mini|Schwedischer Nostalgie-E-Roller Elektro 1
Ein Elektromotorroller, in Kurzform auch Elektroroller oder E-Roller genannt, ist ein Motorroller mit Elektroantrieb der im Sitzen gefahren wird, und ggf. von zwei Personen. Die Energieversorgung liefert eine Antriebsbatterie.
Nicht zu verwechseln sind sie mit im Stehen gefahrenen und von einer Person tragbaren leichten Elektro-Tretrollern, die ebenso unter den Sammelbezeichnungen Elektroroller, E-Scooter oder E-Roller geführt werden.
Elektromotorroller sind eine Form der Elektromobilität.
Geschichte mini|hochkant|Eine „E-Max“ bei einem Verleih
Das erste elektrobetriebene Zweirad gab es 1911. Die Geschichte der E-Roller begann in Fabrikhallen, in denen kleine Transportroller für Waren und Personen benötigt wurden und Verbrennungsmotoren wegen der Abgase nicht eingesetzt werden konnten. Ab den 1950er Jahren versuchten viele kleine Werkstätten und Bastler, aber auch namhafte Unternehmen wie Puch oder Peugeot, elektrobetriebene Motorroller auf den Markt zu bringen. 1994 ging das Simson SR 50 gamma E in Serie, das jedoch keinen Markterfolg hatte.
In den letzten Jahren entstand ein umfangreiches Angebot an Elektromotorrollern (auch Elektro-Scooter genannt) mit Modellen, die inzwischen bei einer Reichweite von 40–80 km (mit hochwertigeren Akkus von über 300 km) angekommen sind und eine Geschwindigkeit von etwa 45 km/h oder auch bis über 120 km/h erreichen (Stand August 2021).Auto Bild: Elektroroller-Vergleich 2021. Abgerufen am 5. August 2021.
Typologie und Charakterisierung Führerschein und Typgenehmigung Elektromotorroller werden in verschiedenen EU-Fahrzeugklassen angeboten. Um sie zu fahren, ist in der Regel eine entsprechende Fahrerlaubnis erforderlich. Folgende Anforderungen müssen erfüllt sein.
Deutschland Leicht-Mofa, z. B. MZ Charly von MZ/MuZ, bis 20 km/h und helmfrei. Je nach Alter Prüfbescheinigung für Mofas. Mofas: E-Mofa von Solo und Herkules aus den 70ern. Mit Helmpflicht bis max. 25 km/h Kleinkraftrad L1e z. B. E-Schwalbe bis 45 km/h Höchstgeschwindigkeit mindestens mit Führerschein AM ab 15 Jahren bzw. (Ist in der Klasse B inkludiert) Leichtkraftrad L3e nicht über 11 kW Nenndauerleistung sowie einem Leistungsgewicht von nicht mehr als 0,1 kW je kg Leergewicht: Klasse 3 oder 4 (vor dem 1. April 1980 erworben), der Klasse 1b (nach dem 1. April 1980 erworben) oder der Klasse A1 oder der Klasse B mit der eingetragenen Schlüsselzahl 196. L3e Motorräder/Krafträder mit oder ohne Seitenwagen Führerschein Klasse A Elektromotorroller müssen den nationalen technischen Anforderungen von Kraftfahrzeugen (z. B. zwei voneinander unabhängige Bremsanlagen, Beleuchtungsanlage, Hupe, Bereifung) entsprechen. Die EU-Richtlinie 2002/24/EU für das Kraftfahrrecht besagt, dass alle E-Fahrzeuge, ausgenommen pedal-assisted Fahrräder, als Kraftfahrzeuge (bis 45 km/h als L1e-Moped) gelten. Sie benötigen folglich eine nationale Typgenehmigung. Eine EU-Zulassung (Allgemeine Betriebserlaubnis) setzt eine nationale Typgenehmigung voraus. Ein CoC (eine sogenannte Übereinstimmungsbescheinigung, CoC-Papier, Certificate of Conformity, Certificat de conformité) genügt nicht.
Schweiz In der Schweiz werden Fahrzeuge bis maximal 45 km/h als E-Scooter oder Elektroroller Kategorie F bezeichnet und wie ein Mofa per Handgriff beschleunigt. Es werden Helm, Nummernschild, Führerausweis und Versicherung benötigt. Einige der vielen erhältlichen kleinen E-Scooter sind bei niedrigeren Geschwindigkeiten zugelassen, die meisten aber gar nicht, außer auf Privatgelände.
Österreich In Österreich gelten elektrisch angetriebene einspurige Kraftfahrzeuge mit einer Motorleistung von max. 600 Watt und einer Bauartgeschwindigkeit von nicht mehr als 25 km/h als Fahrrad, siehe Fahrradverordnung.
Vor- und Nachteile Die wesentlichen Vorteile von E-Rollern gegenüber herkömmlichen Rollern sind: geringer Lärm keine Abgase weniger Wartungsaufwand: Durch den Wegfall des Verbrennungsmotors, Kupplung und Verstellgetriebe sind weniger Verschleißteile vorhanden. geringe Betriebskosten und geringer -aufwand kein erhöhter Motorverschleiß bei häufiger Nutzung auf Kurzstrecken keine Abhängigkeit von fossilen Primärenergien beim Treibstoff; ökologischer in Bezug auf die Gesamtumweltbelastung (Treibhausgasemissionen in CO2-Äquivalenten für zurückzulegende Wegstrecken im Alltag: (PDF) E-Scooter 7 kWhel/100 km: 18 g CO2-eq/km; zum Vergleich: Motorrad Viertakt 5,6 l/100 km: 208 g CO2-eq/km) Aufladen ist zu Hause oder praktisch an jeder anderen Steckdose möglich.
Nachteile des Elektrorollers: hoher Anschaffungspreis im Vergleich zum Tanken lange Ladezeit geringere Reichweite hohes Gewicht (speziell bei Bleiakkumulatoren) Akkus haben als Verschleißteile eine begrenzte Lebensdauer. Bei falscher Behandlung oder falls No-Name-Zellen verbaut sind, können sie deutlich vor der kalkulierten Nutzungsdauer an Kapazität verlieren oder ausfallen. Ersatzakkus sind teuer und können bei manchen Modellen knapp die Hälfte des Fahrzeugpreises ausmachen. Nutzung im Winter bei Kurzstrecken: Es erwärmt sich der Akku kaum, daher kann sich bei Fahrten bis zu 2 Kilometer die Reichweite auf 70 Prozent reduzieren. In vielen Regionen schlecht ausgebaute Ladeinfrastruktur (öffentliche Einrichtungen, Parkplätze usw.), wobei inzwischen viele Modelle auswechselbare Batterien haben, die auch in der Wohnung an einer normalen Steckdose aufgeladen werden können.
Stromtankstellen Die Nutzung von Stromtankstellen kann zusammen mit angepassten Ladegeräten für die mögliche Streckenreichweite völlig neue Perspektiven eröffnen, ist aber für E-Roller weniger notwendig als für Elektroautos. Ein Problem für alle Elektrofahrzeuge mit höheren Kapazitäten der Traktionsbatterie ist bislang, dass am Haushaltstromnetz (230 V/10 A bzw. 16 A) mit den überall verfügbaren Netzsteckern in der Regel nur eine Ladeleistung bis 2,3 kW genutzt werden kann. Mit in Deutschland und Österreich üblichen Schukosteckdosen ist nur eine Dauerstromentnahme von 10 A (nur kurzzeitig 16 A) zulässig, Schweizer Haushalte hingegen sind meist mit 10 A abgesichert (SEV 1011, T1x). Über einen Ladestecker nach IEC 60309 (Caravanstecker) lässt sich die volle Leistung von 16 A/3,6 kW nutzen. Für derzeit übliche Traktionsbatterien bei E-Rollern mit Speicherkapazitäten von 1,5 kWh bis 5 kWh (Vectrix VX-1Li) ist eine beschleunigte Ladung an Haushaltsteckdosen in 45 Minuten bis 2 h:30 Minuten realisiert möglich, an Caravandosen in 25 Minuten bis 1:25 Stunden. Die verfügbaren Traktionsbatterien vertragen die notwendigen Ladeströme. Allerdings steigt der Aufwand für entsprechend leistungsfähige Ladegeräte sowie für Überwachung und Regelung.
Kommerzielle Stromtankstellen stellen Anschlüsse für deutlich höhere Ladeleistungen zur Verfügung. Im Fahrzeug sind für schnellere Ladung geeignete Ladegeräte, schnellladbare Akkus (etwa bestimmte LiFePO4-Akku-Varianten oder Vergleichbares) und eine kompatible Kabel-Stecker-Kombination (mit Stecker gemäß IEC 60309 bzw. IEC 62196) mitzuführen. In Deutschland wird dabei der Mennekes-Stecker favorisiert. Dessen übertragbare Leistung bis 43 kW kann beim Elektromotorroller nur sehr beschränkt genutzt werden. Vorteilhaft ist diese Anschlussmöglichkeit für Stromtankstellen, die einen Haushalts- oder Caravananschluss für normalen Haushaltstrom (230 V/16 A) nicht mehr bieten, obwohl es der minimale Standardanschluss für alle Elektrofahrzeuge ist. Die komplette Integration eines Schnellladesystems (in das Chassis beziehungsweise in den Rahmen) ist für die Hersteller weniger eine technische Schwierigkeit als ein Kostenaspekt. Die meisten Elektromotorroller-Modelle enthielten ein solches System hauptsächlich aus Kostengründen nicht; zunehmend setzen sich jedoch Austauschbatterien durch, die ein Laden unabhängig vom Fahrzeug erlauben.
Verleihsysteme mini|Emmy E-Schwalben in München (2019)
Seit das Interesse an elektrisch betriebenen kleinen Fahrzeugen zunahm, entwickelten sich in verschiedenen Großstädten Verleihsysteme (e-Scooter-Sharing). Stand Sommer 2018 soll es weltweit rund 20.000 Leih-E-Roller gegeben haben, für die sich mehr als eine Million Nutzer registrieren ließen.
In Mailand, Madrid und Barcelona haben sich jeweils sechs Anbieter etabliert. In Paris waren es anfangs vier (darunter das Start-up-Unternehmen Cityscoot) und in Berlin zwei: Emmy, ein Berliner Start-up, an dem sich auch die landeseigene Investitionsbank Berlin beteiligte, sowie Coup. Trotz großen Zuspruchs der Kunden ist es nicht erwiesen, dass das Geschäft mit Leihscootern profitabel betrieben werden kann, insbesondere wenn mehrere Anbieter in einer Stadt tätig sind; Coup stellte das Geschäft Anfang 2020 wegen mangelnder Gewinnaussichten in allen Städten ein.Anbieter von Elektrorollern gibt auf. In: Berliner Zeitung, 26. November 2019, S. 12.
Technik Antrieb mini|Selbstgebauter Roller mit Zahnriemen
Bei den meisten Rollern sind bürstenlose Gleichstrom-Radnabenmotoren Standard. Ihre Position im Hinterrad verringert den Platzbedarf; erhöht jedoch die ungefederte Masse. Einige Geräte haben daher auch Motoren, die ihre Kraft über einen Zahnriemen an das Hinterrad übertragen, beispielsweise der E-Vivacity von Peugeot. Kettenantriebe finden sich nur selten.
Akkus Im E-Rollerbereich wie auch in anderen Bereichen der Elektromobilität sind die Energiespeicher vor allem in Form von Antriebsbatterien/Akkumulatoren ein zentrales Element intensiver Entwicklungsarbeit. Die in den 2010er Jahren verbreiteten verschiedenen Typen werden vom Hersteller entweder fest eingebaut oder als herausnehmbare Akkupacks vorgesehen. Sie alle benötigen auf die jeweilige Zellenzahl, Akkuchemie und Nennspannung abgestimmte Ladeverfahren und Steuerteile. Auch unterschiedliche der Lithium-Akkus haben verschiedene Nennspannungen und erfordern Umsicht beim Austausch.
Die Nutzkapazität von Akkumulatoren ist temperaturabhängig und nimmt bei Kälte – einhergehend mit den physikochemischen Stoffeigenschaften von Elektrolyt und Elektroden (verringerte Elektronenbeweglichkeit) – wesentlich niedrigere Werte an als bei Raumtemperatur. Um diesen Effekt zu mindern, können die Akkumulatoren bei Kälte beheizt werden.
Für einen wirtschaftlichen Betrieb ist die Lebensdauer der Akkus entscheidend. Sie lässt sich über die Menge der eingeladenen und entnommenen Energie, die Anzahl der Ladezyklen (Voll- und Teilzyklen) oder die kalendarische Lebensdauer beschreiben. Bei einem Roller lässt sich dies auch gut durch die Kilometerleistung je Akkusatz ausdrücken. Alle diese Angaben stehen in Beziehung zueinander und sind stark durch die technische Auslegung, Umgebungsbedingungen und das Nutzungsverhalten zu beeinflussen. Es zeigt sich dabei, dass Akkuzellen, die mit flachen Ladezyklen und geringen Strömen in Bezug auf ihre Kapazität genutzt werden und selten an den oberen und unteren Grenzspannungen betrieben werden, die höchste Lebensdauer erreichen. Nur mit großen Kapazitäten (in Wh) lassen sich überhaupt Reichweiten über 100 km erzielen. Positiver Nebeneffekt für die Lebensdauer ist dabei, dass bei gleicher Motorleistung die Akkuzellen mit geringeren Entladeströmen belastet werden, als es bei kleineren Akkupacks der Fall ist.
Von den Herstellern werden die Nennkapazitäten von Bleiakkus oft für unrealistische Entladezeiten zwischen C3 (3 Stunden) und C20 (20 Stunden) angegeben, bei der Lithium-Akkus sind C-1- oder C-0,5-Werte üblich. Je nach Motorisierung und Fahrweise können bei Elektrorollern in Wirklichkeit jedoch deutlich höhere Entladeströme auftreten, wodurch die Kapazität der Akkus nicht die Nennkapazitäten erreicht. Dieses Phänomen wird als Peukert-Effekt bezeichnet.