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So laden Sie einen E-Bike-Akku wissenschaftlich auf und verlängern seine Lebensdauer

Januar 30, 2024

Wenn Sie letztes Jahr ein Elektrofahrrad (E-Bike) gekauft haben, besitzen Sie wahrscheinlich einen der am schnellsten wachsenden Fahrradtypen in den Vereinigten Staaten. Im Jahr 2021 übertrafen die E-Bike-Verkäufe die der traditionellen Rennräder und machten sie zur drittgrößten Kategorie auf dem Fahrradmarkt. E-Bikes, ausgestattet mit einem leichten Motor, bieten leistungsstarke Unterstützung bei unterschiedlichen Fahrbedingungen, insbesondere beim Pendeln und bei Besorgungen.


Das Herzstück von E-Bikes ist ein robuster Lithium-Akku. Die ordnungsgemäße Wartung dieser Batterie ist entscheidend für eine optimale Reichweite und eine Verlängerung ihrer Lebensdauer.


So laden Sie einen E-Bike-Akku auf, um die besten Ergebnisse zu erzielen:


Grundlagen des sicheren Ladens


Kunal Kapoor, Qualitätsmanager für E-Bike-Motoren beim führenden Zulieferer Bosch, betont, wie wichtig es ist, zum Laden des Akkus ein geeignetes Indoor-Ladegerät zu verwenden und gleichzeitig sicherzustellen, dass das E-Unterstützungssystem ausgeschaltet ist. Obwohl E-Bike-Motoren, Akkus und Verkabelung witterungsbeständig sind, sind Ladegeräte nicht für den Einsatz im Freien geeignet.


Bei modernen Lithiumbatterien sorgt das Batterieüberwachungssystem des Ladegeräts dafür, dass die Innentemperatur optimal ist, bevor der Ladevorgang bei Bedarf gestartet und unterbrochen wird. Markenfremden Ladegeräten fehlen selbst bei gleicher Nennleistung die umfassenden Funktionen eines Batteriemanagementsystems. Bei der Verwendung solcher Ladegeräte besteht die Gefahr von Kurzschlüssen und Bränden.


Obwohl die Wahrscheinlichkeit von Batteriekurzschlüssen, die zu Bränden führen, gering ist, ist es ratsam, die Batterie während des Ladevorgangs nicht unbeaufsichtigt zu lassen. Unabhängig davon, ob der Akku am Fahrrad montiert oder abgenommen geladen wird, ist es wichtig, ihn nicht auf brennbaren Oberflächen oder in der Nähe potenzieller Brandgefahren, wie z. B. Ersatzbenzinbehältern in einer Garage, abzulegen. Wenn Sie sich für ein günstigeres E-Bike mit Motoren und Akkus anderer Hersteller entscheiden, stellen Sie sicher, dass der Akku und das Ladegerät die UL 2849-Zertifizierung von Underwriters Laboratories tragen, einem Standard für sichere Stromversorgungssysteme und Akkuladung von E-Bikes.


Optimierung der Batteriereichweite und -lebensdauer


Es ist wichtig, die Prinzipien hinter Reichweite und Lebensdauer zu verstehen. Die Reichweite bezieht sich auf die Laufzeit – die mit einer einzigen vollen Ladung zurückgelegte Strecke, normalerweise angegeben in Meilen. Selbst mit demselben Fahrrad kann die Reichweite je nach Faktoren wie Gelände und Beladung variieren. Die Lebensdauer hingegen bezeichnet die Anzahl der Entlade- und Ladezyklen, die eine Batterie durchlaufen kann, bevor es zu einem erheblichen Kapazitätsverlust kommt.


E-Bike-Batterien haben in der Regel eine Benchmark-Lebensdauer von etwa 500 vollständigen Entlade-/Aufladezyklen, was einer normalen Nutzung von 3 bis 5 Jahren entspricht. Kapoor weist darauf hin, dass eine stärkere Abhängigkeit vom Motor, insbesondere die kontinuierliche Verwendung der Boost- oder Turbo-Modi, die Entlade- und Wiederaufladezyklen beschleunigt und die Lebensdauer der Batterie verkürzt. Ein weiterer, weniger offensichtlicher Faktor ist die Trittfrequenz. Der Wirkungsgrad der meisten E-Bike-Motoren liegt zwischen 70 und 90 Umdrehungen pro Minute (U/min). Eine zu schnelle oder zu langsame Trittfrequenz kann die Effizienz verringern, ähnlich dem Konzept des „Motorschleppens“ bei Automobilen. Es wird empfohlen, ein geeignetes Übersetzungsverhältnis zu wählen, um eine optimale Trittfrequenz von 70–90 U/min aufrechtzuerhalten.


Häufige Fehler, die zu Batterieschäden führen


Bei der Anschaffung eines neuen E-Bikes empfiehlt es sich, den Akku vor der ersten Fahrt vollständig aufzuladen, insbesondere wenn er längere Zeit nicht genutzt wurde. Eine vollständige Entladung des Akkus kann zu dauerhaften Schäden führen und dazu führen, dass er seine ursprüngliche Kapazität nicht mehr erreicht. Wenn das Fahrrad wochenlang oder länger nicht benutzt wird, lagern Sie es drinnen oder lagern Sie den Akku zumindest in einer trockenen Umgebung mit Raumtemperatur und halten Sie die Akkuladung zwischen 30 % und 60 %. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit einer Tiefentladung minimiert, die den Akku schädigen kann. Vermeiden Sie es, den Akku über einen längeren Zeitraum angeschlossen zu lassen, da unnötige Ladezyklen die Kapazität verringern können.


Bei längerem Nichtfahren empfiehlt es sich, den Batteriestand monatlich zu überprüfen und ihn aufzuladen, wenn er unter 30 % fällt. Im Gegensatz zu einigen anderen Batterietypen sind Lithiumbatterien weniger von kaltem Wetter betroffen und eine geringere Reichweite macht sich möglicherweise nur bei extrem kalten Bedingungen bemerkbar. Allerdings kann die Lagerung von Lithiumbatterien unter dem Gefrierpunkt die Kathode beschädigen und zu einer verminderten Kapazität führen. Darüber hinaus sollten hohe Temperaturen vermieden werden, da übermäßige Hitze Batteriekomponenten beschädigen und in extremen Fällen zu einem thermischen Durchgehen führen kann, einem Zustand, in dem sich die Batterie unkontrolliert selbst erhitzt und möglicherweise einen Brand verursacht.


Außerdem ist es nicht notwendig, den Akku nach jeder Fahrt aufzuladen. Auch wenn ein vorbeugendes Laden des Akkus sinnvoll erscheint, kann es mit der Zeit zu einer Beschleunigung der Kapazitätsverschlechterung führen. Wenn Ihre tägliche Fahrt beispielsweise nur einen Bruchteil der vollen Reichweite des Akkus abdeckt, müssen Sie den Akku trotz sorgfältiger Akkupflege möglicherweise nur alle 3 bis 4 Tage aufladen. Bedenken Sie, dass eine verringerte Kapazität ein wichtiger Indikator für den Batteriezustand ist. Wenn die Reichweite auf 70 % oder weniger der ursprünglichen Kapazität sinkt, ist es möglicherweise an der Zeit, einen Batteriewechsel in Betracht zu ziehen. Während eine verringerte Kapazität kein Sicherheitsrisiko darstellt, ist der Kauf eines Ersatzakkus von seriösen Marken von entscheidender Bedeutung. Stellen Sie immer sicher, dass Akku und Ladegerät ein kompatibles Paar sind.


Auch wenn ein Brand selten vorkommt, ist schnelles Handeln unerlässlich. Sollte der Akku während des Ladevorgangs überhitzen, trennen Sie sofort das Ladegerät. Platzieren Sie die Batterie idealerweise in einem Metallbehälter, z. B. einem mit Sand gefüllten Eimer, entfernt von brennbaren Materialien. Wenn die Umstände es zulassen, wenden Sie sich an den Rettungsdienst und geben Sie an, dass es sich um einen Lithiumbatteriebrand handelt, der einen anderen Brandbekämpfungsansatz erfordert als herkömmliche Brände. Vermeiden Sie die Verwendung von Wasser bei einer brennenden Lithiumbatterie, da es mit Lithium unter Bildung von Wasserstoff, einem leicht entzündlichen Gas, reagiert. In solchen Situationen kann ein Feuerlöscher hilfreich sein.


Abwicklung von Reparaturen und Entsorgung von E-Bike-Akkus


Es wird dringend davon abgeraten, einen beschädigten Akku zu reparieren oder dies von jemand anderem durchführen zu lassen, auch wenn einige Anleitungen darauf hinweisen, dass dies möglich ist. Lithiumbatterien in E-Bikes verwenden standardmäßige 18650-Zellen, die in verschiedenen Produkten, einschließlich Elektrofahrzeugen, weit verbreitet sind. Diese Zellen unterscheiden sich in ihrer chemischen Zusammensetzung, Kapazität und Stromstärke und stellen bei unsachgemäßer Handhabung ein Brandrisiko dar. Wenn eine neue Batterie benötigt wird, empfiehlt es sich, eine zu kaufen, anstatt eine Reparatur durchzuführen. Seriöse E-Bike-Händler, die Markenräder vertreiben, können Ersatzakkus direkt bestellen. Die Preise variieren je nach Batteriegröße und Marke, aber die Kosten für eine neue Batterie liegen normalerweise zwischen 400 und 800 US-Dollar. Händler bieten möglicherweise auch einen Recyclingservice für Altbatterien an.


Das Batterierecycling ist von entscheidender Bedeutung, da auch gebrauchte Batterien zu neuen wiederaufbereitet werden können, wodurch die Energiekosten und die Umweltbelastung im Vergleich zur Herstellung von Batterien aus Rohstoffen gesenkt werden. Die Entsorgung von Lithiumbatterien auf Mülldeponien birgt Brandgefahr und kann giftige Metalle und andere Chemikalien in den Boden und die Luft auslaugen.


Auch wenn ein Brand selten auftritt, ist sofortiges Handeln von entscheidender Bedeutung. Trennen Sie das Ladegerät, wenn der Akku während des Ladevorgangs überhitzt, und legen Sie den Akku in einen Metallbehälter, entfernt von brennbaren Materialien. Wenn möglich, wenden Sie sich an den Rettungsdienst und geben Sie an, dass es sich um einen Lithiumbatteriebrand handelt, der einen speziellen Brandbekämpfungsansatz erfordert. Vermeiden Sie die Verwendung von Wasser, da es mit Lithium reagiert und brennbares Wasserstoffgas erzeugt. In solchen Situationen kann ein Feuerlöscher hilfreich sein.


Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ordnungsgemäße Ladepraktiken und regelmäßige Wartung unerlässlich sind, um die Reichweite und Lebensdauer des Akkus Ihres E-Bikes zu maximieren. Das Befolgen der Sicherheitsrichtlinien und das Bewusstsein potenzieller Risiken können ein sicheres und angenehmes E-Bike-Erlebnis gewährleisten.


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