstandes folgende Leistungen benötigt:
| km/h | W |
| 5 | 1 |
| 10 | 5 |
| 15 | 25 |
| 20 | 50 |
| 25 | 100 |
| 30 | 200 |
| 35 | 300 |
| 40 | 450 |
| 45 | 650 |
Wie man sieht, verdoppelt sich die nötige Leistung zwischen 15km/h und 30km/h in Schritten von jeweils nur 5km/h. Für 30km/h ist bereits die 8-fache Leistung nötig wie bei 15km/h. (Dieser Zusammenhang gilt übrigens für jede Geschwindigkeitsverdoppelung: Doppelte Geschwindigkeit erfordert 8-fache Leistung).
Anders ausgedrückt: bis ca 20km/h spielt der Luftwiderstand fast keine Rolle, darüber jedoch sehr rasch die dominante Rolle.Die vollen 250W eines Pedelec schaffen die Überwindung des Luftwiderstandes bis fast 30km/h, wenn man ca 60W für die Reibung abrechnet.Dies steht in gutem Einklang mit dem vom Gesetzgeber gewollten Maximalwert von 25km/h plus einer gewissen Toleranz. Geschwindigkeiten über 30km/h hingegen sind mit 250W unerreichbar, hier ist man, da das Pedelec ja darunter schon abregeln muss, rein auf Muskelkraft angewiesen.
Anmerkung: Ein S-Pedelec schliesslich braucht bei 45km/h ca 750W Leistung (incl. Reibung). 500W davon darf der Motor beisteuern, den Rest muss der Fahrer aufbringen, was schon recht sportlich ist. Ohne Treten werden also mit 500W eher nur 40km/h erreicht werden.
Steigungsverluste: Wieviel Steigung schafft ein Motor mit 250W?
Nabenmotoren haben (im Gegensatz zb zu Tretlagermotoren) am Berg ein grundsätzliches Problem: Da sie die Schaltung des Fahrrades nicht mitbenützen können, müssen sie die ganze Kraft direkt aufbringen. Da ihr bester Wirkungsgradbereich typischerweise bei ca 25km/h liegt, ergibt sich also immer das Problem, dass sie
Bei 100kg Systemgewicht entsprechen die erlaubten 250W an der Welle bei 13km/h ca 6% Steigung ohne mittreten, wenn man ca 60W für die Reibung einberechnet.
Für andere Werte von Geschwindigkeit, Gesamtgewicht und Steigung können Sie hier die notwendige Leistung ausrechnen lassen.
Wenn unter 'Leistung gesamt' mehr als 250W herauskommt, müssen Sie also die Differenz selbst dazupedalieren, weil der Motor eben nur 250W leisten darf.Möglich für Eigenleistung sind (für einige Zeit) typisch Werte von 80W bis etwa 200W, sehr sportliche Menschen schaffen auch mehr. Normalen Menschen ist es nicht möglich, über längere Zeit mehr als ca 80W zu leisten.Wenn die Leistung des Motors plus die des Pedalierens zusammen nicht ausreicht, und die 'Leistung gesamt' zu erreichen, haben sie mit den von Ihnen eingegebenen Werten eine Anforderung an Ihr Pedelec gestellt, die es nicht erfüllen kann.
Welche Möglichkeiten gibt es, weniger Leistung zu 'brauchen', oder mehr Leistung zu 'bekommen'?
Immer wieder erreichen uns Anfragen, ob es möglich sei, mit einem Nabenmotor Steigungen von 15% und mehr zu fahren. Die Frage hat viele Aspekte und ist daher nicht einfach mit Ja oder Nein zu beantworten.Grundsätzlich sind Nabenmotoren für solche Steigungen nicht ausgelegt - die Grenze der Leistungsfähigkeit eines 250W Nabenmotors mit normaler Drehzahl liegt wie gesagt bei 100kg ca bei 6% ohne Mittreten.Wollen Sie also wesentlich mehr als diese magische Grenze fahren, und 15% ist wesentlich mehr, gibt es folgende Lösungsansätze:
Wieviel Kapazität (V, Ah, Wh) muss mein Akku haben?
Die vergleichbare Kapazität eines Akkus wird in Wh (Wattstunden) angegeben, sie ergibt sich aus seiner Kapazität in Ah (Amperestunden) mal seiner Nennspannung (meist 36V). Ein 10Ah Akku mit 36V Nennspannung hat also etwa eine Kapazität von 360 Wh.
Man rechnet mit folgenden durchschnittlichen Verbrauchswerten:
Mit einem 36V/10Ah-Akku lassen sich also ca 40km in der Ebene, oder 700 Höhenmeter fahren (jeweils ohne Mittreten), oder eine Kombination aus den beiden. Je nach Gewicht, Geschwindigkeit und Mittreten können diese Werte erheblich unter- und überschritten werden, aber als erste Schätzung taugen sie ganz gut.
Für andere Werte von Weglänge, Höhendifferenz und Akkuspannung können Sie hier die notwendige Akkukapazität in Ah ausrechnen lassen. Bei Blei-Akkus muss dabei die Kapazität wegen des sog. 'Peukert-Effektes' höher sein als als bei Lithium-Akkus. Alle Werte sind nur als Abschätzung zu verstehen. Die Berechnung kann keine professionelle Berechnung oder Beratung ersetzen.