E-Bikes und -Scooter revolutionieren Städte mit effizienten, umweltfreundlichen und erschwinglichen Alternativen zu herkömmlichen Fahrzeugen. Das Herzstück dieser Fahrzeuge ist ein Motor – oft ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC) –, der Beschleunigung, Effizienz, Gewichtsverteilung und sogar den Wartungsaufwand bestimmt.

Zwei gängige BLDC-Motorarchitekturen dominieren den Markt: Innenläufer- und Außenläufer-Designs. Während Außenläufer für ihren drehmomentstarken Betrieb bei niedrigeren Drehzahlen bekannt sind, zeichnen sich Innenläufer durch hohe Drehzahlleistung und kompakte Formfaktoren aus.

Bei E-Bikes und Scootern ist die Wahl zwischen Innen- und Außenläufern nicht immer offensichtlich. Dieser Artikel untersucht, wann Innenläufer-BLDC-Motoren gegenüber Außenläufern zu bevorzugen sind. Er stützt sich dabei auf technische Daten, Anwendungserkenntnisse und praktische Überlegungen für Hersteller, Flottenbetreiber und Fahrer.

Grundlagen zu Inrunner- und Outrunner-BLDC-Motoren

Bevor wir ihre Rollen bei E-Bikes und Rollern vergleichen, sollten wir die wichtigsten mechanischen Unterschiede verstehen.

Innenläufer-BLDC-Motor

• Der Rotor mit Magneten dreht sich in den Statorwicklungen.
• Der Rotor dreht sich in einem festen Außengehäuse.
• In der Regel für hohe Drehzahlen und niedriges Drehmoment optimiert.
• Oft ist eine Untersetzung erforderlich, um dem Drehmomentbedarf der Räder gerecht zu werden.

Outrunner-BLDC-Motor

• Der Rotor sitzt außerhalb der Statorwicklungen.
• Die äußere Hülle dreht sich um einen festen inneren Kern.
• Erzeugt natürlich ein hohes Drehmoment bei niedrigeren Drehzahlen.
• Wird häufig in Direktantriebsanwendungen ohne Getriebe eingesetzt.

Warum die Wahl des Motors bei E-Bikes und Scootern wichtig ist

Die Motorauswahl beeinflusst:

• Beschleunigung und Steigfähigkeit – Das Drehmoment beeinflusst das Bergauffahren und den Lasttransport.
• Höchstgeschwindigkeit – Abhängig von Drehzahl und Getriebe.
• Energieeffizienz – Beeinflusst die Batteriereichweite.
• Motorgröße und -gewicht – Beeinflussen Handling und Tragbarkeit.
• Haltbarkeit und Wartung – Wichtig für den Flotteneinsatz.

Technische Vorteile von Inrunner BLDC in E-Bikes und Scootern

Während bei einigen preisgünstigen und mittelpreisigen Roller-/E-Bike-Modellen Außenläufermotoren dominieren, sind Innenläufer-BLDC-Motoren in den folgenden Situationen oft die bessere Wahl:

High-Speed-Pendler- und Sportmodelle

Innenläufermotoren sind für höhere Drehzahlen ausgelegt – bei High-End-Varianten oft bis zu 50.000 U/min. Mit der richtigen Übersetzung können sie höhere Höchstgeschwindigkeiten erreichen, ohne zu überhitzen.

Beispiel: Bei Performance-E-Bikes, die Geschwindigkeiten über 40 km/h anstreben, werden häufig Innenläufermotoren mit interner Untersetzung gewählt.

Platzbeschränkte oder aerodynamische Designs

Innenläufer-BLDC-Motoren haben im Allgemeinen einen kleineren Durchmesser, sind aber länger als Außenläufer. Diese Form passt besser in:

• Kompakte Scooter-Decks
• Integrierte Mittelmotoren
• Schlanke E-Bike-Rahmen

Besseres Wärmemanagement

Da sich der Stator (das wärmeerzeugende Teil) bei einem Innenläufer außen befindet, ist die Wärmeableitung effizienter. Dies ist entscheidend für:

• Leistungsstarke Bergfahrten
• Schwerlastige Fahrer
• Dauerhaftes Pendeln über lange Strecken

Präzise Steuerung und Laufruhe

Innenläufer weisen tendenziell eine geringere Drehmomentwelligkeit und eine bessere Kompatibilität mit der feldorientierten Regelung (FOC) auf, was sie ideal macht für:

• Adaptive Geschwindigkeitsregelung in Premium-E-Bikes
• Sanfte Beschleunigungsprofile für Leihroller

Leistungsdaten: Innenläufer vs. Außenläufer im E-Bike- und Scooter-Einsatz

Parameter	Inrunner-BLDC-Motor (Mittelantrieb)	Outrunner-BLDC-Motor (Nabenantrieb)
Typischer Drehzahlbereich	5.000 – 50.000 U/min	200 – 2.000 U/min
Drehmoment an der Motorwelle	Niedriger (erfordert Getriebe)	Hoch (direktantriebsfähig)
Wirkungsgrad bei hoher Drehzahl	90–94 %	80–88 %
Gewichts-Leistungs-Verhältnis	0,5–1,0 kg/kW	0,8–1,5 kg/kW
Motordurchmesser	Klein (typisch 40–80 mm)	Groß (typisch 80–200 mm)
Wärmeableitung	Besser (Stator außen)	Begrenzt (Stator innen)
Wartungsaufwand	Gering (abgedichtete Getriebesysteme)	Gering (Direktantrieb)
Idealer Einsatzbereich	Hochgeschwindigkeits-, kompakte, Premium-Modelle	Preiswerte, drehmomentstarke Pendler-Modelle

Wenn Inrunner-BLDC-Motoren in realen E-Bike-/Scooter-Szenarien die Nase vorn haben

Leistungsstarke Pendler-E-Bikes

Wenn das Ziel Geschwindigkeit + Effizienz ist, kann ein Innenläufer mit Übersetzung einen Außenläufer bei der Beschleunigung und beim Fahren mit anhaltender hoher Geschwindigkeit übertreffen.

Fallbeispiel:

• Motor: 1,5 kW Innenläufer, Mittelantrieb mit Getriebe
• Höchstgeschwindigkeit: 48 km/h
• Wirkungsgrad: 92 % durchschnittlich bei 35 km/h
• Anwendungsfall: Pendler auf langen Strecken in flachem bis mittelschwerem Gelände

Gemeinsam genutzte E-Scooter in heißen Klimazonen

Inrunner-BLDCs kommen mit thermischer Belastung besser zurecht und reduzieren so die Zahl der Ausfälle im sommerlichen Stadtverkehr. Flottenbetreiber profitieren von geringeren Ausfallzeiten.

Fallbeispiel:

• Motor: 500-W-Innenläufer (abgedichtete Kühlkanäle)
• Umgebungstemperatur: 35 °C+
• Heat Soak Test: Nach 1 Stunde Dauerbetrieb unter 75 °C Kerntemperatur gehalten

Bergauffahrende Liefer-E-Bikes

Mit der richtigen Übersetzung können Innenläufer ein anhaltendes Drehmoment liefern, ohne zu überhitzen, was für Lasten-E-Bikes und Lieferflotten von entscheidender Bedeutung ist.

Fallbeispiel:

• Motor: 2,0 kW Innenläufer-Mittelantrieb mit Planetengetriebe
• Zuladung: 120 kg Ladung + Fahrer
• Steigtest: 10 % Steigung über 3 km ohne thermisches Zurückrollen

Kostenüberlegungen

Während Innenläufer-BLDC-Motoren tendenziell teurer sind als Außenläufer (aufgrund der präziseren Bearbeitung und des häufig integrierten Getriebes), können die Gesamtkosten über die gesamte Lebensdauer niedriger sein:

• Längere Lebensdauer durch bessere Kühlung
• Geringere Batterienutzung bei hohen Geschwindigkeiten
• Weniger Ausfallzeiten für die Flottenwartung

Nachteile von Inrunner-BLDC in E-Bikes/Scootern

Geringeres Eigendrehmoment – ​​Getriebe oder Riemenuntersetzung erforderlich.

Höhere Anschaffungskosten – Teurere Herstellung und Steuerelektronik.

Aufwendigere Installation – Insbesondere bei Mittelantrieben mit integriertem Getriebe.

Auswahlrichtlinien für Hersteller und Fahrer

Anforderung	Bevorzugen Sie Inrunner-BLDC, wenn…
Höchstgeschwindigkeit > 40 km/h	Ja
Lange Dauerfahrten	Ja – Bessere Wärmeableitung
Kompaktes Rahmendesign	Ja – Kleiner Durchmesser vorteilhaft
Hohes Drehmoment bei niedriger Geschwindigkeit	Nein – Outrunner oder getriebeunterstützter Inrunner bevorzugt
Budgetbeschränkungen	Nein – Outrunner ist kostengünstiger
Premium-Fahrerlebnis	Ja – Vorteile bei Laufruhe und Kontrolle

Markttrends für Inrunner-BLDC in leichten Elektrofahrzeugen

Branchendaten (2024) zufolge nimmt die Verbreitung von Inrunner-BLDC-Motoren in Premium-E-Bikes und -Scootern zu:

• Globaler Markt für BLDC-Motoren für leichte Elektrofahrzeuge: 9,5 Mrd. USD im Jahr 2024, voraussichtlich 13,2 Mrd. USD bis 2028.
• Inrunner-Anteil im Premiumsegment: 38 % im Jahr 2024, voraussichtlich über 50 % bis 2028.
• Wichtige Wachstumstreiber: Wärmeleistung, kompaktes Design, Effizienz bei Hochgeschwindigkeitsmodellen.

Während Outrunner-BLDC-Motoren aufgrund ihrer Einfachheit und ihres hohen Drehmoments immer noch den Markt für erschwingliche Pendler-E-Bikes und -Roller dominieren, zeichnen sich Inrunner-BLDC-Motoren in anspruchsvollen Szenarien aus:

• Höhere Dauergeschwindigkeiten
• Bessere Kühlung in heißen Klimazonen
• Kompakte oder aerodynamische Rahmenintegration
• Erstklassige Laufruhe und Kontrolle

Für Hersteller, die leistungsstarke, zuverlässige und effiziente leichte Elektrofahrzeuge bauen möchten – insbesondere für den Stadt- und Flotteneinsatz – ist der Inrunner-BLDC oft die intelligentere Wahl.