Ein vollständiger Leitfaden für eBike-Akkus - erklärt

Das teuerste und risikoreichste Bauteil eines Elektrofahrzeugs ist der Akku. Bei E-Bikes und anderen LEVs (Light Electric Vehicles) können die Batteriekosten bis zur Hälfte des Gesamtpreises ausmachen.

Wenn der Akku nicht stark genug ist, kann das eBike nicht sehr weit fahren, bevor es wieder aufgeladen werden muss.

Da die Batterie eine so wichtige Rolle bei der Bestimmung des Preises und der Leistung eines eBikeWir haben diesen Artikel verfasst, um sowohl Verbrauchern als auch Händlern ein besseres Verständnis für eBike-Akkus zu ermöglichen, so dass sie entweder die Lebensdauer der Akkus verlängern oder die Verkaufszahlen durch die bereitgestellten Informationen erhöhen können.

Bevor wir mit dieser Diskussion beginnen, sollten wir uns ansehen, welche Begriffe und Messgrößen die Industrie verwendet, um Batterien zu definieren.

Terminologie für Batterien

Spannung

Die Differenz des elektrischen Potenzials zwischen zwei Orten ist das, was wir mit Spannung meinen. Jedes Elektron hat sein eigenes Energieniveau, wenn es die Box verlässt.

Um zu beschreiben, wie schnell sich Elektronen bewegen, wird die Spannung als Maß für die Geschwindigkeit verwendet.

Die Spannung eines E-Bike-Akkus liegt normalerweise zwischen 36 und 48 Volt.

Kapazität

Der Begriff "Batteriekapazität" bezieht sich auf die Menge an Ladung, die in der Batterie gespeichert werden kann. Sie ist die größte Energiemenge, die unter bestimmten Umständen aus einer Batterie entnommen werden kann, entweder in Wattstunden (Wh) oder in der komplexeren Maßeinheit Kilowattstunden oder Amperestunden (Ah) (Ahr).

Die Gesamtmenge der Elektronen, die wir aus einer Batterie gewinnen können, ist das wahre Maß für ihre Kapazität. Wenn es um die Reichweite und das Drehmoment Ihres Elektrofahrrads geht, ist der Ah-Wert Ihres Akkus wichtig.

Die Standardkapazität eines eBike-Akkus liegt zwischen 8 und 15 Ah.

Energie

Wattstunden (Wh) sind die Maßeinheit für die Gesamtenergiemenge der Batterie.

Im Gegensatz zur Spannung, die beschreibt, wie viel Energie jedes einzelne Elektron erzeugt, beschreibt die Wattstunde die Gesamtenergiemenge, die wir von allen Elektronen erhalten. Batterien werden in Wattstunden gemessen, einer Größe, die die Gesamtmenge an nutzbarer Energie angibt, die aus der Batterie als Ganzes gewonnen werden kann.

Multipliziert man die Spannung [V] der Batterie mit der Kapazität [Ah] der Batterie, erhält man die Wattstunden der Batterie.

Aus einer 36-Volt-Batterie mit 10 Amperestunden können insgesamt 360 Wattstunden Energie gewonnen werden. Um die doppelte Energie aus dieser Batterie zu gewinnen (720 Wh), kann man entweder die Kapazität (36V 20Ah) oder die Spannung (72V 10Ah) verdoppeln oder einen Mittelweg zwischen beiden wählen.

Es ist Zeit für ein paar abschließende Gedanken zu eBike-Akkus. Wenn dies in Kilowattstunden [kWh] angegeben wird, was einfach die Standard-Wh-Leistung geteilt durch 1.000 ist (720 Wh = 0,72 kWh), wird dies oft als Dezimalzahl angegeben.

Manche Leute bezeichnen die Wattstunden einer Batterie als ihre "Kapazität". Das ist im strengen Sinne nicht korrekt... Ein besserer Begriff wäre "Energiespeicherkapazität". Ampere-Stunden werden, wie oben erläutert, oft als "Kapazität" bezeichnet.

Batteriezelle

Batterien bestehen aus Zellen, den kleinsten Einheiten, die sich aus vier Hauptkomponenten zusammensetzen: Kathode, Anode, Elektrolyt und Separator. Die Leistung von Elektroautos hängt stark von den Eigenschaften der Batteriezelle ab.

Akku-Packs

Um die von Ihrem eBike-System benötigte Leistung zu erbringen, wird ein Akkupack aus mehreren kleineren, sorgfältig verpackten Akkus zusammengesetzt.

Wie bei den AA- und AAA-Zellen gibt es zwei Arten von Zellen: zylindrische (wie die AA- und AAA-Akkus) und prismatische (wie die in Ihrem Telefon). Bei eBike-Akkus ist der beliebteste Zellentyp die 18650.

BMS - Batterieüberwachungssystem

Lithium-Batterien sind leicht und langlebig, aber man muss sie innerhalb ihrer Grenzen verwenden. Wenn Sie möchten, dass Ihr Akkupack lange hält, brauchen Sie ein BMS (Battery Monitoring System). Es fungiert als Puffer zwischen dem Akku und den Stromleitungen und überwacht die Spannungen aller Zellen und in den meisten Fällen auch den Strom, der durch sie fließt. Das BMS sollte eingreifen, wenn irgendwelche Beschränkungen überschritten werden, indem es den Strom sicher abschaltet. Im Idealfall wird das BMS nichts weiter tun, als Sie abzuschalten, wenn Sie so lange fahren, bis Sie die gesamte Energie des Akkus verbraucht haben und die Zellen keinen Schaden nehmen.

E-Bike-Batterie-Kaufberatung: Worauf ist zu achten?

Preis

Bei den Batterien haben wir festgestellt, dass Kosten und Qualität Hand in Hand gehen. Letztendlich müssen Sie mehr Geld ausgeben, wenn Sie bei der Qualität Kompromisse eingehen wollen.

Produktdetails Vom Hersteller

Der Aufpreis für die hochwertigen Zellen von Panasonic, LG und Samsung ist eine lohnende Investition auf dem Batteriemarkt. Um auf Nummer sicher zu gehen, sollten Sie kein E-Bike von einem Verkäufer kaufen, der keine Informationen über den Zellenhersteller hat oder anbietet.

Zellchemie

Die besten Batterien für Elektrofahrräder sind Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ion). Blei-Säure-Batterien, die dreimal so schwer sind wie ihre Li-Ionen-Gegenstücke, sind jedoch wesentlich preiswerter.

Bei Lithium-Ionen-Batterien gibt es eine Vielzahl von Zellchemien zur Auswahl. Bei Elektromotorrädern sind die drei gängigsten Batterien NMC, LCO und LI-FePO4 (Lithium-Eisen-Phosphat) (LFP).

Größe, Gewicht und Form

Bei der Auswahl eines Rucksacks sollten Sie diese drei Faktoren berücksichtigen. Wenn er nicht passt und zu schwer ist, werden Sie ihn auf dem Fahrrad nicht genießen können. Wenn Sie nach einem Rucksack suchen, der alles hat, was Sie brauchen, werden Sie wahrscheinlich enttäuscht sein.

Um den Akku nicht tragen oder auf einem Fahrradständer oder einer Treppe unterbringen zu müssen, machen viele eBiker den Fehler, einen großen Akku zu wollen. Das ist in Ordnung, solange Sie ihn nicht an Ihrem Fahrrad befestigen müssen.

Wir haben festgestellt, dass der Schlüssel zu einer perfekten Konfiguration darin besteht, das kleinste und leichteste Akkupaket zu finden, das den Anforderungen entspricht. Ein Akkupack mit doppelt so viel Energie wie Sie benötigen, mag zwar eine kluge Idee sein, kann sich aber selbst auf den längsten Reisen als nachteilig erweisen.

Position der Batterie

Der Akku eines eBikes kann schwierig zu installieren sein. Aufgrund der vielen Möglichkeiten wurden einige Akkus zwischen den Rädern platziert, was eine größtmögliche Gewichtsverteilung und einen hohen Fahrerkomfort bietet, während andere auf einem Gepäckträger oder in einer Satteltasche untergebracht wurden, was zwar praktisch ist, sich aber nachteilig auf das Fahrverhalten auswirken kann. Form und Gewicht sind hier die entscheidenden Faktoren!

Die besten eBike-Akkus werden unserer Meinung nach aus Panasonic-, LG- oder Samsung-Zellen mit LFP- oder NMC-Chemie hergestellt.

Arten von eBike-Akkus

Hier sind einige Optionen, die Sie in Betracht ziehen sollten:

BLEI(GEL)BATTERIEN

Es dauert etwa acht bis zehn Stunden, bis eine leere Batterie wieder vollständig aufgeladen ist. Diese Zeitspanne hat sich im Laufe der Zeit verkürzt, da die Menschen sich der Gefahren von Bleibatterien bewusst geworden sind.

Außerdem haben Bleibatterien aufgrund der Qualität der verwendeten Verbindungen eine geringere Kapazität und niedrigere Herstellungskosten.

LITHIUM-IONEN-AKKU (LI-ION)

Lithium-Ionen-Batterien, die heute auf dem Markt am weitesten verbreitet sind, finden sich in neueren oder neuesten Elektromotorrädern.

Daher sind Lithium-Ionen-Batterien die leichtesten und energiereichsten Batterien auf dem Markt und haben daher die größtmögliche Reichweite und Lebensdauer.

LIFEPO4

Lithium-Eisen-Phosphat (LiFePO4) kann aufgrund seines weiten Temperaturbereichs in einer Vielzahl von Anwendungen und bei jedem Klima eingesetzt werden. Die Verwendung dieses Batterietyps hat mehrere Vorteile: längere Lebensdauer, Ladeeffizienz und Wartungsfreiheit sowie die Tatsache, dass er schnell aufgeladen werden kann.

Obwohl sie noch relativ neu auf dem Markt sind, stellen sie aufgrund ihrer langen Lebensdauer eine hervorragende langfristige Investition dar.

Angebot an eBike-Akkus

Die Reichweite eines Akkus wird durch die Energiemenge bestimmt, die er enthält und in Wattstunden (Wh) ausgedrückt.

Die Batteriekapazität in Amperestunden wird mit der Batteriespannung in Volt multipliziert, um die Wattstunden zu erhalten.

Nehmen wir an, dass für eine Meile im Durchschnitt 30Wh Energie benötigt werden.

12 Meilen pro Ladung ist das, was Sie mit einer 10Ah, 36V Batterie erwarten können.

Ein Beispiel: 10Ah x 36V = 360Wh, was einer Fahrleistung von 12 Meilen entspricht.

Um eine genauere Vorstellung zu erhalten, ziehen Sie 15% von der vom Hersteller empfohlenen Reichweite ab und verwenden Sie diesen überhöhten Wert als Ihre wahre Reichweite.

Die Lebensdauer eines eBike-Akkus

Die meisten Batterien für Elektrofahrräder halten zwischen drei und fünf Jahren, bevor sie ausgetauscht werden müssen. Akkus hingegen verschlechtern sich mit der Zeit, da sie ständig aufgeladen werden müssen. Je häufiger Sie ein eBike benutzen, desto häufiger muss der Akku aufgeladen werden. Dieser Vorgang wird als Ladezyklus bezeichnet.

Darüber hinaus gibt es eine Reihe von Faktoren, die sich auf die Lebensdauer einer Batterie auswirken können, z. B. wie oft die Batterie aufgeladen wird:

• Betriebsbedingungen: Lade- und Entladetemperaturen
• Batterieladegeschwindigkeit: die Geschwindigkeit, mit der Ihre Batterie geladen wird
• Spannung während des Ladevorgangs: die Spannung des Akkus während des Ladevorgangs
• Entladungstiefe (DoD): Dies ist die Spannung, mit der die Batterie entladen wurde.

Die Hersteller neigen auch dazu, ihre Batterien zu hoch einzuschätzen, indem sie z. B. versprechen, dass manche Batterien mindestens 1.000 Mal wieder aufgeladen werden können. Die wenigsten von ihnen würden jedoch die tatsächlichen Testdaten angeben.

So können Sie die Lebensdauer Ihres E-Bike-Akkus verlängern

Der schnellste Weg, Ihren Akku zu zerstören, ist, ihn in einem heißen Auto zu lassen, während er geladen wird. Wenn es draußen 80 Grad heiß ist, ist es eine gute Idee, das E-Bike in eine kühlere Umgebung zu bringen und den Akku so schnell wie möglich zu entladen. Um eine Explosion zu vermeiden, sollten Sie Ihre Akkus nie in der Nähe von Heizgeräten wie Heizkörpern oder Boilern aufbewahren.

Laden Sie Ihren Akku möglichst bei Raumtemperatur auf.

Je langsamer die Ladegeschwindigkeit, desto besser ist es, wenn Sie ein E-Bike-Ladegerät suchen. Das Laden Ihres Akkus mit 14 Ah/2 Ampere = 7 Stunden bedeutet, dass Sie ein 2-Ampere-Ladegerät und einen 14-Ah-Akkupack haben. Sie können davon ausgehen, dass Ihr Akku mit dieser schonenden, moderaten Ladung länger hält. Vermeiden Sie eine kürzere Ladezeit als zwei Stunden für eine volle Ladung.

Wenn es darum geht, den idealen Akku für Ihr E-Bike zu finden, gibt es eine Menge zu beachten, und es gibt nicht nur eine Antwort. Dennoch, wenn ich jetzt nach einem E-Bike-Akku suchen würde, würde ich auf Folgendes achten: Wenn Sie den Akku über einen längeren Zeitraum nicht benutzen, ist es am besten, ihn bei etwa einem Drittel seiner vollen Ladung zu halten, egal ob es sich um einen NMC oder einen LFP handelt.

Wasser und Strom vertragen sich nicht. Mit anderen Worten: Wenn Sie Ihr Fahrrad reinigen wollen, nehmen Sie zuerst die Batterie heraus. Vergewissern Sie sich, dass der Lappen richtig ausgewrungen ist, um die Batterie zu reinigen, und trocknen Sie sie dann umgehend mit einem neuen Tuch ab, falls sie während der Fahrt schmutzig wird. Die Batterie sollte niemals in eine Flüssigkeit getaucht werden.

Wie lange hält ein voll aufgeladener eBike-Akku?

Wie lange Sie mit einer vollen Ladung eines eBike-Akkus fahren können, hängt von der Art Ihres Akkus ab. Auch die Leistung Ihres eBikes spielt eine Rolle bei der Frage, wie weit Sie fahren können.

Es gibt eine Reihe von Faktoren, die sich darauf auswirken können, wie lange Sie mit einer einzigen Ladung eines eBike-Akkus fahren können. Die Ladedauer Ihres E-Bike-Akkus hängt von einer Reihe von Faktoren ab, unter anderem von den folgenden:

• Größe des Akkus
• Alter der Batterie
• Einstellungen für Gaspedal und Tretunterstützung
• Auswahl des Gangs

Wie entscheiden Sie sich für einen festen oder abnehmbaren eBike-Akku?

Die Vorteile der Verwendung einer festen Batterie

Dieser Batterietyp ist ideal für diejenigen, die ein schlankeres Fahrrad bevorzugen.

Diese Batterien machen die Fahrräder leichter, was immer ein Pluspunkt ist.

Außerdem sind sie eine gute Wahl, wenn Sie Ihr Fahrrad in einem warmen (aber nicht heißen) Raum oder einer Garage aufbewahren, die nahe genug an einem Ladegerät liegt.

Die Nachteile der Verwendung einer festen Batterie

Das Fahrrad muss Sie immer begleiten, wenn Sie es aufladen wollen.

Vorteile einer abnehmbaren Batterie

Die Batterie kann in Sekundenschnelle ausgetauscht werden, ohne dass man warten muss, bis das Fahrrad aufgeladen ist.

Sie sind kompakter, schneller zu ersetzen und billiger.

Finale Toughts

Wie Motor und ControllerDer Akku ist einer der drei Hauptbestandteile eines eBikes und bestimmt, wie lange Ihr Fahrrad mit einer einzigen Ladung fahren kann. Es gab schon immer einen Kompromiss zwischen der Reichweite und der Leistung. Je mehr Leistung Ihr eBike hat, desto geringer ist die Reichweite.

Fragen Sie sich, wann und wo Sie das eBike einsetzen werden, bevor Sie eine Kaufentscheidung treffen. Das wird sich als nützlich erweisen und Ihnen helfen, eine Menge Geld zu sparen, indem Sie sich für einen relativ kleineren Akku mit einer Reichweite von 15 bis 20 Meilen entscheiden, statt für 30 bis 50 Meilen, die Sie im täglichen Pendlerverkehr wahrscheinlich nie erreichen werden.