Was Sie über die Batterie eines Elektrofahrrads wissen sollten

Qualität und Kapazität der E-Bike-Batterie spielen eine entscheidende Rolle für die Leistung eines Elektrofahrrads und bestimmen, wie weit Sie damit fahren können.Spannung (Volt): Misst die Geschwindigkeit, mit der sich die Elektronen durch ein System bewegen; eine höhere Spannung bedeutet eine schnellere Bewegung, oft bekannt unter dem Spitznamen Watt.Kapazität: Berechnet, wie viel Energie über einen bestimmten Zeitraum abgegeben werden kann, oft gemessen in Wattstunden (Wh). Je mehr Energie Ihre Batterie enthält, desto länger ist sie haltbar.

Lithium-Ionen

Lithium-Ionen-Batterien sind die Standard-Energiespeicher der meisten Elektrofahrräder. Die Ladezeit beträgt in der Regel zwischen drei und vier Stunden und bietet eine beeindruckende Reichweite. Außerdem ist ihre Selbstentladungsrate viel geringer als die anderer Batterietypen. Dennoch stellen diese Lithium-Ionen aufgrund der Reaktivität zwischen den Zellen ein potenzielles Brandrisiko dar, das zu Explosionen führen kann; eine Möglichkeit, diese Gefahren zu verringern, wäre die Verwendung eines Ladegeräts, das mit der Kennzeichnung der Underwriters Laboratories Inc (UL) zertifiziert ist.

Ihr Lithium-Ionen-Akku für Ihr E-Bike besteht aus zwei leitenden Elektroden, einer positiven und einer negativen. Jede ist in eine Elektrolytlösung aus Lithiumsalz getaucht. Trennschichten schützen die Zellen vor Kurzschlüssen; Anoden bestehen aus Materialien wie Nickel oder Kobalt, während als Kathoden natürliche Graphitelektroden mit hoher Energiedichte verwendet werden.

Moderne Lithiumbatterien bestehen aus einer Kombination von Metallen und Nichtmetallen. Eine beliebte Lithium-Ionen-Zelle ist die Nickel-Mangan-Kobalt-Zelle (NMC). Bei dieser Kombination werden Nickel und Mangan als Kathodenmaterial und Kobalt als Anodenmaterial verwendet; beide Materialien sind hochreaktiv, aber sicherer als metallisches Lithium. Die Lithium-Ionen-Technologie ist seit mehr als zwei Jahrzehnten auf dem Markt und dient als Energiequelle für viele E-Bikes.

Seit Beginn der Pandemie hat die Popularität von E-Bikes stetig zugenommen - obwohl sie immer noch nur einen winzigen Teil des gesamten Pendlerverkehrs in New York City ausmachen. Sie bieten jedoch große Vorteile gegenüber Autos: Sie sind billiger im Betrieb und verursachen keine Umweltverschmutzung.

Leider können E-Bike-Akkus, die E-Bikes antreiben, gelegentlich aufgrund von thermischem Durchgehen Feuer fangen, eine ungünstige Kettenreaktion, die zu Explosion und Feuer führt. Akkus von schlechter Qualität - die immer häufiger auf dem Markt zu finden sind - sind besonders anfällig für dieses Schicksal.

Um dieses Problem zu vermeiden, sollten Sie Batterien mit einer geschätzten Lebensdauer von mindestens 20 Jahren wählen. Länger haltbare Batterien sind umweltfreundlicher und tragen dazu bei, dass weniger Batterien auf dem Friedhof landen, und bieten gleichzeitig eine größere Chance für das Recycling. Die Wahl von wiederaufladbaren Optionen wäre ebenfalls von großem Vorteil.

Blei-Säure

Wenn Sie auf der Suche nach einer Batterie für Ihr Elektrofahrrad sind, die zuverlässige Leistung bietet und gleichzeitig langfristig erschwinglich ist, könnten Blei-Säure-Batterien die ideale Lösung für Sie sein. Sie gelten seit langem als die erste Wahl, aber es gibt ein paar wichtige Punkte, die Sie beachten sollten, bevor Sie Ihre Kaufentscheidung treffen.

In erster Linie ist es wichtig zu wissen, dass Blei-Säure-Batterien keine regelmäßige Wartung benötigen. Sie haben eine schnelle Entladungsrate, die bei Nichtgebrauch schnell Energie verbraucht, und eine schlechtere Leistung bei kalten Temperaturen; außerdem können ihre Lebensdauer und Kapazität begrenzt sein.

Blei-Säure-Batterien brauchen sehr lange, um aufgeladen zu werden; einige Typen brauchen sogar über 24 Stunden! Wenn Sie regelmäßig mit einem Elektrofahrrad unterwegs sind, könnte dies zu einer Unannehmlichkeit werden; glücklicherweise bieten Schnellladebatterien jedoch eine Lösung.

Eine ventilgeregelte Blei-Säure-Batterie (VRLA) bietet eine Alternative zu herkömmlichen Blei-Säure-Batterien. Sie enthalten ein versiegeltes Elektrolytsystem und ein Überdruckventil zum Schutz vor Auslaufen oder Explosion sowie ein geringeres Überhitzungsrisiko und minimale Wartungsanforderungen.

Bleibatterien werden häufig in kleinen elektronischen Geräten wie Taschenlampen und Kameras verwendet. Sie eignen sich auch für größere Systeme, die viel Strom benötigen, wie z. B. Solarzellen und Windturbinen. Blei-Säure-Batterien sind zwar teuer, halten aber in der Regel länger und sind zuverlässiger als ihre Alternativen.

Nickel-Cadmium-Batterien bieten mehr Kapazität pro Pfund als Blei-Säure-Batterien, ein wichtiger Aspekt beim Kauf eines E-Bikes. Leider sind sie jedoch teurer und enthalten gefährliche Elemente wie Kadmium, die das Recycling erschweren und potenziell gefährlich für unsere Umwelt sind.

Lithiumbatterien haben eine höhere Energiedichte als andere wiederaufladbare Batterien, was bedeutet, dass sie mehr Energie in einem kleineren Gehäuse speichern können. Darüber hinaus haben Lithiumzellen eine ausgezeichnete thermische Belastbarkeit und behalten im Vergleich zu anderen Akkus eine höhere Spannung - sogar bis zu 4,2 V, wodurch sie sich für den Pendlerverkehr und lange Fahrten eignen.

Nickel-Metall-Hydrid

Nickel-Metallhydrid-Batterien (NiMH) sind zwar teurer als Lithium-Polymer- oder Kobalt-Batterien, bieten ihnen gegenüber aber mehrere entscheidende Vorteile: Sicherheit, hohe Entladeströme und eine längere Lebensdauer als Blei-Säure-Batterien. Leider können NiMH-Batterien jedoch nicht mit den schnellen Ladezeiten oder der Haltbarkeit von Lithium-Ionen-Batterien mithalten, ihre Leistung verbessert sich nicht bei kalten Temperaturen und sie haben eine höhere Selbstentladungsrate, weshalb sie für Elektrofahrräder ungeeignet sind.

Die Kapazität einer E-Bike-Batterie misst die Menge an elektrischer Energie, die eine Batterie innerhalb eines bestimmten Zeitraums liefern kann, und wird häufig in Amperestunden pro Stunde angegeben. Sie stellt die elektrostatische Potenzialdifferenz zwischen zwei Leitern dar und kann entweder mit einem Voltmeter oder einem Multimeter gemessen werden.

Eine typische Batterie hat eine Spannung von etwa 400 Volt. Dies zeigt an, dass die Batterie beim Treten nur kurzzeitig Strom liefern kann. Wenn Sie die Batteriespannung kennen, können Sie bestimmen, wie lange Sie fahren können, bevor Sie die Batterie wieder aufladen müssen.

Ein weiterer wichtiger Aspekt bei der Auswahl eines E-Bike-Akkus ist seine maximale Entladungsrate. Während einige Akkus nur 1C Entladeleistung pro Stunde bieten, können andere über mehrere Stunden 5A erreichen. Sie sollten ein Ladegerät finden, das diese Stromstärke unterstützt.

Lithium-Ionen-Batterien sind aufgrund ihrer hohen Energiedichte, ihres geringen Gewichts und des fehlenden Memory-Effekts die bevorzugte Wahl für Elektrofahrräder. Lithium-Ionen-Akkus haben auch keinen Memory-Effekt, was sie zu einer der sichersten Optionen macht, obwohl sie spezielle Batteriemanagementsysteme (BMS) erfordern. Bei der Auswahl Ihres BMS ist es von entscheidender Bedeutung, dass es sowohl die Leistung als auch die Sicherheit maximiert - die Wahl eines geeigneten BMS kann sich nachhaltig auf Leistung und Sicherheit auswirken.

Lithium-Ionen-Akkus gibt es sowohl als versiegelte Nickel-Metallhydrid-Akkus als auch als versiegelte Akkus, die eine hohe Zuverlässigkeit bieten. Versiegelte Versionen haben sich trotz ihrer höheren Kosten im Vergleich zu nicht versiegelten Optionen für den Einsatz mit E-Bikes bewährt und können extremen Bedingungen standhalten, was eine größere Vielseitigkeit bei Fahrten in unterschiedlichem Gelände ermöglicht.

Nissan Leaf Batterie

Der Nissan LEAF ist ein preisgekröntes Elektroauto mit einer großen Batterie, die ihm eine Reichweite von bis zu 226 Meilen mit einer Ladung ermöglicht. Seit seiner Markteinführung im Jahr 2010 wurde die erste Generation des LEAF erheblich verbessert, z. B. durch eine größere Batterie und einen verbesserten Motor, was den LEAF zu einem der energieeffizientesten Elektroautos auf dem Markt macht, was Energieeffizienz und Reichweite angeht.

Der neueste Nissan LEAF, der als e+-Modell erhältlich ist, verfügt über eine 62-kWh-Batterie, die eine bessere Leistung als die seiner Vorgänger bietet. Zusätzlich machen die Schnelllade- und regenerativen Bremsfähigkeiten dieses Modells die Batterie noch attraktiver. Die Batterie besteht aus Lithium-Ionen- und Nickel-Mangan-Kobalt-Zellen, die mit Hilfe von Laserschweißtechniken zusammengefügt wurden, um die Verbindungen zwischen den Zellen zu reduzieren und eine noch höhere Energiedichte für eine verbesserte Kraftstoffeinsparung zu bieten.

Diese Fortschritte haben den Kraftstoffverbrauch des LEAF deutlich erhöht, der in MPGe und Meilen pro kWh gemessen werden kann. Außerdem wurde die Lebensdauer der Batterie durch eine geringere Wärmeentwicklung verlängert - dank eines fortschrittlichen passiven Wärmemanagementsystems, das die Luftzirkulation zur Kühlung der Batterien nutzt.

Auch wenn die Batterien des Leaf immer noch nicht mit denen moderner Elektroautos mithalten können, haben sie sich im Laufe der Jahre enorm verbessert. Das Modell der zweiten Generation verfügt jetzt über eine noch größere Batterie, die mit einer Ladung 226 Meilen zurücklegen kann und für die eine Herstellergarantie gilt, die sich über die gesamte Lebensdauer erstreckt.

Ein weiterer Vorteil des Leaf ist seine kurze Ladezeit - etwa zweieinhalb Stunden bei Verwendung eines AC Level 2-Ladegeräts - was ihn sowohl für Arbeits- als auch für Freizeitfahrten geeignet macht. Gleichstromladungen sollten vermieden werden, da sie die Batterie mit der Zeit schädigen können.

Je nach Batterietyp des Elektrofahrrads können die Batterien des Nissan Leaf in der Regel in vier bis fünf Stunden vollständig auf 80% aufgeladen werden - eine enorme Verbesserung gegenüber dem ursprünglichen Leaf, der in dieser Zeit nur auf 50% aufgeladen werden konnte. Um die Lebensdauer der Batterie so lange wie möglich zu verlängern und ein schnelles Laden zu vermeiden, das zu einer schnelleren Verschlechterung führt, sollten Sie zwischen jedem Ladezyklus einen durchschnittlichen Ladezustand von 20%-80% anstreben und ein schnelles Laden vermeiden, um eine schnelle Verschlechterung der Batterieleistung zu vermeiden.