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Elektromotorrad

Motorrad, das von einem Elektromotor angetrieben wird
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Ein Elektromotorrad ist ein Motorrad, das von einem Elektromotor angetrieben wird.

Elektromotorrad Zero S mit Lithium-Ionen-Batterie
Libbey´s Elektrofahrrad (1897)
Socovel Scooter (1942)

Geschichte

Anfänge

Erste Patente für Elektrofahrräder stammen aus den USA, darunter Bolton (1895)[1] und Libbey (1897).[2] Erste Elektromotorräder in Europa, entwickelt für den Bahnradsport als Schrittmachermaschinen, sind in Paris für das Jahr 1897 nachweisbar; 1898 gab es in Deutschland Elektrotandems, selbst Dreisitzer.[3] Mit dem Auftreten stärkerer Benzinmotoren um 1899 verschwanden die schweren und leistungsschwachen Elektromotorräder vom Bahnsport.[4] Elektrodreiräder für den Alltagsgebrauch von Dunton sowie Child sind für das Jahr 1898 nachweisbar.[3]

1928 wurde in Lyon die Electrocyclette mit Rohrrahmen und Kettenantrieb vorgestellt, der eine Reichweite von 30 km nachgesagt wurde. Von 1941 bis 1944 wurde in Belgien vom Hersteller Socovel der Socovel Scooter mit Elektroantrieb hergestellt. Die Reichweite des bis zu 30 km/h schnellen Elektrorollers, der von drei 6-Volt-Batterien (mit 45 Ah) versorgt wurde, soll bis zu 50 km betragen haben; etwa 500 Exemplare des 75 kg wiegenden Elektromotorrads sollen verkauft worden sein. Einzelstücke und Prototypen von Motorrädern mit Elektroantrieb entstanden u. a. 1942 von Roger Paupe sowie 1967 von Karl Kordesch (mit Brennstoffzelle).[5]

1972 verwendete der französische Hersteller Motobécane die Bauweise des Socovel Scooters im elektrisch betriebenen Modell Mobylette, das jedoch über den Status eines Prototyps nicht hinaus kam;[6] im Gegensatz zu der ab 1973 in Serie hergestellten Solo Electra, die vor der dem Hintergrund der ersten Ölkrise auf den Markt gebracht wurde.

Neuzeit

Erst in neuerer Zeit sind Elektromotorräder in Europa wieder auf dem Markt erhältlich. Erste Anbieter von Straßenmotorrädern waren 2009 Zero Motorcycles sowie eRockit; von Geländemotorrädern Quantya bereits 2008. Während Fahrräder mit Elektroantrieb und Elektromotorroller z. B. in China bereits millionenfach gebaut werden, liegt das Haupthindernis für die Konstruktion von leistungsstarken Zweirädern mit Elektromotor im Problem der Reichweite der Lithium-Ionen-Batterien. Verantwortlich dafür ist die derzeitige Batterietechnologie, bei der „das Verhältnis zwischen Energiegehalt und Gewicht/Volumen immer noch sehr ungünstig im Vergleich zum Benzin“ ist.[7] „Der Knackpunkt im Alltag sind […] die Ladezeiten von bis zu acht Stunden und die begrenzte Reichweite zwischen 40 und 150 Kilometer“.[8]

Die Verkaufszahlen für Elektromotorräder über 45 km/h Höchstgeschwindigkeit fallen in Deutschland recht bescheiden aus. 2011 waren es 142, 2012 227 und 2013 wurden 201 Exemplare zugelassen.[9]

Im Geländemotorradsport können Motorräder mit Elektroantrieb trotz begrenzter Reichweite Modelle mit Verbrennungsmotoren ablösen, wo Grenzen durch Schall- und Abgasemissionen gesetzt sind. Behördliche Genehmigungen für Übungs- oder Sportgelände, die nicht typischerweise in Sandgruben oder Steinbrüchen liegen, kann der emissions- und fast geräuschlose Elektromotor eher erhalten.[10]

Zulassungsfähige Motorräder (auf dem europäischen Markt)

 
BMW C evolution
 
Brammo Enertia

BMW C Evolution

Der 2012 zunächst als Kleinserie gebaute Elektromotorroller BMW C evolution des deutschen Motorradherstellers BMW wird seit 2014 in Serie produziert.

Brammo Enertia/Plus

Das für den Straßenverkehr zugelassene Motorrad Brammo Enertia der Firma Brammo Inc. aus Ashland im US-Bundesstaat Oregon ist ein 13 kW starkes Elektromotorrad mit einem Drehmoment von 40 Nm und einer Höchstgeschwindigkeit von mindestens 95 km/h. Verwendet wird ein gekapselter, bürstenloser Permanentmagnet-Wechselstrommotor. Der Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulator der Firma Valence Technology aus dem texanischen Austin speichert bei 76,8 Volt Spannung eine Energie von 3,1 kWh und gewährleistet damit eine Reichweite von etwa 68 km. Der Akku kann 2000 Mal wiederaufgeladen werden. Das Motorrad hat ein Leergewicht von 147 kg. Ab 2012 wurde das weitgehend baugleiche Modell Enertia Plus angeboten, das bei doppelter Akku-Kapazität Reichweiten von bis zu 130 Kilometern erzielen kann.[11]

Victory Empulse

Das Motorrad Victory Empulse (bis Juli 2015 „Brammo Empulse“[12]) des US-Herstellers Polaris Industries gilt als Ableger des TTR Race Bikes. Eine Leistung von 40 kW (54 PS) und ein Drehmoment von 63 Nm sollen eine Höchstgeschwindigkeit von 160 km/h ermöglichen; die Reichweite der Lithium-Ionen-Batterie soll bei 160 km liegen. Das Leergewicht wird mit 190 kg angegeben, die Ladezeit liegt bei acht Stunden.[13]

Energica EVA

Die Energica Eva ist das zweite Modell des Elektromotorrad-Herstellers Energica Motor (Motor Company AG). Energica Eva ist ein sogenannter Streetfighter mit ölgekühltem Permanentmagnet-Synchronmotor (PMAC), einer Leistung von 80 kW (109 PS) und einem Drehmoment von 170 Nm.

Im ECO-Modus beträgt die Reichweite der Eva bis zu 200 km, während die Höchstgeschwindigkeit im Sportmodus etwa 200 km/h beträgt. [14]

Ein zentrales Steuergerät (Vehicle Control Unit) regelt die Motorleistung in Abhängigkeit von Beschleunigung, Fahrmodus, Batteriestatus, Geschwindigkeit usw. Die Energica Eva hat weder Schaltgetriebe noch Kupplung. Beschleunigung und Rekuperation beim Bremsen regelt der Fahrer mit einem Drehgriff.

Das Motorrad kann unterwegs an Ladestationen oder zuhause an der Steckdose aufgeladen werden. Energica Eva ist das erste Motorrad mit integrierter Schnellladetechnologie auf Basis des CCS-Standards. Die Maschine wiegt etwa 280 kg.[15]

Energica EGO

2014 präsentierte der italienische Hersteller CRP Technology das erste elektrische Superbike. Der Synchronmotor der Energica EGO, der eine Leistung von 100 kW (136 PS) bei 4.900 bis 10.500 min−1 erzielt, wird von einer 11,7-kWh-Batterie versorgt; die abgeregelte Höchstgeschwindigkeit wird mit 240 km/h angegeben.[16][17][18]

eRockit

Das Leichtkraftrad eRockit wurde von 2013 bis 2014 in einer Kleinserie hergestellt.

Johammer J1

 
vier Johammer J1 in Heiligenblut, Kärnten

2014 wurde das Elektromotorrad Johammer J1 des Herstellers Johammer e-mobility aus Bad Leonfelden/Österreich vorgestellt. Die Reichweite der Akkus, für die eine Nutzenergie von 8,3 oder 12,7 kWh angegeben ist, wird vom Hersteller mit 150 bzw. 200 km als Minimumwert angegeben - d. h. bei leistungsintensiver Fahrweise. [19] Die ersten Johammer wurden 2014 verkauft.[20]

KTM Freeride E

Die Firma KTM Power Sports AG aus dem österreichischen Mattighofen hatte 2012 die Kleinserie eines Elektro-Geländemotorrads angekündigt und 2014 zur Marktreife entwickelt. Die Modelle „KTM Freeride E-SX“ und „Freeride E-XC“ haben einen Elektromotor mit einer Nenn-Dauerleistung von 11 kW (15 PS), der die 106 kg leichten Geländemotorräder eine Höchstgeschwindigkeit von 70 km/h erreichen lässt. Die Sitzhöhe beträgt typenübliche 91 cm, die Ladezeit beträgt 50 bis 80 Minuten.[21] Die Version Freeride E-XC ist straßenzulassungsfähig und darf mit der Fahrerlaubnis Klasse A1 gefahren werden. Die ebenfalls zulassungsfähige Supermoto-Version „KTM Freeride E-SM“ mit Straßenbereifung kam im Mai 2015 in Deutschland zu einem Preis von 11.595 Euro auf den Markt.[22]

Zero S

Im April 2009 brachte Zero Motorcycles mit der „Supermoto Zero S“ ein erstes Modell mit Straßenzulassung auf den Markt. Das Modell verfügte über eine Leistung von 23 kW (31 PS) und ein Drehmoment von 84,6 Nm. Die Ladekapazität der Zero S wurde gegenüber der reinen Geländeversion Zero X verdoppelt und verfügte über eine Nutzenergie von 4 kWh (70 Ah bei 58 V Spannung). Die Höchstgeschwindigkeit betrug knapp unter 100 km/h. Die Reichweite betrug – je nach Fahrweise – bis zu 100 km.

Die stark vergrößerte Batteriekapazität trug mit zum höheren Gewicht von 103 kg bei. Als Akku kam ein von Zero entwickelter Lithium-Ionen-Akku mit „proprietärer Z-Force-Technologie“ zum Einsatz. Der Preis betrug rund 10.000 Euro (verzollt, inklusive Mehrwertsteuer und Überführung). Die EU-Homologation war für Anfang Mai 2009 geplant.[23]

Seit 2011 wurden im Jahresturnus neue Modelle vorgestellt, die bei Vertragshändlern verfügbar sind.[24] Die maximale Nutzenergie des Lithium-Ionen-Akku mit „Z-Force-Technologie“ beträgt beim 2015er Modell 11 kWh. Die Ladezeit wird mit 8,6 Stunden angegeben. Die Reichweite beträgt zwischen 124 und 243 Kilometer. Die Höchstgeschwindigkeit wird für das Zero S Modell mit 153 km/h angegeben und für das Zero-SR-Modell mit 164 km/h. Eine optionale Schnellladeeinrichtung kann die Ladezeit bis „95 % voll“ auf 1,9 Stunden reduzieren.[25] Das Straßenmotorrad wird ab 13.870 Euro angeboten (Stand: Juli 2015).[26]

Zulassungsfähige Motorräder (auf japanischem und nordamerikanischen Märkten)

Der Genze 2.0 von Mahindra & Mahindra Limited bietet einen 1,6-kWh-Li-Ion Akku und 48 km/h Spitzengeschwindigkeit [27]. Die japanische Firma Terra Motors bietet Ihr Modell nicht über den Webshop an, es sind jedoch noch Gebrauchtfahrzeuge auf dem Markt. Suzuki's e-Lets und e-Let's W wird in Japan mit zwei Tauschakkus angeboten [28].

Rennmotorräder

Eliseo Hummer Speedway

Die Firma Eliseo Hummer S.a.r.l. aus dem französischen Woustviller hat als erster Hersteller eine für den professionellen Einsatz im Motorsport konzipierte Speedway-Maschine zur Serienreife entwickelt. Egon Müller, Speedway-Weltmeister von 1983, hat maßgeblich zur Entwicklung beigetragen, die nach drei Jahren im Frühsommer 2012 erfolgreich abgeschlossen wurde. Der im klassischen Zentralrohrrahmen integrierte Motor hat eine Leistung von 7,5 kW, die Höchstdrehzahl beträgt 6600 Umdrehungen pro Minute.

Der Vorteil des elektrischen Antriebs macht sich insbesondere bei der im Bahnsport so entscheidenden Startphase positiv bemerkbar. Da das maximale Drehmoment von 45 Newtonmetern bereits bei 500 Umdrehungen pro Minute anliegt, entfällt somit die bei den herkömmlich mit Methanol betriebenen Speedway-Maschinen notwendige Kupplung und deren sensible Feinjustierung.

Entsprechend der derzeit international gültigen Motorsport-Reglements liegt das Gewicht der einsatzfertigen Maschine bei 77 kg, wobei rund 8 kg auf den Lithium-Polymer-Akku entfallen, der sich innerhalb weniger Sekunden austauschen lässt. Die Nennspannung des Motors beläuft sich auf 92 Volt, der potentielle Energiegehalt beträgt 1200 Wh, die Ladezeit gibt der Hersteller mit 90 Minuten an. Die Eliseo Hummer Speedwaymaschine erreicht – je nach Übersetzung und Strecke – eine Höchstgeschwindigkeit von 121 km/h. Der Preis der aus hochwertigen Komponenten gefertigten Maschine beträgt 8.900 Euro (Stand Mai 2012).

Mugen/M-TEC

 
Shinden san (Entwicklungsstufe 3) von 2015

Der japanische Hersteller und Tuner M-Tec bestreitet seit 2012 sehr erfolgreich auf seinen Modellen Shinden die TT Zero. Für diesen Wettbewerb konnte unter anderem Weltklassefahrer John McGuinness seit 2014 gewonnen werden. Die Maschine besitzt einen Monocoquerahmen und wird von einem ölgekühlten bürstenlosen Elektromotor angetrieben der 120KW/163PS leistet. Sein Drehmoment wird von M-TEC mit 210Nm angegeben.[29]

MotoCzysz

 
E1pc bei der TT Zero 2013

Der US-amerikanische Architekt Michael Czysz wollte ursprünglich 2008 mit einem konventionellen Motor in der MotoGP-Klasse der Motorrad-Weltmeisterschaft antreten. Eine überraschende Reglementänderung stellte ihn 2008 vor die Wahl einer kompletten Neukonstruktion oder als alternative einen Elektroantrieb zu verbauen und bei der TT Zero anzutreten. Die E1pc hat einen Motoren der indischen Firma Agni. Als Stromquelle dienten Notebook-Batterien. Der bürstenlose Gleichstrommotor leistete zuletzt 150 kW bei 8000/min. 2013 konnte erstmals die symbolträchtige Marke von 100 mph (160,93 km/h) Durchschnittsgeschwindigkeit bei der Tourist Trophy überschritten werden. Das Unternehmen gilt als Bahnbrecher und war zeitweisen Marktführer im Segment der Elektromotorräder für den Rennsport.

Quantya

 
Elektro-Motocrossrad Quantya Track

Die Elektro-Motocrossräder Quantya Track und Quantya Strada der Firma Quantya S.A. mit Sitz im schweizerischen Lugano erreichen je nach Übersetzung Geschwindigkeiten zwischen 50 und 80 km/h.[30] Die reservekanistergroße Lithium-Polymer-Batterie des südkoreanischen Akku-Herstellers Kokam Co., Ltd. aus Siheung (von Quantya „LiPo Energy Center“ genannt) wiegt 19 kg und speichert etwa 2,3 kWh Energie. Die Ladezeit bis zur 80-prozentigen Ladung beträgt laut Hersteller 70 Minuten, bis zu vollen Ladung dauert es doppelt so lange.

Das Modell „Track“ ist nicht für den Straßenverkehr zugelassen und hat einen 12-kW-Motor. Das straßentaugliche Modell „Strada“ wird mit einem Motor mit 8,5 kW Leistung geliefert. Die Elektromotoren stammen von der Firma Lynch Motor Company Ltd aus England, die nach dem Erfinder eines Elektromotorentyps Cedric Lynch benannt ist. Der Motorcontroller stammt aus den USA von der Firma Alltrax Inc. aus Oregon.[31]

Die Komponenten der Motorräder stammen alle aus dem oberen Qualitätssegment, was sich auch im Preis niederschlägt. Der Preis für die Quantya-Motocrossräder beträgt in Deutschland und Österreich rund 10.000 Euro (Stand: Mai 2012),[32] wovon circa 2000 Euro auf den Akku entfallen. Die Werksgarantie bürgt für 1000 Batterieladungen, also für maximal 50.000 Kilometer.[10]

 
Zero X (2012)

Zero X

Das mit Akku nur 97 kg schwere Geländemotorrad Zero X von Zero Motorcycles verfügt über einen 17-kW-Elektromotor (23 PS) mit einem Drehmoment von 67,7 Nm. Die Leistungen entsprechen in etwa einem Motorrad mit 250-cm³-Verbrennungsmotor. Der Radstand beträgt 137 cm, die Sitzhöhe 91 cm. Die Reichweite des Lithium-Ionen-Akkus von 35 Ah und 58 Volt Spannung beträgt 60 km. Der Akku kann in zwei bis drei Stunden vollständig wieder aufgeladen werden, lässt sich aber auch jederzeit problemlos mit wenigen Handgriffen austauschen.[33] Zum Modelljahr 2014 erschien die reichweiten- und leistungsgesteigerte Zero FX mit 32 kW (44 PS) und einer Höchstgeschwindigkeit von 137 km/h.[34]

 
Brammo TTR beim ersten Elektromotorradrennen Time Trial Xtreme Grand Prix am 9. Juni 2009 auf der Isle of Man

Brammo TTR

Das Brammo TTR, mit dem Brammo am ersten Elektromotorradrennen 2009 auf der Isle of Man teilnahm, verwendete einen aus acht 12-Volt-Packs bestehende Lithium-Polymer-Akkumulator. Die Nutzenergie betrug 8 kWh. Das 163 kg schwere Bike erreichte auf dem Kurs mit über 200 Kurven eine Maximalgeschwindigkeit von 164 km/h. Damit erreichte Brammo den dritten Platz.

T0RR

Am Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik der TU München entwickelte ein Team von Studenten im Rahmen des Projekts globalDrive das elektrische Rennmotorrad T0RR. Es basiert auf einer BMW S 1000 RR und wurde mit einem entgegen der Rollrichtung drehenden Elektromotor und einem Hochleistungs-Akkupack zum E-Motorrad umgebaut. Ziel des Projekts war die Entwicklung eines Prototyps, der beim Qualifying zum semiprofessionellen Pro Thunder Race 2015 in Oschersleben teilnehmen sollte. Der Elektromotor des T0RR stellt dafür 136 PS und ein Drehmoment von 240 Nm zur Verfügung, womit eine Höchstgeschwindigkeit von etwa 250 km/h erreicht werden kann.[35]

Straßenrennen

Am 12. Juni 2009 fand das erste Straßenrennen mit Elektromotorrädern auf der Isle of Man statt, das Time Trial Xtreme Grand Prix.[36] Beim TTXGP traten 15 Teams an, von denen jedoch sieben Motorräder nicht bis zum Ziel kamen. Die Strecke war 60 km lang und die höchste Durchschnittsgeschwindigkeit betrug 140,7 km/h. Diese Veranstaltung hat sich von der TTXGP getrennt und firmiert inzwischen als TT Zero.[37]

Kurz nach dem ersten Wettkampf auf der Isle of Man kündigte der Motorradsport-Weltverband Fédération Internationale de Motocyclisme (FIM) an, im Jahr 2010 eine Elektro-Rennserie ins Leben zu rufen. Neben der e-Power International Championship der FIM führt zudem TTXGP inzwischen Rennserien in Australien, Europa und Nordamerika durch. Das Vorhaben ist nie umgesetzt worden. Für 2019 gibt es neue Pläne.[38]

Beim legendären Bergrennen Pikes Peak war 2013 erstmals ein Elektromotorrad (Lightning Electric Superbike) mit einer Zeit von 10:00,694 Minuten Sieger in der Gruppe aller Motorräder.

Für Beschleunigungsrennen wurde in der Vergangenheit auch ein Elektro-Drag Bike mit der Bezeichnung KillaCycle konstruiert.

Siehe auch

Commons: Elektromotorräder – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

  1. ↑ US-Patent 552271 (abgerufen am 1. September 2014)
  2. ↑ US-Patent 596272 (abgerufen am 1. September 2014)
  3. ↑ a b Neuerungen an Fahrrädern. In: Polytechnisches Journal. 311, 1899, S. 154–158.
  4. ↑ Toni Theilmeier: Die wilde, verwegene Jagd. Der Aufstieg des professionellen Stehersports in Deutschland. Die frühen Jahre bis 1910. Kutschera, Leipzig 2009, ISBN 978-3-931965-23-5, S. 162
  5. ↑ americanhistory.si.edu Alkali Fuel Cell History (abgerufen am 3. September 2014)
  6. ↑ François-Marie Dumas: Unusual Motorcycles. Haynes 2012, ISBN 978-0-85733-261-5., S. 100–102.
  7. ↑ Jürgen Stoffregen: Motorradtechnik: Grundlagen und Konzepte von Motor, Antrieb und Fahrwerk. Vieweg Verlag, Braunschweig, 7. Auflage 2010, ISBN 978-3-8348-0698-7, S. 451
  8. ↑ MOTORRAD Katalog 2011, S. 183
  9. ↑ MOTORRAD 22/2014, S. 55
  10. ↑ a b spiegel.de Geräuschlos durchs Gehölz (abgerufen am 2. September 2014)
  11. ↑ MOTORRAD Katalog 2013, S. 183
  12. ↑ http://www.gizmag.com/victory-motorcycle-electric-2016-empulse-tt/38673/ (englischsprachig)
  13. ↑ MOTORRAD Katalog 2014, S. 183
  14. ↑ Eva Breutel: Elektromotorrad Energica Eva im Test - Motorradtests. (motorradonline.de [abgerufen am 26. Juni 2017]).
  15. ↑ Motorradonline: Elektromotorrad Energica Eva im Test. Abgerufen am 26. Juni 2017.
  16. ↑ energicasuperbike.com Energica EGO (abgerufen am 1. September 2014)
  17. ↑ Motorradfahrer 9/2014, S. 19
  18. ↑ spiegel.de Energica Ego (abgerufen am 2. September 2014)
  19. ↑ 1000PS - die starke Motorradseite im Internet: Johammer Elektro-Cruiser | Infos zur Probefahrt, Details+ Englisch Subs. 3. März 2014, abgerufen am 17. Juni 2017.
  20. ↑ Motorradfahrer 9/2014, S. 42
  21. ↑ MOTORRAD 22/2014, S. 65.
  22. ↑ Jochen Vorfelder: KTM Freeride E-SM In: spiegel.de, 16. Juni 2015.
  23. ↑ spiegel.de: ELEKTROMOTORRAD ZERO S
  24. ↑ Zero-Homepage ZERO S
  25. ↑ zeromotorcycles.com Zero S (abgerufen am 21. Juli 2015)
  26. ↑ Zero-Homepage ZERO S Bestellung
  27. ↑ Archivlink (Memento des Originals vom 27. März 2016 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.genze.com Genze Specs (abgerufen am 14. Oktober 2016)
  28. ↑ http://www1.suzuki.co.jp/motor/product/elets/top Let's W (abgerufen am 14. Oktober 2016)
  29. ↑ Shinden Go Unveiled For 2016 TT Zero. Internetauftritt des Unternehmens, 26. September 2015, abgerufen am 10. Juli 2016 (englisch).
  30. ↑ Modellseite auf quantya.de, zuletzt aufgerufen am 15. März 2010
  31. ↑ Bericht des Solinger Ingenieurs Charles Altmann, zuletzt abgerufen am 15. März 2010
  32. ↑ Lautlos durch Deutschland (Händler), zuletzt abgerufen am 11. Mai 2012
  33. ↑ MOTORRAD Katalog 2012, S. 188.
  34. ↑ MOTORRAD Katalog 2014, S. 210.
  35. ↑ globalDrive: Studierende entwickeln elektrisches Rennmotorrad. 28. Juli 2015, abgerufen am 30. Oktober 2015.
  36. ↑ Blogeintrag des TTXGP
  37. ↑ iomtt.com: Isle of Man Government responds to TT Zero speculation, Zugriff am 20. November 2011
  38. ↑ „Elektro-Motorräder: Ab 2019 Rennen mit MotoGP-Stars geplant“, motorsport-total, 16. März 2017
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