Das „Gehirn des E-Bikes“: Hintergründe zur E-Bike-Software
Was macht die Software beim E-Bike?
Kurz gesagt: Die Software sorgt dafür, dass ein E‑Bike das tut, was es soll. Die einzelnen Antriebskomponenten, also Sensoren, Motor, Remote-Einheit und sogar der Akku, kommunizieren über die Software miteinander. Jede Komponente hat eine eigene Software; alle zusammen sind in einer Firmware gebündelt. Das vereinfacht die Handhabung. Durch die Einstellung der Software wird die Charakteristik des Antriebssystems geprägt. Über die Software lässt sich steuern, wie hoch beispielsweise die maximale Leistung eines Systems sein soll, wie die Fahrmodi gestaltet sind und wie viel Motorkraft zur Verfügung gestellt wird. Die Firmware wird regelmäßig aktualisiert, verbessert und als Update bereitgestellt.
Was sind die Herausforderungen bei der Entwicklung?
Eine wesentliche Herausforderung bei der Entwicklung von Software für E‑Bikes bzw. Pedelecs ist die Abstimmung zwischen Mensch und Maschine, die Interaktion. Im Unterschied zu anderen Elektrogeräten ist der Faktor Mensch wesentlich für das Funktionieren des Systems. Die Verarbeitung der von einem Menschen produzierten Informationen (welche Kraft der Radfahrende auf die Pedale gibt und welche Rückschlüsse das für das Gesamtsystem bedeutet) muss die Software erledigen. Die Systeme reagieren dabei sehr feinfühlig auf den Input der Fahrer:in. „Das ist die hohe Kunst der Branche, eine große Bandbreite an unterschiedlichen Faktoren, Einsatzzwecken und Nutzergruppen zu erkennen und abzudecken“, sagt Dirk Menze, Head of Marketing und Design beim Antriebshersteller Pinion. Nachbesserungen basierend auf Fehleranalysen gehören deshalb zur wesentlichen Arbeit in der Software-Entwicklung. „Niemand im E‑Bike-Markt ist am Zenit angekommen. Wir können alle noch an der Interaktion arbeiten“, so Pascal Ketterer, Software-Entwickler beim Antriebshersteller Fazua.
Warum braucht es regelmäßige Updates?
Ziel ist immer, das System weiterzuentwickeln und ein besseres Produkt zur Verfügung zu stellen. Wenn ein neuer E‑Bike-Antrieb auf den Markt kommt, ist er zwar ausreichend getestet und geprüft, aber es können gerade in der praktischen Anwendung immer wieder Dinge auffallen, die man auf einem Prüfstand nicht simulieren kann. Durch Software-Updates können die erkannten Probleme behoben werden, ohne dass Reparaturen am Rad durchgeführt werden müssen bzw. es lange in die Werkstatt muss. Die Hersteller arbeiten zudem stetig an Optimierungen und daran, was Nutzer:innen am Ende wirklich brauchen. So spielen sie auch stetig neue Funktionen ein. „Wir lernen aus Fehlern, die wir machen“, sagt Pascal Ketterer.
Wie lernt die Software?
Die Analyse basiert auf dem Auslesen von anonymen Daten durch die Hersteller. Dabei wird untersucht, in welchen Leistungsbereichen ein Motor genutzt wird, welche Unterstützungsmodi gefahren werden oder welche Trittfrequenz durchschnittlich getreten wird. Auf Basis dieser Werte werden mögliche Fehler analysiert und ausgebessert. Persönliche Daten wie Adresse und Wohnort werden nicht ausgelesen. Auffällig bei der Datenanalyse: Die meisten E‑Biker:innen fahren in einem akkuschonenden Modus. Ein Teil der Arbeit besteht auch darin, die Systeme noch individueller zu gestalten. Wer beispielsweise sportlich fährt, tritt eine höhere Frequenz und braucht deshalb einen eher harmonischen Motor, der sich radähnlich fährt. Wer nur gelegentlich unterwegs ist, neigt tendenziell zu einer niedrigeren Trittfrequenz, dafür allerdings zur stärkeren Motorunterstützung. Solche individuellen Unterschiede können auch über Einstellungen bei der Software geregelt werden.
Wie bekomme ich ein Software-Update?
Hier gibt es verschiedene Lösungen. Hersteller stellen beispielsweise die Updates per Handy-App zur Verfügung. Einfach das Handy mit dem E‑Bike verbinden und per App das Update aufspielen. Bei anderen Systemen braucht es eine Verbindung zu einem Computer per USB-C-Kabel. „Da muss man keine Angst haben, das selbst durchzuführen“, sagt Pascal Ketterer. Es gibt auch Hersteller, die beim Update-Prozess den Fachhändler mit einbeziehen. So kann gleich das Rad auf Defekte gecheckt werden. Ob es ein aktuelles Update gibt, erfährt man in der Regel über die Newsletter der Anbieter oder auf deren Internetseiten.
Wie oft gibt es ein Update?
Es hängt vom jeweiligen Hersteller ab, ob er kleine Updates regelmäßig aufspielt oder lieber bündelt. Große Updates mit eingreifenden Veränderungen gibt es ca. alle sechs Monate.
Was passiert, wenn ich kein Update mache?
Eigentlich nichts. Man muss keine Angst haben, dass das E‑Bike wegen mangelnder Updates nicht mehr funktioniert. Es droht auch nicht der Verlust von Garantie- und Gewährleistungsansprüchen. Die Updates dienen lediglich zur Verbesserung der Software oder zum Aufspielen von neuen Funktionen. Man sollte dennoch regelmäßig die E‑Bike-Software, ähnlich wie beim Auto, auslesen lassen, damit mögliche Fehler analysiert werden können.
Merke ich Unterschiede nach einem Update?
Das kommt auf den Umfang des Updates an. Manche Aktualisierungen greifen direkt in das Fahrverhalten ein, indem sie beispielsweise mehr Motorpower freischalten oder einen zusätzlichen Fahrmodus integrieren und somit Einfluss auf das Fahrverhalten haben. Kleinere technische Updates merkt man hingegen kaum bis gar nicht. Ein Beispiel für ein großes Update findet sich bei Pinion. Das Unternehmen hat im Herbst 2024 ein Software-Update veröffentlicht, das eine Automatik-Schaltfunktion bei allen bisherigen Systemen ermöglicht. Anstelle eines Hardware-Austausches konnte die Funktion einfach per Software freigegeben werden.
Was bedeutet automatisches Schalten bei E-Bikes?
Automatisches Schalten bedeutet, dass die Schaltung die Gänge selbst wechselt. Dafür ist die Trittfrequenz entscheidend. Die Nutzer:innen können ihre Wunschtrittfrequenz eingeben und das System orientiert sich bei der Gangauswahl an dieser Vorgabe. Pinion geht sogar noch weiter: Der Radfahrende kann per Schaltknopf bei Bedarf das Automatik-System überstimmen und so seine individuelle Einstellung vornehmen. Das System merkt sich die geänderten Gangwechsel und passt es für die nächsten automatisierten Vorgänge an. „Selbstlernend ist vermutlich noch der falsche Ausdruck. Da sind wir als ganze Branche noch nicht so weit, um davon zu sprechen. Aber bestimmte Annahmen und hinterlegte Logiken kommen schon sehr stark an eine KI ran und verbessern das System“, erklärt Dirk Menze.
Kann man mit einem Update auch die Leistung erhöhen?
Ja, das ist möglich und wird gerade auch von einigen Herstellern praktiziert. Sowohl Drehmoment als auch Maximalleistung können durch Updates erhöht werden. Solange das System bei 25 km/h die Unterstützung einstellt und die Nenndauerleistung auf 250 Watt begrenzt ist, ist eine Software-Anpassung für mehr Spitzenleistung möglich, ohne dass das Pedelec seinen Status als Fahrrad verliert. Wie sinnvoll das ist, muss man hinterfragen. Denn die Komponenten sind nicht auf die stärkeren Motorleistungen ausgelegt und können schneller verschleißen. Außerdem überhitzt ein Motor in einem hohen Maximalleistungsbereich schneller und wird dann in einen niedrigeren Leistungsbereich heruntergefahren. Höhere Leistung bedeutet zudem einen höheren Energieverbrauch, was wiederum einen größeren Akku zur Folge hat, der das E‑Bike schwerer macht.
Wie lange gibt es Updates für ein System?
E‑Bike-Antriebssysteme sind keine Produkte, die einem jährlichen Modellwechsel unterliegen, sondern sind für mehrere Jahre aktuell bzw. ältere Versionen sind auch noch auf dem Markt erhältlich – ähnlich wie bei Smartphones. Dazu kommt, dass die Systeme auf den Lebenszyklus eines E‑Bikes ausgelegt sind. Dieser wird als ungefähr zehn Jahre oder sogar noch länger definiert. So lange werden auch entsprechende Updates zur Verfügung gestellt. Fazua hat beispielsweise noch 2024 ein Update für ein altes Antriebssystem vorgestellt, das nicht mehr produziert wird. Bei einem Neukauf sollte man also davon ausgehen, dass das Antriebssystem noch lange mit Updates versorgt wird. Bei einem Gebrauchtkauf hingegen ist es wichtig nochmals zu checken, ob das System auch wirklich noch unterstützt wird.