Mess- und Prüftechnik sichert E-Bike-Qualität

Im Jahr 2023 lag der Anteil an E-Bikes am gesamten Fahrradabsatz in Deutschland erstmals bei über 50 Prozent und erreichte mit insgesamt rund elf Millionen Fahrrädern einen neuen Höchststand. Der Branchenverband „ZIV – Die Fahrradindustrie“ rechnet mit einer Fortsetzung des Aufwärtstrends.

ZIV-Geschäftsführer Burkhard Stork sieht deutsche Hersteller sogar als international führend: „Mit Blick auf den Markt- und Innovationstreiber E-Bike nehmen die Unternehmen aus der deutschen Fahrradbranche inzwischen weltweit die Vorreiterrolle ein. „Engineered in Germany“ und „Made in Europe“ sind bei E-Bikes die Garanten für Design, Qualität, Nachhaltigkeit und Werterhalt.“ Um E-Bikes in einer hohen Qualität herstellen und deren zuverlässigen und sicheren Betrieb gewährleisten zu können, ist der Einsatz aktueller Mess- und Prüftechnik unerlässlich. Im Fokus von Tests stehen Akku, Ladegerät, Motor und Elektronik.

Wie werden Akkus und Ladegeräte professionell geprüft?

Das Herzstück eines jeden E-Bikes ist der Akku. Ihn auszutauschen ist kostspielig, deshalb sollte er leistungsfähig und langlebig sein. Mithilfe von Mess- und Prüfsystemen können Spannung, Strom, Temperatur und Ladezyklen eines Akkus umfassend überwacht und seine Qualität beurteilt werden. Präzise Tests für die Energieaufnahme und Kapazität von Akkus ermöglichen beispielsweise das Regenerative Battery Pack Test System 17020 von Chroma, der GW Instek Batterietester GBM-3080 und die Power-Analyzer-Serie NPA von Rohde & Schwarz. Mit dem Datenlogger Graphtec GL860 lassen sich Lade- und Entladekurven sowie das Temperaturverhalten erfassen (Bild 1).

Impedanzmessungen geben Aufschluss über das Alterungsverhalten und damit die Lebensdauer eines Akkus; geeignete Messgeräte hierfür sind die Source Measure Units (SMU) der NGU-Serie, ebenfalls aus dem Hause Rohde & Schwarz. Das R&S NGU201 mit Batterie-Simulationsfunktion ermöglicht das Testen von Ladegeräten.

Prüfstände für maximale Motorleistung

Auch die Qualität von E-Bike-Motoren bemisst sich an deren Leistungsfähigkeit und Langlebigkeit. Bei der Qualitätssicherung spielen Motorprüfstände und Testsysteme für Steuergeräte eine zentrale Rolle. Letztere überprüfen die Leistungselektronik, die den Motor steuert, auf ihre Effizienz und Funktionalität hin. Eine detaillierte Analyse der Parameter ermöglicht beispielsweise der Leistungsmesser GPM-8330 von GW Instek (Bild 2).

Die modulare Datenlogger-Plattform GL7000 (Graphtec) ist für die Messdatenerfassung in anspruchsvollen Sensoranwendungen konzipiert, beispielsweise von Schwingungs-, Drehzahl- oder Temperatursensoren. Auf diese Weise lassen sich die mechanische Leistung und der Gesamtwirkungsgrad des Motors bestimmen. Wärmebildkameras wie die FLIR T560 ermitteln Hotspots und helfen bei der Suche nach Fehlern, die zu übermäßigem Verschleiß oder Funktionsausfällen führen können (Bild 3).

Was leisten EMV-Tests bei E-Bikes?

Ein entscheidender Aspekt bei der Herstellung von E-Bikes ist die Einhaltung von Richtlinien zur elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV). Mithilfe von EMV-Tests wird festgestellt, ob die Bikes den Richtlinien entsprechen, und ihre elektronischen Komponenten keine störenden Felder erzeugen, die andere Geräte wie Handys beeinträchtigen könnten. Für die Messung von Strahlungs- und Leitungsemissionen kommen Testlösungen wie der Spektrumanalysator GSP-800 von GW Instek oder von Rohde & Schwarz der FPL1003 / 1007 (Bild 4) zum Einsatz.

Auch die Schlusskontrolle in der Fertigung ist elementar für Hersteller von E-Bikes. Damit das Produkt allen Qualitäts- und Sicherheitsanforderungen entspricht, werden umfassende End-of-Line-Tests durchgeführt. Prüfungskriterien sind neben der Gesamtfunktionalität des E-Bikes vor allem eine korrekte Integration und reibungslose Interoperabilität aller Komponenten sowie die Zuverlässigkeit von Sicherheitsfunktionen wie das Bremssystem und die Lichtanlage.

Perspektiven für die E-Mobilität

In Zeiten der Mobilitätswende und drohendem Verkehrskollaps in unseren Innenstädten gehört E-Bikes die Zukunft. Die großen Entwicklungstreiber der nächsten Generation werden leistungsstärkere und langlebigere Akkus sein sowie mehr Elektronik für die Konnektivität und Sicherheit. Mithilfe künstlicher Intelligenz könnten E-Bikes künftig automatisch auf Wetterbedingungen reagieren oder individuelle Fahrprofile erstellen, um den Fahrkomfort zu erhöhen. Doch je komplexer die Technik wird, desto mehr Präzision ist gefordert. Mess- und Prüftechnik hilft dabei, Fortschritte in der E-Mobilität voranzutreiben. Bei Fahrrädern ebenso wie bei Rollern, Autos und im öffentlichen Nah- und Fernverkehr.

E-Bikes sind längst mehr als ein Trend – sie sind ein zentraler Bestandteil aktueller Mobilitätskonzepte. Doch mit wachsender technischer Komplexität steigen auch die Anforderungen an Qualität, Sicherheit und Langlebigkeit. Mess- und Prüftechnik ist deshalb nicht nur ein Garant für normgerechte Produkte, sondern ein Innovationsmotor für die gesamte Branche. Ob Akku, Motor oder Elektronik – wer zuverlässige E-Bikes bauen will, kommt an professioneller Mess- und Prüftechnik nicht vorbei. Denn nur wer präzise misst, kann präzise entwickeln – und damit Vertrauen schaffen bei Herstellern, Werkstätten und Nutzern gleichermaßen. (bs)