Methodik

Hinter den Kulissen.

So testen wir E-Bike-Antriebe auf Herz und Nieren.

Willkommen im Maschinenraum unserer Datenanalyse. Wer unsere Testberichte liest, stolpert unweigerlich über Diagramme, Leistungskurven und thermische Analysen, die weit über das hinausgehen, was man gemeinhin in einem Fahrbericht findet. Doch wie kommen diese Daten zustande? Woher wissen wir, dass Motor A bei einer Kadenz von 80 U/min effizienter läuft als Motor B?

Die Antwort liegt in Zeil am Main, in der Nähe von Frankfurt. Dort, auf dem Prüfstand von PTlabs, führen wir all unsere Messungen durch. Doch Daten sind nur so gut wie die Methode, mit der sie erhoben werden. Transparenz ist unsere Währung. Deshalb legen wir hier offen, wie wir arbeiten, warum wir es so tun und welche Philosophie hinter unseren Prüfstandsläufen steckt.

1. Grundsätzliches

Das Herzstück unserer Analysen ist nicht einfach irgendein Laufband, sondern einer der modernsten Fahrrad-Prüfstände Europas. Entwickelt und gebaut wurde diese Anlage von Veit Müller, dem Laborleiter von PT Labs. Veit ist nicht nur ein Ingenieur mit einem Faible für Präzision, sondern jemand, der verstanden hat, dass ein E-Bike mehr ist als die Summe seiner Teile.

Das Gesamtsystem zählt

Ein entscheidender Unterschied zu vielen reinen Industrietests ist unser Ansatz beim Testobjekt: Wir testen das gesamte Fahrrad.

Oftmals testen Hersteller „nackte“ Motoren auf Motorenprüfständen. Das liefert zwar isolierte Werte für das Aggregat, spiegelt jedoch nicht immer die Realität wider. Ein Motor sitzt in einem Rahmen, er treibt über ein Kettenblatt eine Kette (oder einen Riemen) an, die Kraft läuft über die Kassette in die Nabe, durch die Speichen bis zum Reifen, der schließlich den Kontakt zur Rolle herstellt. Zudem werden die Motoren in unseren Tests immer von den Akkus gespeist, die auch wirklich im Rad sitzen. Wir haben in den letzten Jahren, auch im Austausch mit diversen Herstellern, gelernt, dass sich ein Motor im Gesamtsystem „Fahrrad“ oft anders verhält als im Labor-Vakuum. Resonanzen, Rahmensteifigkeit und die Peripherie spielen eine Rolle.

Warum überhaupt ein Prüfstand?

Nun könnte man fragen: „Warum fahrt ihr nicht einfach in den Wald?“ Das tun wir. Ausgiebig. Nichts ersetzt das Gefühl eines Antriebs auf dem Trail, das Ansprechverhalten an einer nassen Wurzel oder die Dosierbarkeit in einer Spitzkehre. Das ist die subjektive Seite der Medaille, die wir in unseren Fahrberichten und YouTube-Videos beleuchten.

Aber Gefühle sind schwer vergleichbar. Der Prüfstand hingegen liefert uns die objektive, reproduzierbare Wahrheit. Er schafft Rahmenbedingungen, die für jeden Antrieb exakt gleich bleiben. Keine Tagesform des Fahrers, kein Gegenwind, kein unterschiedlicher Untergrund. Nur hier können wir Antriebe, Motoren und Systeme wirklich fair gegeneinander antreten lassen. Wir „verwissenschaftlichen“ das Fahrgefühl ein Stück weit, um zu verstehen, warum sich ein Bike so anfühlt, wie es sich anfühlt.

Wichtig ist uns dabei die Einordnung: Die Prüfstandswerte sind extrem wertvoll und hilfreich, sie sind aber nicht die alleinige, absolute Wahrheit. Ein Motor kann auf dem Papier schwächer wirken, sich aber durch eine geniale Sensorik im Gelände kräftiger anfühlen. Beides gehört zusammen: Die Daten aus dem Labor und der Schweiß vom Trail.

2. Die Leistungsmessung

Wenn wir von Leistung sprechen, meinen wir in unseren Datenblättern die reine Motorleistung. Doch wie ermitteln wir die, wenn wir doch am Hinterrad messen? Hier betreiben wir gemeinsam mit PT Labs einen enormen Aufwand.

Das Prinzip der Verlustrechnung

Wir messen die Leistung am Hinterrad über eine hochpräzise Messtrommel. Das ist der Output des Gesamtsystems. Um nun zu wissen, was der Motor tatsächlich leistet, müssen wir wissen, was auf dem Weg vom Motor zur Rolle „verloren“ geht.

Für jeden einzelnen Messpunkt führen wir daher ein striktes Protokoll durch:

1. Messung ohne Unterstützung: Wir treiben das System nur über die Kurbel an, ohne dass der Motor mithilft. Wir geben eine definierte Leistung/Kadenz hinein und messen, was an der Rolle ankommt. 2. Die Baseline: Die Differenz zwischen Input und Output ist unsere Verlustleistung (Reifenwalkarbeit, Kettenschlupf, Lagerreibung, Rahmenverwindung etc.). 3. Die Berechnung: Diese ermittelte Verlustleistung rechnen wir später auf die Messung mit Motorunterstützung drauf.

Warum ist das so wichtig? Weil die Verluste nicht linear sind. Ein Reifen hat bei 50 Watt Eingangsleistung und 70er Kadenz einen anderen Rollwiderstand als bei 200 Watt und 100er Kadenz. Zudem hat der Kettenschräglauf Einfluss. Da wir jeden Messpunkt quasi „nackt“ vorkalibrieren, erhalten wir am Ende eine Motorleistung, die so nah an der Realität ist, wie es physikalisch möglich ist – bereinigt um die Faktoren, die nichts mit der Qualität des Antriebs zu tun haben.

Volle Kraft voraus: Der Akku-Faktor

Ein banaler, aber kritischer Faktor ist der Energiegehalt. Wir führen alle leistungsrelevanten Messungen (insbesondere Maximalleistung) mit einem möglichst vollen Akku durch (90–100 % Ladestand).

Der Grund liegt in der Zellchemie: Sinkt der Ladestand, sinkt die Spannung in den Akkuzellen (Voltage Sag). Viele Motoren können ihre absolute Spitzenleistung nur abrufen, wenn die Spannung hoch genug ist. Würden wir einen Motor mit 30 % Akku testen, wären die Ergebnisse schlicht falsch oder zumindest nicht vergleichbar mit einem Konkurrenten, der voll geladen antritt. Bei uns gilt: Häufiges Nachladen oder der Einsatz von vielen Ersatzakkus ist Pflicht, um Chancengleichheit zu wahren.

Maximale Unterstützungsstufe

Wir messen fast ausschließlich in der höchsten Unterstützungsstufe (Turbo, Boost, Race, etc.).

Kritiker mögen einwenden: „Aber ich fahre doch meistens im Eco- oder Tour-Modus!“ Das ist korrekt. Aber diese Modi sind zwischen den Herstellern nicht normiert. Was bei Bosch „Tour“ ist, ist bei Shimano vielleicht „Trail“. Diese Modi sind Software-Applikationen und oft vom Nutzer verstellbar.

Der maximale Modus hingegen zeigt uns das physikalische Limit des Systems. Hier lassen die Hersteller meist „die Hosen runter“. Es ist der einzige gemeinsame Nenner, um das Potenzial der Hardware vergleichbar zu machen. Wenn wir wissen, was der Motor kann, können wir besser einschätzen, wie er in den mittleren Modi arbeitet.

3. Allgemeine Testparameter

Damit die Ergebnisse vergleichbar sind, müssen wir die Variablen eliminieren. Der größte Unsicherheitsfaktor auf dem Fahrrad ist normalerweise der Mensch oben drauf.

Der pneumatische Fahrer

Auf unserem Prüfstand sitzt kein Mensch, der müde wird oder unrund tritt. Stattdessen simulieren wir eine Last. Das Fahrrad wird mit einem pneumatischen System belastet, das ein Fahrergewicht von ca. 80 Kilogramm simuliert.

Das ist wichtig für den Anpressdruck des Reifens auf der Rolle und damit für den Rollwiderstand. Auch thermisch macht es einen Unterschied, ob ein „Dummy“ auf dem Sattel sitzt oder nicht, da dies die Luftströmung beeinflusst. Wir versuchen auch hier, so nah wie möglich an der Praxis zu bleiben. Ein 80-kg-Fahrer ist ein realistischer Durchschnittswert für unsere Zielgruppe.

Fahrtwind aus der Industrieanlage

Ein E-Bike-Motor ist eine elektrische Maschine, die Abwärme produziert. Ohne Kühlung würde jeder moderne Motor auf dem Prüfstand binnen Minuten überhitzen und die Leistung drosseln (Derating). In der Realität sorgt der Fahrtwind für Kühlung.

Im Labor übernimmt das ein massiver Industrielüfter. Er wird direkt unter dem Motor platziert und sorgt für ordentlich Frischluft.

Zugegeben: Die Windgeschwindigkeit, die wir hier erzeugen, liegt vermutlich etwas über dem Durchschnitt dessen, was man bei einer steilen Uphill-Passage in den Alpen hat. Aber unser Ziel ist Vergleichbarkeit. Wir wollen wissen, was der Motor leistet, wenn er thermisch stabil gehalten wird.

Die Kunst der Kurbelmodulation

Hier wird es speziell und das ist ein Punkt, der uns bei PT Labs viel Kopfzerbrechen bereitet hat, aber essenziell ist: Die Kurbelmodulation.

Wir treiben das System zwar maschinell an, aber nicht stumpf linear. Ein menschlicher Tritt ist nie perfekt rund. Viel wichtiger noch: Verschiedene Motoren bevorzugen unterschiedliche Trittweisen.

Manche Antriebe brauchen einen „stampfenden“ Tritt mit hohen Drehmomentspitzen, um wachzuwerden. Andere Systeme bevorzugen einen sehr runden, gleichmäßigen Zug an der Kette.

Würden wir alle Motoren mit einer identischen, perfekt runden Sinuskurve antreiben, würden wir einige Systeme benachteiligen. Ein Motor, der darauf programmiert ist, auf Drehmomentspitzen (den „Kick“ ins Pedal) zu reagieren, würde bei einem perfekt runden Tritt eventuell weniger Leistung freigeben, als er könnte.

Deshalb versuchen wir für jeden neuen Antrieb herauszufinden: Wie muss man ihn treten, damit er maximal performt? Wir passen die Modulation unserer Antriebseinheit an den „Sweetspot“ des Motors an. Das ist aufwendig, aber nur so behandeln wir jedes System fair und entlocken ihm das, was es auch unter einem erfahrenen Fahrer leisten würde.

4. Spezielle Testparameter

Wir fahren verschiedene Protokolle, um unterschiedliche Aspekte der Antriebe zu beleuchten. Hier sind die wichtigsten Eckdaten:

Leistungsmessung: Die Wohlfühl-Kadenz

Wenn wir die maximale Leistung ermitteln, tun wir das in der Regel in einem Trittfrequenzbereich von 75 bis 80 Umdrehungen pro Minute (U/min).

Warum ausgerechnet hier? Weil es die „Wohlfühl-Kadenz“ für sportliche E-Biker ist. Wer ambitioniert fährt, kurbelt selten unter 60 und selten dauerhaft über 90. In diesem Fenster von 75–80 U/min haben die meisten Elektromotoren ihren besten Wirkungsgrad und ihre höchste Leistungsabgabe.

Es gibt Ausnahmen – manche Motoren drehen gerne höher, andere sind Drehmoment-Monster im Keller. Wenn diese Diskrepanz riesig ist, weisen wir gesondert darauf hin. Aber für die Vergleichbarkeit unserer Standard-Charts nageln wir die Kadenz in diesem Bereich fest.

Kadenz-Messung: Cruisen statt Sprinten

In unseren Diagrammen finden Sie oft Kurven, die zeigen, wie der Motor über das gesamte Drehzahlband (von ganz langsamem Treten bis zum „Hamsterrad“) unterstützt.

Diese Messung führen wir nicht bei maximalem Fahrereinsatz durch. Stattdessen fixieren wir die Eingangsleistung auf 130 Watt.

130 Watt entsprechen einem gemütlichen, aber zügigen Fahren – eine klassische Alltagssituation, kein Sprint. Wir wollen sehen: Wie verhält sich der Motor, wenn der Fahrer einfach nur „normal“ pedaliert? Schiebt er schon bei niedriger Kadenz kräftig an? Bricht er oben heraus ein? Würden wir hier mit 400 Watt Fahrerleistung reingehen, würden wir ständig in Begrenzer laufen und die Nuancen der Motorcharakteristik überdecken.

Thermische Messung: Mit oder ohne Cover?

Ein heißes Thema (Wortspiel beabsichtigt). Wie standfest ist der Motor am Berg?

Wir haben lange überlegt und getestet: Sollten wir die Motorabdeckungen (Cover) entfernen, um bessere Kühlung zu gewährleisten? Die Antwort ist: Nein, wir lassen sie meistens dran.

Unsere Versuche haben gezeigt, dass das Kunststoff-Cover selbst einen erstaunlich geringen Einfluss auf die Kerntemperatur hat. Viel wichtiger ist die Wärmeableitung über die Aufnahmepunkte am Rahmen (die „Seiten“ des Motors). Da die Hersteller die Integration inklusive Cover designen, testen wir auch so.

Ein interessantes Detail am Rande: Wenn Sie in unseren 15- oder 20-minütigen thermischen Stabilitätskurven einen leichten Leistungsabfall sehen (ca. 1–2 % pro Minute), ist das fast nie eine thermische Drosselung. Es ist schlicht der sinkende Akkustand. Wie oben erwähnt: Weniger Ladung = weniger Spannung = minimal weniger Leistung. Echte thermische Probleme (Derating) erkennt man an massiven Einbrüchen, nicht an einem sanften Gleiten nach unten.

Für die Vergleichbarkeit nutzen wir zudem – wo immer möglich – Carbonrahmen. Das Material leitet Wärme anders als Aluminium, und um auch hier die Variable „Rahmenmaterial“ so konstant wie möglich zu halten, ist Carbon unser Standard.

5. Dialog mit den Antriebsherstellern

Zum Abschluss ein Wort zur Zusammenarbeit. Wir testen unabhängig, aber nicht isoliert. Vor und nach den Tests stehen wir oft im Dialog mit den Ingenieuren der Antriebshersteller.

Das hat nichts mit Beeinflussung zu tun – unsere Messwerte sind heilig und werden nicht geschönt. Aber es geht um technisches Verständnis und Fairness.

  • Software-Stand: Wir stellen sicher, dass wir keine Beta-Firmware testen, die Bugs enthält, die in der Serie längst behoben sind.
  • Anomalien verstehen: Wenn ein Motor auf dem Prüfstand ein seltsames Verhalten zeigt (z.B. ein abruptes Abschalten bei einer bestimmten Drehzahl), fragen wir nach. Oft gibt es technische Gründe (Bauteilschutz, Getriebeschonung), die man kennen muss, um das Ergebnis korrekt zu interpretieren.
  • Integration: Manchmal liegen Probleme nicht am Motor, sondern beispielsweise an der Vorserien-Integration im Testrad.

Dieser Austausch hilft uns, nicht nur nackte Zahlen zu liefern, sondern auch die Erklärung dafür, warum diese Zahlen so sind, wie sie sind. Wir wollen verstehen, wie die Entwickler den "Sweetspot" ihres Systems definiert haben, und prüfen dann, ob wir diesen auf dem Prüfstand validieren können.

Wir hoffen, dieser Einblick in die "Folterkammer" der PT Labs hilft, unsere Daten besser zu verstehen. Am Ende des Tages dienen all diese Wattzahlen, Newtonmeter und Temperaturkurven nur einem Ziel: Dabei zu helfen, das richtige E-Bike zu finden.