Mein Eigenbau Elektrofahrrad - Teil 1: Überlegungen

Erstellt von Marcus Rönz | 31.05.2019

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Ich möchte mein Fahrrad zum E-Bike umbauen. Auf dem Weg dorthin, nehme ich dich mit. In diesem Beitrag geht es um die Planung wie das ganze funktioniert und wie wir möglichst mit wenig Geld selbst viel bauen können.

Eigentlich suchte ich für meine rund 4 km Arbeitsweg nach einer alternative zum Auto. Ein Elektroroller wäre nicht schlecht. Aber die sind teuer und verlangen eine Anmeldung. Außerdem kann man sich nicht so fit halten, wie mit dem Fahrrad. Da ich seit Jahren nicht mehr Fahrrad gefahren bin und es bei uns im Vogtland sehr bergig ist, kam ich nichtmal auf die Idee das Rad zu nehmen. Die Probleme mit meinem Knie sind zwar auch ein Grund, aber Bewegung soll bekanntlich Wunder wirken.Update 07.01.2019Aufgrund von Problemen mit meinem alten Fahrrad und der Vordergabel, habe ich mir ein komplett neues E-Bike geleistet. Anders als in meiner Bauanleitung, empfehle ich einen Heckmotor!Im Grunde ist ein fertiges E-Bike nicht unbedingt teuer als ein neues Fahrrad, welches man selbst zum E-Bike umbaut. Da der Akku dabei ist (normal kostet dieser einzeln rund 300 Euro als Li-Ion), Licht über den Akku läuft und alles einfach miteinander abgestimmt ist. Zudem gibt es keine Bastelei. Akku ist mit einem Schloss gesichert und kann herausgezogen werden - was das laden unabhängig vom Standort des Fahrrades vereinfacht. Nachfolgend meine Neuanschaffung, das Zündapp E-Bike.

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Prophete ENTDECKER E-Bike

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Mein neues E-Bike: Erste Vorstellung des Zündapp PedelecsEnde des Updates, weiter mit dem alten Selbstbau-Bericht.

Eigenbau E-Bike: Das 100 Euro Pedelec
Ich habe rund 100 Euro für die Umrüstung zum Pedelec ausgegeben. Es fährt rund 30 km rein elektrisch und Waldwege sind passierbar. Also: altes Fahrrad umrüsten!

Ein Elektrofahrrad, auch Pedelec oder E-Bike genannt, sind die günstigste Alternative zu Elektroroller oder Elektroauto. Zudem kann man hier selbst basteln und es bedarf keiner Abnahme durch den TÜV und keine Kfz-Zulassung. Zum rechtlichen in einem anderen Beitrag dieser Serie mehr.

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City Bike E-Bike 36V 250W

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E-Bike Mountainbike 250 Watt

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Ganz wichtig vorab:Ich empfehle dir ein abgestimmten E-Bike Umrüstsatz zu verwenden. Der Bau meines Elektrofahrrads ist bastelei und durch fehlenden Tretsensor und Computer nicht legal auf der Straße bewegbar. Potentiometer, Gasgriff und Daumengas sind nicht zulässig. Es gibt Umbausätze, die bereits einiges enthalten haben. empfehlenswert ist der Mittelmotor.

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250W 36V Mittelmotor von Bafang

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Wie sieht es mit den Kosten eines Elektrofahrrades aus?

Bei Amazon und Co. sind einige E-Fahrräder schon für 500 bis 900 Euro erhältlich. Das Fahrrad selbst ist aber oft nichts Wert - die gibt es schon für 150 Euro ohne Elektroantrieb.

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E-Bike Mountainbike 250 Watt

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Wer noch ein gutes Fahrrad hat, sollte über den Umbau zum Elektroantrieb nachdenken. Das gute daran ist, dass weiterhin wie gewohnt auch geradelt werden kann. Vor allem wenn der Akku mal leer ist. Wer auf viele fertige E-Bike Teile setzt, kommt kaum sehr viel billiger als ein komplettes E-Bike.Die Teile meines Umbaus habe ich bereits gekauft und weißt du was? Ich habe dafür nur rund 100 Euro ausgegeben. Diese geringen Kosten gehen nur, wenn viel selbst gebastelt wird.

Das benötigst du bei Umbau deines Fahrrades zum Pedelec

Motor:Es gibt verschiedene Antriebskonzepte. Mittelmotor, Frontmotor, Heckmotor, der Motor im Tretlager, als Nabenmotor oder ähnlich des Dynamos direkt am Reifen.Meine Entscheidung lag beim Nabenmotor für das Vorderrad. Zum einen ist das einfacher ein- und auszubauen und man hat nicht noch das Ritzel wie beim Hinterrad passend dazu umzubauen. Ebenfalls hat sich das bewehrt und die meisten Fahrräder ~~sind~~ waren mit einem solchen Motor ausgestattet.Neue Erkenntnisse mit dem Vorderradmotor: Die Gabelzinken sind bei mir mehrmals gebrochen und die Gewichtsverlagerung nach vorn hat mir am Ende auch nicht mehr so zugesagt. Zudem hatte mein Motor keinen Freilauf. Ich empfehle daher zu einem ordentlichen Heckmotor oder Mittelmotor zu greifen. Das macht zwar einiges etwas komplizierter, aber alltagstauglicher.Um die Power eines solchen Motors abschätzen zu können, bedarf es auch einen Test. Beispielsweise im Baumarkt oder Fahrradladen.Mein Motor hat 250 Watt 36V. Da sind die Dimensionen der anderen Bauteile humaner und man kann auf geraden Strecken auch rein elektrisch fahren, ohne zu treten (nicht erlaubt ohne Zulassung!). Effektiver aber teurer, sind 48V Motoren. Natürlich benötigst du dann auch einen Akku mehr bzw. eben einen 48V Li-Ionen Akku.Der einfache Nabenmotor (Bürstenmotor) kostet um die 40-50 Euro.Alle Nabenmotoren haben ein Planetengetriebe, ähnlich wie bei Autos mit Automatikgetriebe. In der Regel kann man die Motoren aufschrauben und die Zahnräder mit Fett schmieren. Da hier oftmals Plastikzahnräder verbaut sind, ist der Antrieb nicht auf Dauer ohne Wartung. Plastikzahnräder sind, anders als auch erhältliche Metallzahnräder, leiser. Ebenfalls gibt Plastik etwas nach, was das typische Zahnradmahlen eindämmt.Neue Erkenntnisse: Einige Motoren haben einen Freilauf. Ebenso habe ich bei meinem Fahrrad festgestellt: geht kein Strom auf den Motor, geht er in Rekuperation und läd den Akku. Dies erhöht jedoch den Verschleiß der oftmals verbauten Plastikzahnräder im Motor selbst. Mit einer (mind.) 10A Sperrdiode kann hier aber Abhilfe geschaffen werden, sodass der Motor nicht in den Akku läd und damit schwergängig läuft. Denn ist der Akku leer, trittst du dir sonst einen Wolf.Steuereinheit:Zur Steuerung der Motordrehzahl gibt es bereits fertige Bauteile, die sogar sehr günstig sind. Rund 10 Euro für ein Drehzahlregler der mit 250 Watt und 36V klar kommt.

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PWM 10-50V Geschwindigkeitsregler für Motoren, kompakte Bauform mit Schalter+Poti

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Akkus:Als Akku kann man teure Li-Ion Zellen für Fahrräder nehmen, oder beispielsweise Motorradbatterien. Für 36V benötigen wir also 3 x 12V Akkus, welche in Reihe geschaltet werden. Habe schon Antriebe mit Akkuschrauber-Akkus gesehen. Aber von den Li-Ion bin ich noch nicht richtig überzeugt. Zudem möchte ich unkompliziert an der Insel-Solaranlage laden.Ein 12V 7,2Ah Akku kostet um die 15 Euro. Für 36V benötigen wir idealerweise drei Stück. Ich verwende Blei-Gel Vlies Akkus, die nicht gasen - damit auch in der Wohnung problemlos geladen werden kann. Ebenfalls ist die Einbaulage egal - die laufen nicht aus.

E-Bike Akkus - Reihenschaltung und selbstgebauter Gepäckträger
Zugegeben, nicht ganz hübsch. Dafür praktisch. Alle 3 Akkus haben Platz in der Holzkiste. Und auch der PWM Drehzahlregler für den Motor kam unter und wird durch Fahrtwind gekühlt. Wird jedoch nicht heiß.

Sonstiges:Neben ausreichend dimensionierte Kabel (4mm² bis 6mm²) wird Lötkolben, Isolierband, Kabelbinder und Klemmen für die Batterien benötigt. Ebenfalls eine Sicherung und einen Sicherheitsschalter.Auch solltest du dir zum Thema laden der Akkus Gedanken machen. Drei oder vier Akkus in Reihe geschaltet, müssen zum laden mit jeweils 12V nicht voneinander getrennt werden. Ein Ladegerät für 12V wäre also ideal. Ich lade das ganze einfach an einer meiner kleinen Solaranlagen im Garten oder in der Garage. Wichtig ist, das du jeden Akku einzeln lädst.Lädst du die Akkus in Reihe, also 36V oder 48V, müssen die Einzelspannungen der Akkus überwacht werden. Ggf. ausgleichen.Sicherheit: Ganz wichtig!Bei den kleinen 250 Watt Nabenmotoren werden statt einer richtigen Drehmomentstütze, wie du das vielleicht noch von Fahrrädern mit Rücktrittbremse kennst, einfache Unterlegscheiben mit Schlitz und Feststelldorn mitgeliefert. In einem Test hat dieses meine Alu-Gabel zerstört (Zinken weggebrochen). In der neuen Gabel aus Stahl wurde diese Zinken aufgebogen und die Felge ist aus der Gabel gerutscht. Bei 30km/h und mehr will einem das nicht passieren! Daher sollte es zur Pflicht werden anständig befestigte Drehmomentstützen zum Schutz der Gabel und Gabelzinken zu verwenden. Es kostet nicht viel und kann durchaus vor sehr schlimmen Unfällen retten! Bitte verwende ein vernünftiges und stabiles System! Bitte!Wenn du nicht weißt, was eine Drehmomentstütze ist, schaue doch mal hier bei Google Bildersuche.Schaue, welche am besten bei deinem Rad passen würden oder baue diese aus massiven Eisen selbst. Eisen ist besser als Alu, denn Alu kann reißen und man sieht kaum, wenn es Haarrisse gibt. Eisen biegt sich und ist einfach standhafter. Ich empfehle zwei davon zu kaufen, für links und rechts.

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Drehmomentstütze für 12mm Achsen

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Überlegungen zum Einbau

Der Nabenmotor muss natürlich eingespeicht werden. Schaut man sich im Internet an wie das geht und hat man die richtige Speichenlänge mit dazu gekauft, bekommt man das recht einfach hin. Mein Motor ist nun eingespeicht und das war das erste mal das ich überhaupt Speichen eingesetzt habe. Zugegeben, das auswuchten ist fummelarbeit, aber in einer halben Stunde gut machbar. Ein Fachmann verlangt dafür um die 40-60 Euro.Speichenlänge berechnen:Du kannst alles selber machen. Messe den Motor mit einem Zollstock aus und auch den Rad. Ein tollen Rechner für Speichenlängen berechnen, habe ich hier gefunden: Speichenlängen berechnen. Im Bild des Rechners werden alle benötigten Maßangaben angezeigt. Du musst nur noch deine Bauteile abmessen. Für den obigen Motor und meinem 26 Zoll Rad habe ich eine Speichenlänge von rund 246mm benötigt und das nachfolgende bei Amazon bestellt.Und auf Amazon bekommst du die gewünschte Speichenlänge aus Edelstahl mit Schraubnippel sehr günstig.

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Verschiedene Speichenlängen zum einspeichen von Rädern / Laufrädern

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Der meiste Platz wird für die Akkus benötigt. Mein Versuch dies ins Dreieck des Rahmens zu bauen scheiterte, da hier zwar genug Platz für die 3 Akkus ist, nicht aber noch für den Motorregler.Einfacher ist der Gepäckträger. Auch das habe ich versuchsweise getestet. Der Schwerpunkt ist so hoch, dass das Fahrrad leicht umkippt wenn es auf dem Ständer steht. Ähnlich von Fahrradtaschen sollte der Schwerpunkt weiter unten sein. Hier muss ich noch testen und präsentiere das Ergebnis dann in einem weiteren Artikel dieser Serie, wenn es um den Baubericht geht.Zum Thema Wetterschutz sollten auch noch Überlegungen angestellt werden. Kurzschlüsse wollen wir natürlich vermeiden. Ebenso auch der Unfallschutz und die Verkehrssicherheit. Es darf nur angetrieben werden, wenn ich z.b. einen Taster drücke. In der Not müssen beide Hände zum bremsen und lenken benutzt werden, da wäre ein weiterlaufender Motor nicht sinnvoll. Auch zu beachten ist die Fahrradbeleuchtung, die durch Bauteile nicht verdeckt werden sollten.Eine Idee sind Daumengas oder Gasgriff wie beim Moped. Der gezeigte Motorregler besitzt ein Potentiometer, welches fast 360 Grad drehbar ist. Dies ist für unseren Zweck unpassend. Wir können aber ein elektrischen Gasgriff verwenden. Da die Bauteile Stecker haben, kann einfach vom Drehpotentiometer zum Gasgriff umgesteckt werden. Kabel müssen aber ggf. verlängert werden - löten!Zum Diebstahlschutz habe ich mir auch gedanken gemacht. Das Akku-Fach sollte mit einem Schlüssel abschließbar sein. Der Kontakt vom Motorregler sollte auch mit einem elektrischen Schlüsselschalter beim abstellen unterbrochen werden (so ein Schalter mit Schlüssel kostet rund 1 Euro).

So geht es weiter..

Als nächstes bauen wir uns eine Versuchsanlage auf, wo wir den Gasgriff, statt des mitgelieferten Drehpotentiometers am Drehzahlregler testen. Ebenso schließen wir die Akkus zusammen und schauen, wie wir den Kabelbaum selbst bauen und am Fahrrad anbringen. Ebenso klären wir, wo die Akkus nun hin sollen und welche weiteren Maßnahmen wichtig sind.Hier weiterlesen: Akkuträger fürs E-Bike und Akkus laden

Nach bestem Wissen und Gewissen.
Sonnige Grüße, dein

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Neuste Kommentare erscheinen oben. Kommentare sind Meinungen der Nutzer.

Marcus am 30.01.2019#8

Hallo Karl, tolle Infos. Du kannst mir gern per eMail (siehe Impressum) zukommen lassen. Vielleicht basteln wir mal einen Beitrag aus deinem Selbstbau. Wäre zumindest mal interessant. Meine Teile die ich bisher gegossen habe, waren aus Zinn :p . Allzeit gute Fahrt - die Sonne lässt sich ja ab und an blicken und es zieht einem dann gleich raus on tour. lg

karl am 29.01.2019#7

Ist ein so genannter direktmotor, also ein Langsamläufer und ist dementsprechend robust, eine Idee von mir,
wurde in den 70ern von Walter Toriser samt Steuerung auf der Uni entwickelt und wird in China erzeugt;
hat 600 Watt und ist in Ö- ganz legal. IN D: GIBT ES ANDERE REGELN: und benötigt kein PAS, also kann ich als Invalide damit überall hinfahren, auf Radwegen versteht sich.
Jetzt im Winter ist bei mir Pause.
Wenn es wärmer wird, muss ich mit dem neuen Holzvergaser-Brenner einige Kleinteile gießen.

Marcus am 16.12.2018#6

Hallo Gerd, was ist denn deine genaue Frage? Das "Handstück", bei mir ein Drehpetentiometer - besser wäre Gasgriff oder Daumengas. Da fließt nur eine kleine Steuerspannung zum Regler, der dann dem Motor das PWM Signal durchgibt.

Gerd am 16.12.2018#5

Finde den Bericht nicht schlecht, Problem sehe ich nur bei der Elektro Verbindung zu Lenker,Motor Einbauen und Batterie kein großes Problem, aber dann zum Regler und zum Handstück ?
Wer kann helfen

Marcus am 11.12.2018#4

Hallo Karl,
habe mir die Bilder von "Eckieok" mal bei Google angeschaut. Das ist aber schon eher ein Motorrad als ein Fahrrad. Dafür benötigst du sicherlich eine TÜV Abnahme, ein Kennzeichen und es besteht Helmpflicht. Nur mal so nebenbei.
Was ist das für Motor? Sieht sehr stark aus - was kannst du zur Haltbarkeit sagen? Meine Planetenräder (aus Plastik) im Nabenmotor haben ca 1500 km gehalten.

karl am 11.12.2018#3

Fahre seit 10 Jahren elektrisch (Google-Suche nach: eckieok)
Nachdem das ECKIok vor dem LIDL gestohlen wurde, arbeite ich an einem neuen Prototyp,
verbessert um 2 Scheibenbremsen.
Teile stammen von 20" BMX, Rahmen welcher die große Batterie 48V 20..50AH aufnehmen kann, wird aus Formrohr mittels Elektroden und Wechselstrom geschweißt.
Hoffe, dass ich bis Frühjahr wieder auf eigenen Rädern stehe, das Neue sieht fast genauso aus wie das Alte und der Rahmen ist fertig, die hintere Schwinge noch in Arbeit.
Die Teile, wie Räder, Motor, Batteriezellen habe ich aus China importiert.
Das kleine Zweirad läuft ohne Kurbel und Kette, nur mit dem Nabenmotor. und ist auch mit dem Kombi mitnehmbar. (Admin-Hinweis: E-Mail Adresse im Kommentar entfernt)

Marcus am 21.02.2018#2

Hallo Andy,
deine genannte Elektrophobie kann ich beim Thema E-Bikes nicht teilen - eigentlich sind die schon gut unterwegs. Eher bei Elektroautos scheiden sich die Meinungen. Mit den Rest gebe ich dir recht.
Mein Radl braucht erstmal eine neue Gabel und den Motor muss ich nochmal neu mir den passenden Speichen einspeichen. Der oben gezeigte Motor von mir benötigt bei 26 Zoll Rädern eine Speichenlänge von 246mm.
Geht bald weiter mit dem nächsten Beitrag zum Thema Elektrofahrrad.

lg, Marcus

Andy am 17.02.2018#1

Verfolge dein Vorhaben ganz gespannt. In meinem Spanienurlaub durfte ich 12 Tage Elektrofahrrad fahren und könnte mir das auch gut in Deutschland vorstellen. Das Problem scheint jedoch eine Elektophobie zu geben. Es wird verpönt, obwohl auch Rentner statt das Auto, das Rad nutzen würden. Ohne elektronische Tretunterstützung würde sonst das Rad im Keller verstauben. Tolles Vorhaben!