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Fahrradtechnik und E-Bikes – E-Bike-Antriebe im System erklären

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Fahrradtechnik und E-Bikes – E-Bike-Antriebe im System erklären

Lernkurs für die Ausbildung in der Zweiradmechatronik

Thema: Motor, Sensorik, Steuerung und Energieversorgung im Zusammenspiel.

Lernzeit: ca. 60–90 Minuten einschließlich Aufgaben.

Lernziel: Du erklärst den Energiefluss, die Signalverarbeitung und die mechanische Kraftübertragung eines Pedelec-Antriebs. Du wertest simulierte Systemdaten aus und begründest, wann qualifiziertes Fachpersonal benötigt wird.

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Systemschema eines Pedelecs. Bild: Norbert Haller, CC0, Wikimedia Commons.

Sicherheit und Grenzen des Lernkurses

Wichtig: Dieser Kurs vermittelt Systemverständnis und keine Reparatur-, Zulassungs- oder Fahrfreigabe.

Alle praktischen Aufgaben erfolgen mit Fotos, Papiermodellen, vereinfachten Daten oder dafür vorgesehenen spannungsfreien Lehrmodellen.

Nicht Bestandteil der Übungen: Öffnen von Akkus oder Motoren, Arbeiten an elektrischen Leitungen, Messungen an realen Batterieanschlüssen, Veränderungen der Motorsteuerung, Sicherheitsfunktionsprüfungen am fahrbereiten Fahrzeug oder Probefahrten zur Fehlerdiagnose.

Sicherheitsrelevante Fahrzeug- und Batteriearbeiten sowie gegebenenfalls Arbeiten an Hochvolt- oder Rückhaltesystemen bleiben qualifiziertem Fachpersonal vorbehalten. Solche Systeme sind nicht Gegenstand dieses Kurses.

Vor jeder realen Werkstattmaßnahme sind die aktuellen Herstellerangaben, die Systemzugehörigkeit und die betrieblichen Sicherheitsvorgaben maßgeblich. Beschädigte, verformte, ungewöhnlich heiße oder auffällige Akkus dürfen im Lernkurs nicht gehandhabt oder geladen werden.

Einleitung

Ein Pedelec verbindet Muskelkraft mit elektrischer Unterstützung. Damit das funktioniert, müssen Elektromotor, Sensor, Steuergerät, Akkumulator und mechanischer Fahrradantrieb zusammenarbeiten.

Der Kurs betrachtet gewöhnliche Pedelec-Antriebe mit Tretunterstützung. Andere Fahrzeugklassen und abweichende nationale Vorschriften sind nicht Gegenstand dieser Einführung.

Das System in drei Wegen:

Weg	Prozess
Energiefluss	Akku → Leistungselektronik → Elektromotor
Informationsfluss	Sensoren und Bedienelemente → Steuerung → Motorregelung und Anzeige
Mechanischer Kraftfluss	Muskelkraft und Motorunterstützung → Antrieb beziehungsweise Rad → Vortrieb

Merksatz: Ohne geeignete Energie, plausible Sensorsignale und passende Steuerung kann ein intakter Elektromotor nicht wie vorgesehen unterstützen.

Lerneinheit 1: Den Systemaufbau erkennen

Lernzeit: 6 Minuten

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Berufsspezifisches Detailbild: Mittelmotor. Foto: Matti Blume, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons.

Ein typisches E-Bike-Antriebssystem besitzt eine Antriebseinheit, einen Akku, mindestens die erforderliche Sensorik und eine elektronische Steuerung. Ein Display oder Bedienelement ermöglicht die Auswahl der Unterstützungsstufe.

Die Steuerung verarbeitet Signale und berücksichtigt die zulässigen Betriebsbedingungen. Sie entscheidet darüber, wann und wie viel Motorunterstützung abgegeben werden darf.

Bildauftrag: Suche im Foto die Kurbelachse und das Motorgehäuse. Überlege, warum ein Mittelmotor häufig in der Nähe des Tretlagers eingebaut ist.

Fachinformation: Shimano – E-Bike-Systeme

Lerneinheit 2: Den Elektromotor verstehen

Lernzeit: 8 Minuten

Mittelmotor

Fehler beim Erstellen des Vorschaubildes:

Detailaufnahme einer Shimano-Antriebseinheit. Foto: Alextredz, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons.

Beim Mittelmotor sitzt die Antriebseinheit in der Nähe des Tretlagers. Die Motorunterstützung wirkt bei üblichen Konstruktionen über Kette oder Riemen auf das Antriebsrad.

Dadurch kann der Motor die Übersetzung der Fahrradschaltung mitnutzen. Allerdings werden auch Kette, Ritzel und andere Teile des mechanischen Antriebs mit dem zusätzlichen Drehmoment belastet.

Nabenmotor

Datei:Electricbike1raleigh.JPG

Beispiel eines Fahrrads mit elektrischem Nabenmotor. Foto: Chicbicyclist, gemeinfrei, Wikimedia Commons.

Ein Nabenmotor befindet sich in der Vorder- oder Hinterradnabe. Sein Drehmoment wird unmittelbar am betreffenden Laufrad wirksam.

Bei dieser Bauart läuft die elektrische Antriebsleistung normalerweise nicht über die Fahrradkette. Die konkrete Ausführung hängt vom Hersteller und der Motorbauart ab.

Innerer Aufbau eines Elektromotors

Datei:BicycleHubMotorStator.jpg

Stator eines bürstenlosen Nabenmotors mit Steuerungskomponente. Foto: Theosch, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons.

Viele Pedelec-Antriebe arbeiten mit bürstenlosen Elektromotoren.

Der Stator ist der feststehende Teil. Der Rotor dreht sich. Elektronisch geschaltete Magnetfelder erzeugen das Drehmoment.

Drehmoment wird in Newtonmeter, Leistung in Watt angegeben. Ein hohes maximales Drehmoment bedeutet nicht automatisch eine entsprechend hohe Dauerleistung.

Fachvideo: Motor und Gesamtsystem

Electric Mountain Bike Network, 2026: „Everything You Need To Know About eBike Motors“. Besonders relevant: Gesamtsystem ab 00:44, Motorbauarten ab 02:16 und Drehmoment ab 03:06. Englisches Fachvideo zur Einordnung, keine Reparaturanleitung.

Anwendungsfrage: Warum wirkt sich die Gangwahl bei einem Mittelmotor auf das Zusammenspiel zwischen Pedalkraft, Motordrehzahl und Vortrieb aus?

Lerneinheit 3: Sensorik – Woher kennt das E-Bike die Fahrsituation?

Lernzeit: 8 Minuten

Die Sensorik liefert Informationen, mit denen die Steuerung den Unterstützungsbedarf und die Betriebsbedingungen bewertet.

Sensor	Erfasste Größe	Bedeutung
Drehmomentsensor	Tretmoment	Wie stark wird in die Pedale getreten?
Trittfrequenzsensor	Kurbelumdrehungen pro Minute	Wie schnell dreht sich die Kurbel?
Geschwindigkeitssensor	Fahrgeschwindigkeit aus geeigneten Bewegungssignalen	In welchem Geschwindigkeitsbereich befindet sich das Fahrrad?

Die genaue Sensoranordnung unterscheidet sich zwischen den Antriebssystemen. Nicht jeder Motor besitzt äußerlich sichtbare Sensoren.

Detailbild: Trittfrequenzsensor

Datei:Trittfrequenz3.jpg

Trittfrequenzsensor und Magnet an einer Fahrradkurbel, als allgemeines Sensorprinzip. Foto: Wolli-j, CC BY 3.0, Wikimedia Commons.

Die Trittfrequenz wird meist in Umdrehungen pro Minute angegeben. Sie beschreibt die Drehbewegung, nicht die vom Menschen ausgeübte Tretkraft.

Detailbild: Geschwindigkeitssensor

Geschwindigkeitserfassung mit Speichenmagnet und Sensor am Hinterbau. Foto: Dr.-Ing. S. Wetzel, CC BY-SA 3.0 DE, Wikimedia Commons.

Bei einer verbreiteten Sensorbauart erzeugt ein vorbeilaufender Magnet einen Impuls. Die Steuerung kann daraus zusammen mit der bekannten Radgeometrie eine Geschwindigkeit ableiten.

Andere Systeme verwenden beispielsweise Felgenmagnete oder intern integrierte Sensorlösungen.

Fachvideo: Drehmoment und Trittfrequenz vergleichen

e-VRC, 2026: Vergleich von Drehmoment- und Trittfrequenzsensorik. Anschaulicher Fahrvergleich; technische Detailaussagen sind anhand der jeweiligen Herstellerunterlagen zu prüfen.

Basisaufgabe: Erkläre den Unterschied zwischen einem Trittfrequenzsensor und einem Drehmomentsensor in zwei Sätzen.

Fachquelle: Shimano – Zusammenspiel von Geschwindigkeit, Trittfrequenz und Drehmoment

Lerneinheit 4: Steuerung und Regelprozess

Lernzeit: 7 Minuten

Datei:Electric bike display closeup. (51953076608).jpg

Detailbild einer E-Bike-Anzeige. Foto: Nenad Stojkovic, CC BY 2.0, Wikimedia Commons.

Die Motorsteuerung verknüpft Sensorsignale, gewählten Unterstützungsmodus und Schutz- beziehungsweise Betriebsgrenzen.

Vereinfachte Prozesskette:

Phase	Systemreaktion
Erfassen	Sensoren liefern Messwerte.
Bewerten	Steuerung prüft Betriebszustand und Unterstützungsanforderung.
Regeln	Leistungselektronik steuert den Motorstrom.
Wirken	Motor erzeugt unterstützendes Drehmoment.
Rückmelden	Neue Messwerte fließen in die Regelung zurück.

Beim üblichen Pedelec nimmt die Motorunterstützung beim Erreichen der festgelegten Unterstützungsgrenze ab und endet im Bereich von 25 km/h. Die konkrete Ausführung und rechtliche Einordnung sind hersteller- und fahrzeugbezogen zu prüfen.

Ein eingeschaltetes Display beweist nicht, dass sämtliche Sensoren, Freigabebedingungen und Leistungsstufen fehlerfrei arbeiten.

Modellauftrag: Zeichne einen Signalfluss vom Drehmomentsensor über die Steuerung zum Elektromotor. Ergänze eine Rückmeldung vom Geschwindigkeitssensor.

Herstellerquelle: Bosch – Drehmoment und Motorunterstützung

Lerneinheit 5: Energieversorgung und Batteriemanagement

Lernzeit: 8 Minuten

Beispiel eines 36-V-Lithium-Ionen-Akkus mit 400 Wh Nennenergie. Foto: Stefan Bellini, CC0, Wikimedia Commons.

Ein Lithium-Ionen-Akkumulator speichert Energie elektrochemisch. Für die Beurteilung seiner technischen Daten sind unter anderem Nennspannung, Kapazität und Energieinhalt wichtig.

Grundformel:

Energie in Wh = Nennspannung in V × Kapazität in Ah

Beispiel eines rechnerischen Ausbildungsmodells:

36 V × 14 Ah = 504 Wh

Diese Zahl beschreibt eine nominelle Energiemenge. Sie legt weder die tatsächlich entnehmbare Energie unter allen Bedingungen noch eine sichere Reichweite fest.

Batteriemanagementsystem

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Prinzipdarstellung eines verteilten Batteriemanagementsystems. Bild: H fiyouz, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons. Keine E-Bike-spezifische Schaltungsanleitung.

Das Batteriemanagementsystem (BMS) kann je nach Bauart Zellspannungen, Ströme und Temperaturen überwachen und Schutzfunktionen auslösen.

Ein BMS macht einen beschädigten Akku nicht automatisch sicher. Reparaturen, Eingriffe und Sicherheitsbewertungen dürfen nicht aus dieser Modellzeichnung abgeleitet werden.

Prozessvideo: Wie arbeitet ein Lithium-Ionen-Akku?

Datei:SRF Wissen - Wie funktioniert ein Lithiumionen-Akku?.webm

SRF/Einstein/Anatol Hug, CC BY-SA 4.0. Allgemeine chemische und elektrische Grundlagen; keine E-Bike-Reparaturanleitung.

Ladezustand und Reichweite

Die Reichweite hängt nicht nur von den Wattstunden ab, sondern auch von Fahrwiderständen, Gelände, Unterstützungsstufe, Temperatur, Bereifung und Fahrweise.

Modellrechnung: Bei 504 Wh nominellem Energieinhalt und einem angenommenen mittleren Verbrauch von 12 Wh/km ergibt sich rein rechnerisch 42 km. Dieser Wert ist keine Reichweitenzusage.

Sicherheitsregel: Verwende ausschließlich gemäß Herstelleranleitung freigegebene Akkus und Ladegeräte. Führe im Kurs keine realen Ladeversuche, Batteriemessungen oder Eingriffe am BMS durch.

Fachquelle: Bosch – Akkupflege und Batteriemanagement

Lerneinheit 6: Ausbildungsfall aus der Fahrradwerkstatt

Lernzeit: 12 Minuten

Kundenauftrag: Display an, Motorunterstützung fehlt

Eine Kundin meldet bei einem Pedelec mit Mittelmotor: „Das Display funktioniert, der Akku scheint geladen zu sein, aber der Motor unterstützt nicht mehr.“

Dir liegt ein vollständig simulierter Schulungsdatensatz vor. Du sollst keine Arbeiten am echten Fahrzeug durchführen und keine Fahrfreigabe erteilen.

Dokumentierte Modellsignale

Betriebszustand im Modell	Akkuanzeige	Trittfrequenz	Geschwindigkeitssignal	Motorunterstützung
A: Kurbel und Laufrad stehen	70 %	0 min⁻¹	0 km/h	0 W
B: Kurbel und Laufrad drehen sich	70 %	68 min⁻¹	0 km/h	0 W
C: Vergleichszustand bei funktionierendem Modell	70 %	68 min⁻¹	12 km/h	80 W

Hinweis: Die Zahlen sind frei erfundene Unterrichtswerte, keine Originaldiagnosedaten. Der Datensatz veranschaulicht nur ein mögliches Zusammenspiel. Daraus dürfen weder eine eindeutige Fehlerursache noch tatsächliche herstellerspezifische Freigabebedingungen abgeleitet werden.

Gestufte Hilfen

Hilfe 1 – Orientierung

Vergleiche in den Zuständen B und C zuerst die Signale, nicht die Motorleistung. Welcher Eingangswert unterscheidet sich deutlich?

Hilfe 2 – Systemverständnis

Wenn sich das Laufrad dreht, aber das angezeigte Geschwindigkeitssignal null bleibt, ist die Geschwindigkeitserfassung als mögliche Ursache zu untersuchen. Auch Signalverarbeitung oder Anzeige können beteiligt sein.

Hilfe 3 – Fachliche Einordnung

Eine fehlerhafte Geschwindigkeitserfassung kann die Antriebsunterstützung beeinträchtigen. Bosch dokumentiert dies beispielsweise für einen internen Geschwindigkeitssensor. Ohne genaue Systemidentifikation lässt sich die Ursache jedoch nicht sicher feststellen.

Basisaufgabe: Systemdaten lesen

Auftrag: Markiere die Beobachtung, die im Zustand B nicht zu einer dokumentierten Radbewegung passt. Nenne außerdem zwei Komponenten, die bei der Erklärung eines fehlenden Geschwindigkeitssignals berücksichtigt werden müssen.

Begründetes Feedback zur Basisaufgabe

Das Geschwindigkeitssignal von 0 km/h passt nicht zur angegebenen Laufradbewegung. Als mögliche beteiligte Bereiche kommen der Geschwindigkeitssensor und seine Signalübertragung beziehungsweise Verarbeitung infrage. Entscheidend ist, dass ein ungewöhnliches Signal erkannt wird, ohne sofort ein Bauteil als defekt festzulegen.

Anwendungsaufgabe: Hypothesen entwickeln

Auftrag: Formuliere drei mögliche Erklärungen für das fehlende Geschwindigkeitssignal. Unterscheide jeweils zwischen Beobachtung, Hypothese und noch benötigtem Nachweis.

Begründetes Feedback zur Anwendungsaufgabe

Mögliche Hypothesen sind ein Problem bei der Bewegungserfassung, ein Fehler der Signalübertragung und eine unzutreffende Signalverarbeitung oder Anzeige. Diese Möglichkeiten erklären, warum trotz dokumentierter Laufradbewegung kein plausibles Geschwindigkeitssignal vorliegt. Der Datensatz reicht aber nicht, um eine Hypothese als bewiesen einzustufen. Eine fahrzeugbezogene Prüfung bleibt der autorisierten Fachwerkstatt vorbehalten.

Transferaufgabe: Werkstattkommunikation

Auftrag: Schreibe eine kurze Übergabe an qualifiziertes Fachpersonal. Dokumentiere Kundenangabe, beobachtete Modelldaten, mögliche Ursachen, fehlende Informationen und die Sicherheitsgrenze Deiner Tätigkeit.

Begründetes Feedback zur Transferaufgabe

Eine gute Übergabe trennt Aussagen der Kundin von Daten, Vermutungen und notwendigen Fachprüfungen. Sie fordert Hersteller- und Modellidentifikation sowie eine Prüfung nach freigegebener Herstellervorgabe an. Sie behauptet keinen bestätigten Sensordefekt, ordnet keine Reparatur ohne Befund an und erteilt keine Fahrfreigabe.

Fachliche Referenz: Bosch – dokumentiertes Beispiel für eine Störung des Geschwindigkeitssensors. Der dortige Fehlercode wird im Ausbildungsfall nicht als tatsächlich vorhanden angenommen.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Welche Energieumwandlung findet im Elektromotor statt? (Elektrische Energie in mechanische Energie) (!Chemische Energie direkt in Licht) (!Mechanische Energie ausschließlich in Wärme) (!Elektrische Energie ausschließlich in Schall)

Wo befindet sich ein typischer Mittelmotor? (Im Bereich des Tretlagers) (!Im Lenkergriff) (!Im Reifenmantel) (!Im Sattelpolster)

Welche Eigenschaft kennzeichnet einen Nabenmotor? (Sein Drehmoment wirkt an einer Radnabe) (!Er ist immer Teil des Displays) (!Er benötigt grundsätzlich keine Steuerung) (!Er sitzt ausschließlich am Tretlager)

Welche Größe erfasst ein Drehmomentsensor im Pedelec? (Das vom Fahrer eingebrachte Tretmoment) (!Die Außentemperatur) (!Den Luftdruck im Reifen) (!Die Lichtstärke am Display)

Was beschreibt die Trittfrequenz? (Kurbelumdrehungen pro Minute) (!Akkuladung pro Stunde) (!Radumfang in Millimetern) (!Motortemperatur in Grad)

Wozu wird das Geschwindigkeitssignal benötigt? (Zur Bewertung der Geschwindigkeit und der Unterstützungsgrenzen) (!Zur Bestimmung der Reifenfarbe) (!Zur mechanischen Betätigung des Sattels) (!Zur Messung des Kettengewichts)

Was berücksichtigt die elektronische Motorsteuerung? (Sensorsignale und Betriebsgrenzen) (!Nur die Rahmenfarbe) (!Ausschließlich die Anzahl der Speichen) (!Nur den Reifendurchmesser ohne weitere Daten)

Welche Aufgabe besitzt ein Batteriemanagementsystem? (Überwachung und Schutz des Akkus) (!Mechanisches Schalten der Fahrradgänge) (!Erzeugung der menschlichen Tretkraft) (!Einstellung der Sattelhöhe)

Welche Einheit beschreibt den nominellen Energieinhalt eines Akkus? (Wattstunden) (!Newtonmeter) (!Umdrehungen pro Minute) (!Kilometer pro Stunde)

Welche Schlussfolgerung ist bei unplausiblen simulierten Sensordaten fachlich richtig? (Mehrere Fehlerhypothesen prüfen und Fachpersonal einbeziehen) (!Ohne weitere Prüfung den Motor austauschen) (!Den Akku zur Kontrolle eigenständig öffnen) (!Dem Fahrzeug unmittelbar eine Fahrfreigabe erteilen)

Memory

Verbinde den Systembegriff mit seiner passenden Funktion.

Zellenspannungsüberwachung	Batteriemanagementsystem
Erfassung der Radbewegung	Geschwindigkeitssensor
Erfassung der Kurbelrotation	Trittfrequenzsensor
Erfassung der Pedalbelastung	Drehmomentsensor
Umwandlung elektrischer Energie	Elektromotor
Ausgabe von Betriebsinformationen	Display

Drag and Drop

Ordne jedem Fachbegriff den passenden Gegenbegriff oder Funktionsbereich zu.

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Funktion
Akku	Energieversorgung
Controller	Motorregelung
Rotor	Drehbewegung
Stator	Magnetfelderzeugung
Trittfrequenzsensor	Kurbelrotation
Geschwindigkeitssensor	Raddrehung
Batteriemanagement	Akkuschutz

Kreuzworträtsel

Stator	Wie heißt der feststehende Teil eines Elektromotors?
Rotor	Wie heißt der drehende Teil eines Elektromotors?
Sensor	Wie heißt ein Bauteil zur Erfassung physikalischer Größen?
Akku	Wie heißt der wiederaufladbare Energiespeicher?
Display	Wie heißt eine elektronische Betriebsanzeige?
Controller	Wie bezeichnet man die elektronische Steuereinheit?

LearningApps

Suche nach zusätzlichen interaktiven Übungen. Die Treffer stammen von verschiedenen Anbietern und sind vor dem Unterricht fachlich zu prüfen.

Lückentext

Ein Pedelec verbindet menschliche Tretkraft mit einem elektrischen

.

Der Elektromotor wandelt elektrische Energie in mechanische

um.

Ein Mittelmotor befindet sich gewöhnlich in der Nähe des

.

Ein Nabenmotor überträgt sein Drehmoment unmittelbar an ein

.

Ein Drehmomentsensor erfasst das vom Menschen eingebrachte

.

Die Kurbelumdrehungen pro Minute bezeichnet man als

.

Die Geschwindigkeitserfassung liefert wichtige Daten für die elektronische

.

Ein Display kann dem Nutzer den gewählten

anzeigen.

Der wiederaufladbare Energiespeicher eines Pedelecs heißt

.

Die elektrische Energie eines Akkus wird üblicherweise in

angegeben.

Ein Batteriemanagementsystem überwacht relevante Zustände der einzelnen

.

Temperatur und Fahrweise beeinflussen die erreichbare

.

Bei einer Diagnose müssen Messwerte von bloßen

unterschieden werden.

Sicherheitsrelevante Fahrzeugprüfungen sind qualifiziertem

vorbehalten.

Offene Aufgaben

Die folgenden zwölf Aufgaben verwenden ausschließlich Zeichnungen, Simulationen, bereitgestellte Daten, Dokumentationen oder sichere Unterrichtsmodelle.

Leicht

Pedelec: Beschrifte die wesentlichen Bauteile des gezeigten Systemschemas und erkläre ihre Aufgaben.
Mittelmotor: Vergleiche die Fotos eines Mittelmotors und eines Nabenmotors. Erstelle eine Zeichnung der unterschiedlichen Kraftübertragung.
Sensor: Gestalte sechs Lernkarten zu Sensoren und elektrischen Systemkomponenten.
Elektrische Energie: Berechne die Nennenergie eines simulierten Akkus mit 36 V und 14 Ah und erläutere die Bedeutung der Einheit Wh.

Standard

Motorsteuerung: Entwickle ein Signalflussdiagramm, das mindestens drei Sensoreingänge und die Motorregelung enthält.
Fahrradantrieb: Erkläre anhand zweier Zeichnungen, warum der Mittelmotor die Fahrradübersetzung nutzen kann.
Fehlerdiagnose: Formuliere zum Ausbildungsfall drei verschiedene Hypothesen und kennzeichne die jeweils fehlenden Nachweise.
Medienkompetenz: Vergleiche eine Aussage aus dem Fachvideo mit einer Herstellerquelle und dokumentiere Übereinstimmungen und mögliche Vereinfachungen.

Schwer

Systemdiagnose: Entwirf einen ausschließlich theoretischen Entscheidungsbaum zur Bewertung unplausibler Geschwindigkeitssignale. Beende alle praktischen Prüfschritte mit einer Übergabe an autorisiertes Fachpersonal.
Energieeffizienz: Berechne für zwei angenommene Verbrauchswerte die theoretische Reichweite eines 504-Wh-Akkus und diskutiere die Grenzen des Modells.
Technische Kommunikation: Erstelle ein kurzes Lehrvideo oder eine Animation zum Energie- und Informationsfluss eines Pedelecs. Nutze eigene Zeichnungen oder korrekt lizenzierte Materialien.
Qualitätsmanagement: Erarbeite für den Ausbildungsfall eine standardisierte Dokumentationsvorlage mit Kundenangabe, Datenlage, Hypothesen, Sicherheitsgrenzen und erforderlicher fachlicher Weitergabe.

Lernkontrolle

Beurteile Zusammenhänge und übertrage Dein Wissen.

Systemdenken: Erkläre, weshalb ein eingeschaltetes Display noch keinen funktionsfähigen Antrieb nachweist.
Sensorik: Vergleiche zwei Pedelecs mit gleicher Motorleistung, aber unterschiedlicher Sensorik. Beschreibe, warum sich die Unterstützung verschieden anfühlen kann.
Antriebstechnik: Begründe, wie Gangwahl und mechanische Übersetzung das Verhalten eines Mittelmotors beeinflussen können.
Energiespeicher: Eine Werkstattunterlage nennt eine nominelle Akkuenergie. Erkläre, warum diese Zahl allein keine zuverlässige Reichweitenprognose erlaubt.
Fehleranalyse: Werte die simulierten Zustände B und C des Ausbildungsfalls aus. Formuliere einen begründeten Verdacht, mindestens zwei Alternativerklärungen und den fehlenden Nachweis.
Arbeitssicherheit: Entwickle für eine auffällige Batterie eine sichere betriebliche Übergabestrategie, ohne am realen Akku zu arbeiten.

Begründetes Feedback zur Lernkontrolle

Bewertungshinweise für Lernende und Lehrkräfte

Systemdenken: Die Anzeige bildet nur einen Teilzustand ab. Für Motorunterstützung müssen weitere Bedingungen erfüllt sein.

Sensorik: Gleiche Motornennleistungen bedeuten nicht gleiches Unterstützungsverhalten, weil Sensorprinzipien und Regelalgorithmen voneinander abweichen.

Antriebstechnik: Die Übersetzung beeinflusst die Drehzahlen und die am Hinterrad wirksamen Kräfte. Das gilt für das Zusammenwirken von Muskelkraft und Mittelmotormoment.

Energiespeicher: Nennenergie und tatsächliche Nutzung unterscheiden sich durch Betriebsbedingungen, Verluste, Batteriezustand und Fahrwiderstände.

Fehleranalyse: Das unplausible Geschwindigkeitssignal ist ein konkreter Hinweis, aber kein Bauteilnachweis. Die Alternativen müssen offenbleiben, bis qualifiziertes Personal herstellergerecht prüft.

Arbeitssicherheit: Die Dokumentation beschreibt die Auffälligkeit und veranlasst eine gesicherte Übergabe nach betrieblichem Verfahren. Sie ersetzt weder Fachprüfung noch Freigabe.

Lernnachweis

Ein erfolgreicher Lernnachweis umfasst:

Systembeschreibung: Du benennst die wesentlichen Bauteile eines Pedelec-Antriebs.
Energiefluss: Du erklärst die Umwandlung und Übertragung der Energie.
Sensorik: Du unterscheidest Drehmoment, Trittfrequenz und Geschwindigkeit.
Regelung: Du beschreibst die Verarbeitung von Sensorsignalen zur Motorunterstützung.
Energieversorgung: Du berechnest die nominelle Akkuenergie korrekt und benennst Modellgrenzen.
Fallanalyse: Du trennst Beobachtung, Hypothese und erforderliche Fachprüfung.
Sicherheitsbewusstsein: Du erkennst die Grenzen Deiner Lernaufgaben und erteilst keine Reparatur- oder Fahrfreigabe.

Vorschlag zur Bewertung: Systemverständnis 30 %, Anwendung auf den Fall 30 %, begründete Transferleistung 25 %, Sicherheits- und Dokumentationskompetenz 15 %.

Ein bestandenes Lernergebnis bestätigt ausschließlich den Kompetenzerwerb im Unterricht, keine berufliche Einzelbefähigung für sicherheitsrelevante Arbeiten.

OERs zum Thema

Wikipedia: Elektroantrieb am Fahrrad

Weitere Grundlagen findest Du unter Pedelec, E-Bike, Elektromotor, Fahrradtechnik, Elektromotorsteuerung und Lithium-Ionen-Akkumulator.

Fachlich geprüfte Quellen

Die fachlichen Kernaussagen dieses Lernkurses wurden mit folgenden Hersteller- und Fachquellen abgeglichen:

Shimano – Aufbau und Komponenten von E-Bike-Systemen: Motor, Akku, Display, Bedienelemente und Systemintegration.
Shimano – Sensorinformationen: Drehmoment, Trittfrequenz und Geschwindigkeit.
Bosch – Trittfrequenz: Begriff, Einheit und Zusammenhang mit dem Antrieb.
Bosch – Drehmoment: Technische Bedeutung von Drehmoment und Unterstützung.
Bosch – Akkupflege: Lade- und Batteriehinweise.
Bosch – Geschwindigkeitssensor: Herstellerbeispiel einer dokumentierten Sensorstörung.
Wikipedia – Elektroantrieb Fahrrad: Ergänzende Übersicht der Antriebsbauarten.

Quellenhinweis: Herstellerinformationen beziehen sich auf bestimmte Systeme und Produktgenerationen. Sie dürfen nicht ungeprüft auf andere Antriebe übertragen werden. Für reale Werkstattentscheidungen gilt immer die aktuelle Dokumentation des konkreten Fahrzeugs.

Bildnachweise und Medienrechte

Alle nachfolgenden Commons-Dateien wurden anhand ihrer Dateibeschreibungsseiten auf Herkunft und Lizenz geprüft. Die Lizenzangaben beziehen sich auf die jeweils genannte Datei; zusätzliche Kennzeichnungen und Bedingungen der Originalseiten sind zu beachten.

Wikimedia-Commons-Datei	Urheber	Lizenz
Schematic of an Pedelec.svg	Norbert Haller	CC0
Bosch Performance Line CX 2025	Matti Blume	CC BY-SA 4.0
E-bike electric motor shimano ep 8.jpg	Alextredz / Tredz	CC BY-SA 4.0
Electricbike1raleigh.JPG	Chicbicyclist	Gemeinfrei
BicycleHubMotorStator.jpg	Theosch	CC BY-SA 4.0
Trittfrequenz3.jpg	Wolli-j	CC BY 3.0
EBike Umdrehungs Sensor.jpg	Dr.-Ing. S. Wetzel	CC BY-SA 3.0 DE
Electric bike display closeup	Nenad Stojkovic	CC BY 2.0
Bosch Pedelec Battery.JPG	Stefan Bellini	CC0
InnoTeg.png	H fiyouz	CC BY-SA 4.0
SRF Wissen – Lithiumionen-Akku	SRF/Einstein/Anatol Hug	CC BY-SA 4.0

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