Lesenswert: Leistung, Drehmoment, Energieverbrauch und mehr bei E-Bikes (Pedelecs)

Diskutiere Lesenswert: Leistung, Drehmoment, Energieverbrauch und mehr bei E-Bikes (Pedelecs) im Plauderecke Forum im Bereich Community; Ich habe gerade diesen gut geschriebenen Bericht gefunden und finde ihn sehr interessant. Leistung, Drehmoment, Energieverbrauch und mehr bei...
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onemintyulep

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Das ist nicht schlecht, aber ich denke immer, je fundierter die Infos sind, desto eher kommen sie aus dem Forum hier ;)
 
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Kathmandu

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Interessant und lehrreich 👌
Zudem gut verständlich

Danke 🤩
 
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Wolfgang42

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Ein interessanter Artikel
 
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Danke für den Link
 
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Yamandi

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Ich habe mich gefragt wie ich die doch sehr unterschiedlich Drehmomentangaben der Hersteller in Punkto wirklicher Antiebsleistung bei Miitelmotoren und Nabenmotoren zu vergleichen sind. Dabei lasse ich die Bauartbedingten Vor und Nachteile aussen vor.

Zb. Ein Mittelmotor mit 85Nm am Motorausgang (Kurbel) hat ja noch ein Getriebe (Schaltung) vor sich. Dort wird die Drehzahl erhöht und das Drehmoment sinkt. Der Hebel des Hinterrads ist für beide (Nabenmotor, Mittelmotor) gleich. Ein Nabenmotor mit zb 60Nm wirkt ja direkt aufs Hinterrad. Was kommt hinten wirklich an?
 
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Tinduck

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Zb. Ein Mittelmotor mit 85Nm am Motorausgang (Kurbel) hat ja noch ein Getriebe (Schaltung) vor sich. Dort wird die Drehzahl erhöht und das Drehmoment sinkt. Der Hebel des Hinterrads ist für beide (Nabenmotor, Mittelmotor) gleich. Ein Nabenmotor mit zb 60Nm wirkt ja direkt aufs Hinterrad. Was kommt hinten wirklich an?
Wie im Artikel erklärt, hat ein Mittelmotor beim Drehmoment meist Vorteile (ausser beim Fixie), weil man das Drehmoment durch Wahl des passenden Ganges passend einstellen kann bzw. nicht in einen für den Motor ungünstigen Drehzahlbereich kommt.

Wenn man sich vorwiegend in der Ebene bewegt und eher schneller fährt, ist eher ein Nabenmotor vorteilhaft. Allerdings hat das den Preis, dass man an längeren Steigungen eben ein Problem bekommen kann (Überhitzung). Mag nicht oft vorkommen, aber wenn, ist es ein Showstopper.
 
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Yamandi

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Die Vor und Nachteile sind mir bekannt, es geht mir um die Vergleichbarkeit der beiden Antriebsarten, was kommt Hinten wirklich an. Der Drehmomentverlauf beim MM hat ja durch die Schaltung eine gewisse Bandbreite, NM nicht. Nur was kommt beim MM an vergleichbarer Stelle wirklich an? Sind die 85 Nm beim MM wirklich mehr als 60 beim NM?
 
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Tinduck

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Die Vor und Nachteile sind mir bekannt, es geht mir um die Vergleichbarkeit der beiden Antriebsarten, was kommt Hinten wirklich an. Der Drehmomentverlauf beim MM hat ja durch die Schaltung eine gewisse Bandbreite, NM nicht. Nur was kommt beim MM an vergleichbarer Stelle wirklich an? Sind die 85 Nm beim MM wirklich mehr als 60 beim NM?
Ich würde sagen, im höchsten Gang ja (also am nächsten an 1:1-Übersetzung). In kleineren Gängen dann nicht.
 
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Yamandi

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Ich denke durch den Artikel werden die Unterschiede der Antriebe klarer. Der MM steigert durch die Schaltung sein Drehmoment am Berg und bleibt im optimalen Drehzahlbereich.
 
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Yamandi

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Die Vor und Nachteile sind mir bekannt, es geht mir um die Vergleichbarkeit der beiden Antriebsarten, was kommt Hinten wirklich an.

Erstmal: du willst Leistung, nicht Drehmoment. Drehmoment ist nur potentielle Leistung. Drehmoment an sich bringt dich keinen Berg rauf, Leistung tut das. Und Leistung ist Drehmoment mal Drehzahl.

Da ein Nabenmotor eine feste Übersetzung zum Hinterrad hat, bringt er umso weniger Leistung auf das Hinterrad, je langsamer das Hinterrad sich dreht, also je langsamer du fährst. Ein Mittelmotor sitzt vor der Schaltung, kann also bei langsamer Geschwindigkeit in einem niedrigen Gang schneller drehen als der Nabenmotor und dann bei gleichem Drehmoment mehr Leistung auf das Hinterrad bringen.

Vergleich das mal mit deinen Beinen: Die bringen je nach Kraft und Körpergewicht ein bestimmtes maximales Drehmoment auf die Pedale. Wenn du nur einen Gang hast, der so übersetzt ist, dass du bei deiner gewünschten Maximalgeschwindigkeit optimal treten kannst, dann wird das bei langsamer Fahrt am Berg verdammt anstrengend und Anfahren am Berg u.U. sogar unmöglich. Dann kannst du dein maximales Drehmoment auf die Pedale knallen, solange du willst, aber da es keine Drehzahl gibt, gibt es auch keine Leistung und du bleibst stehen.

Mit exakt dem gleichen Drehmoment kannst du aber locker den Berg rauffahren, wenn du eine Schaltung hast und einfach runterschalten kannst. Dann ist das von dir auf die Pedale gebrachte Drehmoment auch nicht höher, aber die Leistung ist höher, weil du schneller trittst.

Genauso ist das mit den Motoren. Ein Nabenmotor ist wie Beine mit einem Single-Speed Rad, ein Mittelmotor ist wie Beine auf einem Rad mit Schaltung.

Dazu kommt noch, dass die Effizienz der Motoren bei niedriger Drehzahl in den Keller geht. Bei langsamer Fahrt und fester Übersetzung (Nabenmotor) dreht der Motor langsamer und auch bei gleicher elektrischer Leistungsaufnahme wird davon immer mehr nur in Wärme umgesetzt und immer weniger in tatsächliche mechanische Leistungsabgabe.
 
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Hochsitzcola

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Der MM steigert durch die Schaltung sein Drehmoment
Nein. Das Drehmoment des Motors wird einzig und allein durch den Motorstrom bestimmt. Ganz egal bei welcher Drehzahl und bei welchem eingelegten Gang und egal ob Mittelmotor oder Nabenmotor. Das wird in dem Artikel leider nur sehr unzureichend beschrieben.
Am besten mal mit dem Motorsimulator bei Grintech rumspielen, dort kann man auch Mittelmotoren simulieren und die Zähnezahl vorn und hinten variieren. Man kann schön sehen, dass man auch den Mittelmotor durch die falsche Gangwahl in einen ineffizienten Bereich quälen kann...

Motor Simulator - Tools

Gruß
hochsitzcola
 
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jup

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NRW zwischen Rheinland und Ruhrpott
Nein. Das Drehmoment des Motors wird einzig und allein durch den Motorstrom bestimmt. Ganz egal bei welcher Drehzahl und bei welchem eingelegten Gang und egal ob Mittelmotor oder Nabenmotor. Das wird in dem Artikel leider nur sehr unzureichend beschrieben.

Das ist alles etwas mißverständlich: Natürlich steigert ein Mittelmotor durch die Schaltung nicht sein Drehmoment, aber die Schaltung kann durch die variable Untersetzung das Drehmoment steigern, das am Hinterrad ankommt, während der Motor natürlich immer noch dasselbe Drehmoment aufbringt.
 
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OldMan54

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Wer mit einem Bosch 50 Nm am Berg steht und in der Steigung startet, dann das gleiche mit dem 85 Nm CX macht, der erkennt sehr schnell, dass es bei identischer Übersetzung ein gewaltiger Unterschied ist. An meiner Referenzsteigung konnte ich bislang mit Bosch und Brose im Hang starten, dass ist mir noch mit keinem, auch völlig offenem Heckmotor gelungen.
 
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onemintyulep

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Die Überlegungen bezüglich des Drehmoments sind von daher müssig, weil das "maximale Drehmoment" das da angegeben wird, nicht das maximale Drehmoment ist. Ich denke, es ist eine Art "maximales Dauerdrehmoment". Jedenfalls ist es proportional zur Leistung - es ist also eine Chiffre dafür.
Das ist mir an dem Artikel übrigens aufgefallen: er hat die These aufgegriffen, dass die Angabe des Drehmoments von den "250W" kommt, fährt dann aber fort über Drehmoment zu referieren, als ob das ein Kriterium für sich sei :)
 
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Geierlamm

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Die ganze Forums Diskussion wird viel zu sehr von der Spezialanwendung " Bergauf im Kriechgang mit 4km/h " dominiert.Wer fährt das denn andauernd? Das brauchen nur wenige Sportler mit spezialisierten Geräten und entsprechender Übung häufiger. Die allermeisten Pedelecfahrer nutzen gewöhnliche Straßen, Forststrassen , fahren zur Arbeit zum Einkaufen und die eine oder andere Radtour. Das ist mit nahezu jedem Rad möglich, auch im hügeligen Geläuf.
Da kommts viel mehr auf das geeignete Rad als auf den drehmomentstärksten Motor an.
Klar ist es im Verkaufssinne nett ein Propagandamittel wie " hat mehr Nm ist daher besser" zur Hand zu haben genau wie im Autobereich dieses mehr Leistung, mehr Masse sei besser zieht, obwohl nun dort ganz offensichtlich überflüssig.
Dasselbe geht aber mit der 250 w "Nenndauerleistung" Rosstäuscherei nicht so leicht. Also kapriziert man auf hohe Nm Zahlen obwohl , siehe oben , nur für ganz wenige Anwendungen wirklich nützlich, für die meisten nebensächlich.

Gruss

Geierlamm
 
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Ernstka

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der nabenmotor bringt das drehmoment direkt auf die hinterradnabe und damit die kraft auf felge/reifen.
der mittelmotor bringt sein drehmoment per übersetzung (kettenblatzahnzahl zu ritzelzahnzahl) auf die hinterradnabe und damit die kraft auf felge/reifen. ... ist die zahnzahl des kettenblattes gleich wie die des verwendeten ritzels, dann kommt beim 50Nm mittelmotor das selbe drehmoment (minus kettenreibungsverluste) auf die nabe wie beim 50Nm Nabenmotor. ist die zahnzahl des ritzels größer als diejenige des kettenblattes (also untersetzung statt übersetzung, z.b 34T kettenblatt und 50t ritzel) , dann kommt beim mittelmotor ein um das zähneverhältnis größeres drehmoment auf die hintere nabe.

multipliziert man das drehmoment an der nabe mit der zahl der rad-umdrehungen pro sekunde, dann kriegt man die werte für die leistung.

also, beim 42er kettenblatt brauchst hinten das 25t ritzel, damit du beim mittelmotor mit 85 Nm die gleiche kraft auf die straße bringst wie mit einem 50Nm Nabenmotor (bei gleichem felgendurchmesser und gleicher geschwindigkeit)
 
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Yamandi

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also, beim 42er kettenblatt brauchst hinten das 25t ritzel, damit du beim mittelmotor mit 85 Nm die gleiche kraft auf die straße bringst wie mit einem 50Nm Nabenmotor (bei gleichem
Und genau das war meine Frage😊. Danke
 
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Ernstka

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Die Überlegungen bezüglich des Drehmoments sind von daher müssig, weil das "maximale Drehmoment" das da angegeben wird, nicht das maximale Drehmoment ist. Ich denke, es ist eine Art "maximales Dauerdrehmoment". Jedenfalls ist es proportional zur Leistung - es ist also eine Chiffre dafür.
Das ist mir an dem Artikel übrigens aufgefallen: er hat die These aufgegriffen, dass die Angabe des Drehmoments von den "250W" kommt, fährt dann aber fort über Drehmoment zu referieren, als ob das ein Kriterium für sich sei :)

1) maximales drehmoment von mittelmotor typisch:
85Nm mal 70 pedalumdrehungen pro minute = 85 x 70/60 x 2 x Pi= 623W
Maximalleistung typisch: 42V x 15A = 630W

2) Dauerdrehmoment typisch: 250W / 70 x 60 /2 / Pi = 34 Nm bei 70 Pedalumdrehungen pro Minute
Dauerleistung: 36V x 7 A = 250W


einfache Erklärung:
ad1) der nicht rotierende teil des motors (stator) muß per magnetfeld das drehmoment bzw. die kraft auf den drehenden teil des motors ( rotor) über tragen, damit dieser das drehmoment (kraft) an das kettenblatt weitergeben kann. die stärke diese magnetfeldes wird durch den maximalen motorstrom bestimmt.
Da der motor aber wegen ksoten und gewicht nicht so ausgelegt ist, daß er den maximalen motorstrom lange aushält ohne zu heiß zu werden, kann dieses maximale drehmoment nicht über lange zeit abgegeben werden. da die dauerleistung 250W ist, die de rmotor ohne zu heiß zu werden abgeben kann, folgt 2) oben für das "dauerdrehmoment".

nochwas: da der rotor des motors im (mit dem) magentfeld rotiert, erzeugt er im stator eine spannung ("gegen-emk"). je schneller der rotor rotiert, umso höher ist diese gegen-emk. wenn die fast so groß ist, wie die vom akku gelieferte spannung, dann nimmt der motor vom akku kaum mehr strom auf und kann daher nur mehr reduziert leistung an das kettenblatt abgeben. --> ab einer gewissen drehzahl (oder unter einer gewissen akkuspannung) nimmt das drehmoment merkbar ab.

(im extremfall ist die drehzahl so hoch, daß die emk höher als die akkuspannung ist, der motor also nimmer strom aufnimmt, sondern der motor strom an den akku liefert (rekuperation), falls der freilauf und die elektronik das zulassen ... gibts beim manchen nabenmotoren)
 
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