Akkus für E-Bikes
Gemeinsam mit dem Motor bildet der Akku das Herzstück eines jeden E-Bikes. Der Akku versorgt den Motor mit Energie, die für den zusätzlichen Antrieb beim Fahren notwendig ist. Deshalb sollte man sich vor dem Kauf eines E-Bikes nicht nur umfassend über die verschiedenen Motoren, sondern auch über die Akku-Typen informieren, die sich in Handhabung und Reichweite deutlich unterscheiden können.
Akkutechnik – das solltest du über E-Bike Akkus wissen
Die Qualität der Akkus ist bei namhaften Herstellern von E-Bike-Antrieben wie zum Beispiel Bosch, Shimano oder Yamaha durchweg hoch. Die mögliche Kapazität reicht dabei häufig von etwa 400 bis 750 Wattstunden. Für eine Entscheidung ist der geplante Einsatzzweck relevant, denn sobald höhere Anforderungen an die Reichweite gestellt werden, sollte die größtmögliche Kapazität gewählt werden. Mittlerweile sind Akkus mit 500 Wattstunden der Standard, da sie in der Regel für die meisten E-Trekking- und E-Citybikes ausreichen. Mehr Kapazität ist immer dann notwendig, wenn man regelmäßig längere Touren plant oder viele Höhenmeter – beispielsweise mit einem E-Mountainbike – zurücklegen will. Mit einem größeren Akku steigt allerdings auch immer das Gewicht eines E-Bikes, weshalb „mehr“ hier nicht automatisch besser ist.
Was bestimmt die Kapazität eines Akkus?
Die kapazitiven Eigenschaften eines Akkus werden durch die elektrische Spannung „Volt“ (V), die Ladungsmenge „Amperestunden“ (Ah) und der daraus resultierenden gespeicherten elektrischen Energie „Wattstunden“ (Wh) bestimmt. Die Kapazität eines Akkus (Wh) ergibt sich demnach aus der Formel: Wh = V * Ah.
Das heißt: Je mehr Wattstunden (Wh) ein Akku aufweist, desto leistungsstärker ist er. Um unterschiedliche Akkus effektiv zu vergleichen, sollte man daher nicht auf die Amperestunden (Ah), sondern auf die Wattstunden (Wh) achten.
Beispiel Bosch Powerpack 500: 36V x 13,4 Ah ≈ 500 Wattstunden
Welcher E-Bike-Akku eignet sich für mich?
Neben der möglichen Kapazität unterscheiden sich die E-Bike-Akkus auch in der Handhabung. Die Position des E-Bike-Akkus beeinflusst maßgeblich den Schwerpunkt und somit das Fahrverhalten des E-Bikes. Bei der Wahl des richtigen E-Bikes spielt der verbaute Akku also eine wichtige Rolle. Hier eine Übersicht der drei verschiedenen E-Bike-Akku-Systeme, wie sie unter anderem bei Bosch eBike Systems erhältlich sind:
1. Gepäckträger-Akku:
Die Gepäckträger-Variante mit 400 bis 500 Wattstunden Kapazität ist bei komfortablen City-E-Bikes beliebt, da der Akku sich aufgrund ihrer hohen Position besonders einfach entnehmen lässt und auch Rahmen mit großzügigem Tiefeinstieg möglich sind. Aufgrund der einfachen Konstruktion ist diese Option besonders bei preisgünstigen E-Bikes beliebt.
2. Rahmen-Akku:
Der Klassiker bei den Trekking-E-Bikes ist der aufgesetzte Powerpack-Akku mit einer Kapazität von bis zu 725 Wattstunden, welcher meist auf dem Unterrohr oder am Sattelrohr seinen Platz findet. Dieses System verbessert die Gewichtsverteilung enorm, da der Akku im Vergleich zur Gepäckträger-Variante deutlich mittiger im Rahmen platziert werden kann, wobei sich das Entnehmen des Akkus weiterhin sehr einfach gestaltet.
3. Intube- oder Powertube-Akku:
E-Bikes mit in den Rahmen integrierten Akkus bieten aufgrund des tieferen Schwerpunkts bestmögliche Fahreigenschaften und mit einer Kapazität von bis zu 750 Wattstunden (wie bei dem neuen Bosch Smart System) auch die größtmögliche Reichweite. Diese Variante ist besonders bei sportlichen E-Mountainbikes und E-Trekkingbikes beliebt – nicht zuletzt wegen ihrer aufgeräumten Optik. Allerdings haben die massiven Rahmen mit sogenannten Powertube- oder Intube-Akkus teilweise mehr Gewicht und auch das Ein- und Ausbauen kann unter Umständen etwas aufwändiger sein.
4. Dual Battery
Für besonders anspruchsvolle Einsatzgebiete wie etwa E-Lastenräder oder Langstrecken-Touren bietet Bosch eBike Systems die Möglichkeit zwei Akkus als „DualBattery“ zusammenzuschalten. Auf diese Weise können die 400er- und 500er-Powerpacks als auch die 500er und 625er-Powertubes miteinander kombiniert werden.
Welche Lebensdauer hat ein E-Bike-Akku?
Lithium-Ionen-Akkus haben nicht nur eine hohe Energiedichte, sondern auch eine hohe Lebensdauer von etwa 500 bis 1.000 Ladezyklen. Dabei ist zu beachten, dass der Akku in der Praxis häufig nur zum Teil geladen wird. Wenn der Akku beispielsweise zweimal von 50 auf 100 % geladen wird, ergeben erst beide Teilladungen einen kompletten Ladezyklus. Nach 500 bis 1000 Ladezyklen sind die Akkus aber keinesfalls defekt, sondern besitzen meist noch über die Hälfte ihrer ursprünglichen Kapazität. Auch in der Praxis können wir bestätigen, dass wir in unseren Werkstätten häufig Inspektionen und Wartungsarbeiten an E-Bikes durchführen, deren Akkus auch nach 3 bis 5 Jahren noch eine ausreichende Kapazität besitzen.
Wovon hängt die Reichweite des E-Bike-Systems ab?
Nicht nur die Akkukapazität ist ein wichtiger Faktor für die Entfernung, welche mit Motorunterstützung zurückgelegt werden kann. Wichtig ist aber auch der gewählte Unterstützungsmodus und die externen Faktoren, die sich entscheidend auf die mögliche Reichweite auswirken. Hier die Faktoren und mögliche negative Auswirkungen im Überblick:
Streckenprofil und Umwelteinflüsse:
- Gegenwind oder viele Steigungen beziehungsweise Höhenmeter erhöhen den Energieverbrauch des Motors.
Reifenprofil und Reifendruck:
- Ein grobes Profil wie beim E-MTB oder ein zu niedrigerer Reifendruck sorgen für einen erhöhten Rollwiderstand. Den (für dein Fahrrad) minimalen und maximalen Reifendruck findest du auf der Reifenflanke. Mehr Informationen erhältst du hier: Tipps zur Wartung und Pflege.
Zuladung und Gewicht:
- Das Systemgewicht (E-Bike, Fahrer/-in und Gepäck) hat ebenfalls einen direkten Einfluss auf den Energieverbrauch.
Fahrweise und Trittfrequenz:
- Das Anfahren in großen Gängen ist mit Motorunterstützung zwar möglich, kostet aber ebenfalls mehr Energie. Mit einer Trittfrequenz, auch Kadenz genannt, im Bereich ab etwa 60 Kurbelumdrehung pro Minute arbeiten die E-Bike-Motoren am effizientesten. Häufiges (Runter-)schalten, insbesondere an Steigungen oder beim Anfahren, kann die Reichweite daher um einige Kilometer erhöhen.
Für die anschauliche Berechnung einer ungefähren Reichweite von E-Bikes mit Bosch-Antrieb, kann man den Bosch E-Bike Reichweitenassistent nutzen.
Zum Bosch E-Bike Reichweiten-Rechner
Was zeichnet einen modernen E-Bike-Akku aus?
Dank der ausgereiften Batterie-Management-Systeme (BMS) kann man bei den Ladevorgängen mit dem Original-Ladegerät kaum etwas falsch machen. Das oft empfohlene „Einfahren“ des Akkus, indem man den Akku komplett leer fährt, ist nicht notwendig. Für die maximale Lebensdauer des E-Bike-Akkus sollte man aber ein paar Punkte in Bezug auf Lagerung und Temperatur beachten.
Was sollte man bei der Lagerung und Pflege des E-Bike-Akkus beachten?
Bei längerer Nichtbenutzung sollte der Akku auf 30 bis 60 Prozent aufgeladen bei einer Raumtemperatur von 10 bis 20 Grad gelagert werden. Da sich die Akkus mit der Zeit langsam entladen, sollte der Akku alle zwei Monate überprüft und gegebenenfalls nachgeladen werden. Die Lithium-Ionen-Zellen mögen es nicht, großer Hitze oder Kälte ausgesetzt zu sein. Im Hochsommer sowie bei Temperaturen um den Gefrierpunkt sollte der Akku mit in die Wohnung oder ins Büro genommen werden. Auch das Laden sollte im Idealfall bei der genannten Raumtemperatur erfolgen.
Wie lange hält ein E-Bike Akku?
Die Lebensdauer eines Akkus hängt stark von seiner Beanspruchung und Pflege ab. Erfahrungsgemäß ist die Lebensdauer aber durchweg hoch. Viele E-Bike Akkus halten 5 Jahre oder mehr durch. Der Hersteller Bosch eBike Systems geht beispielsweise nach 500 Vollladungen noch von einer Restkapazität von 60 bis 70 Prozent aus. Bei einem Test durch den ADAC konnte ein Bosch E-Bike Akku sogar über 1.500 Vollladezyklen (von auf 0 auf 100 Prozent) standhalten. Theoretisch wäre mit diesem Akku also eine Fahrleistung von etwa 57.000 Kilometern möglich gewesen.
Was kostet das Aufladen eines E-Bike Akkus?
Für die vollständige Ladung eines 500 Wattstunden starken Akkus kann man bei einem durchschnittlichen Strompreis von etwa 40 Cent pro Kilowattstunde (kWh) ungefähr 20 Cent einplanen (Stand April 2022).
