E-Bike Akku Gehäuse Test: Alles, was Sie Wissen Müssen

Ein E-Bike oder Pedelec unterscheidet sich von einem herkömmlichen Fahrrad durch den Elektroantrieb. Wichtiger Bestandteil davon ist der sogenannte Akku. Er liefert nämlich die Energie, welche den Motor antreibt. Durch den Akku ist der Motor eines E-Bikes oder Pedelecs überhaupt erst leistungsfähig, denn von diesem bezieht er die benötigte elektrische Energie.

Grundlagen von E-Bike Akkus

Um herauszufinden zu können, welcher Fahrrad-Akku für Ihren Test in Frage kommt, ist es wichtig, einige grundlegende Fakten über die kleinen Kraftpakete zu kennen. Der Begriff „Akku“ ist übrigens eine Abkürzung für Akkumulator. Heutzutage bestehen Akkus für das Fahrrad meist aus Lithium-Ionen. Diese lassen sich noch weiter untergliedern, z. B. in Lithium-Mischoxid-Akkus und Lithium-Manganoxid-Akkus. Selten geworden sind hingegen Akkumulatoren aus Nickel-Cadmium oder Nickel-Metallhydrid. Darüber hinaus weisen sie nicht den sogenannten Memory-Effekt auf. Das bedeutet, dass die Akkus nicht an Kapazität verlieren, wenn sie nicht vollständig aufgeladen werden. Der gewählte Akku für das E-Bike für Ihren Test sollte also ggf. aus Lithium-Ionen bestehen.

Das sogenannte Batterie-Management-System (BMS) koordiniert das Zusammenwirken der Zellen. Dazu gehört die Kontrolle der Betriebstemperatur. Bevor sich die Zellen zu stark erhitzen, schaltet das BMS z. B. den Antrieb aus - etwa, wenn mit dem Mountainbike ein sehr langer Anstieg zu bewältigen ist. Allgemein gesprochen ist das BMS dafür zuständig, den frühzeitigen Verschleiß der Zellen zu verhindern. Der Akku eines E-Bikes ist mit einem Display am Lenker verbunden.

Kompatibilität

Nicht jeder E-Bike-Akku für einen Vergleich passt zu jedem Elektrofahrrad. Als bester Akku für Ihr E-Bike kann also nur ein Modell gelten, das auch mit Ihre Rad kompatibel ist. Im Zweifelsfall ist es möglich, beim Hersteller nachzufragen, welcher Akku geeignet ist.

Wichtige Kriterien bei der Wahl des Akkus

Wichtige Kriterien bei der Wahl des geeigneten Akkus ist dessen Leistungsfähigkeit. Diese ergibt sich aus dem Energiegehalt bzw. der Energiedichte sowie der möglichen Reichweite. Erstgenannter Faktor wird üblicherweise in Wattstunden (Wh) angegeben. Er errechnet sich durch die Multiplizierung von Amperestunden (Ah) mit der Antriebs- oder Betriebsspannung (Volt). Die Reichweite wird in Kilometern angegeben. Dieser Wert zeigt an, wie lange ein Fahrer vom Motor des E-Bikes mit einer vollständigen Ladung unterstützt wird. Ist der Energiegehalt des Akkus erschöpft, arbeitet auch der Motor nicht mehr. Deshalb hängt die Reichweite unter anderem vom Energiegehalt ab. Es existieren jedoch noch andere Faktoren, welche die Reichweite des Akkus beeinflussen. Daher ist die angegebene Reichweite bei jedem Akku fürs Pedelec bei einem Test nur als ein Richtwert zu verstehen. Selbst beste E-Bike-Akkus können diese nicht voll ausschöpfen.

Positionierung des Akkus

Ein E-Bike-Akku für Ihren Test kann an zwei verschiedenen Positionen montiert werden: am Sitzrohr oder am Gepäckträger. Die Positionierung des Akkus beeinflusst die Gewichtsverteilung des E-Bikes. Wird der Akku am Gepäckträger befestigt, verlagert sich der Schwerpunkt des Fahrrads nach hinten.

Ladezyklen und Funktionsdauer

Die Funktionsdauer eines Akkus wird in der Regel in Ladezyklen angegeben. Möglich sind je nach Modell ungefähr zwischen 500 und 1000 Ladezyklen. Bei weiterer Benutzung lassen sowohl die Kapazität als auch die Reichweite des Akkus deutlich nach.

Umgang und Lagerung

Auch wenn das E-Bike längere Zeit nicht genutzt wird, entlädt sich der Akku nach und nach. Geschieht dies über einen längeren Zeitraum, kann es zu einer Tiefenentladung kommen. Dann besteht die Gefahr, dass die Zellen so stark beschädigt sind, dass der Akku ersetzt werden muss. Deshalb sollte auch ein ruhender Akku regelmäßig aufgeladen werden. Ein E-Bike-Akku für Ihren Test muss, da er aus Lithium-Ionen besteht, nicht vollständig leer sein, bevor Sie ihn wieder aufladen können.

Was Sie Vermeiden Sollten

Es gibt einige Dinge, die Sie nicht mit einem E-Bike Akku in einem Test tun sollten. Es kann unter anderem bei unsachgemäßer Behandlung nicht ganz ausgeschlossen werden, dass sich ein Akku auf Lithium-Basis entzündet. So verträgt es das Gerät beispielsweise nicht sehr gut, wenn es fallen gelassen wird. Ebenfalls zu vermeiden ist das Öffnen bzw. Außerdem kann ihm Wasser gefährlich werden - z. B. wenn das Pedelec abgespritzt wird. Für die Reinigung des Gehäuses sollten Sie daher nur einen angefeuchteten Lappen verwenden. Das gilt nicht für die Kontakte. Hierfür ist ein trockenes Tuch zu empfehlen.

Der ideale Ort, um einen E-Bike-Akku, der einem Test unterzogen wurde, zu lagern, ist trocken und bei einer Temperatur von 10 bis 15 Grad.

E-Bike Akkus: Alles aus einer Hand bei Akku Vision

Im Frühjahr 2023 hat das Unternehmen um die 80 Mitarbeiter. Nach mehreren Umzügen sitzt man in einem Industriegebiet aus den Siebzigerjahren im nordbayerischen Haibach. Kaum jemand würde vermuten, wie viel Hightech und Know-how hinter der typischen Industriefassade steckt. Auf derzeit 5.000 Quadratmetern wird hier entwickelt, getestet, produziert, gelagert und vertrieben.

Die Zellen werden hinzugekauft. „Unsere Zellen sind zum Großteil von Samsung, LG, Panasonic, BAK und EVE“, zählt Bär ein Who’s Who der weltweiten Zellenproduktion auf. „Wir fordern von jeder neuen Zelle auf dem Markt Muster an und verifizieren ihre Daten. Standard bei der neuen 21700-Norm sind heute fünf Amperstunden Kapazität, aber es bildet sich gerade ein neuer Standard mit bis zu 5,8 Amperstunden heraus.“ Der Hersteller, der sich mit diesem Standard dann durchsetzt, wird den Markt bestimmen. Die genannte Norm der Li-Ionen-Batterie bedeutet übrigens schlicht: 21 Millimeter Durchmesser, 70 Millimeter lang.

Natürlich sind die großen Anbieter wie Bosch und Yamaha im Fokus von Akku Vision: Die hohen Bike-Absatzzahlen dieser Unternehmen verursachen auch steigende Nachfragen nach Ersatzakkus.

„Wir entwickeln grundsätzlich selbst, nach unseren eigenen Vorgaben“, so Erik Bär. „Es wird nichts kopiert. Ziel ist immer ein hochqualitatives Produkt mit einer höheren Kapazität als das Original.“

So hat beispielsweise der Akku für das Bosch-Active-Line-System statt 500 satte 720 Wattstunden. An der mechanischen Entwicklung sitzen hier vier Konstrukteure. Lediglich Spritzguss- und Stanzteile werden nicht von Akku Vision selbst produziert, ebenso die Rohplatinen. Als Endverbraucher kann man die Batterien nur über den Fachhandel kaufen - dem E-Bike-Händler vor Ort.

Er bestellt für den Kunden über den Internet-Shop E-Bike Vision, so heißt der Geschäftszweig mit den Akkus für den Endverbraucher seit 2020. Auch etwaige Reklamationen werden ganz normal über Händler abgewickelt. Schließlich will man, dass der Kunde einen kompetenten Ansprechpartner vor Ort hat.

Software selbst entwickelt

„Die Software ist das Ein und Alles“, bekräftigt Schüssler. In der Entwicklungsabteilung arbeiten sechs Spezialisten. Sie kümmern sich unter anderem um das Batteriemanagementsystem, das für die Sicherheit der Batterie zuständig ist, aber auch um die Kommunikation zwischen Motor und Batterie und die Traceability. Letzteres bedeutet, dass alle (Produktions-) Daten des jeweiligen Produkts in einer Datenbank auf der Platine eingeschrieben werden.

Sie werden dem Fachhandel zur Verfügung gestellt; der Weg der Batterie und alles, was in ihr passiert, ist also nachverfolgbar. Auch die Abschaltwerte, sollte die Batterie zu heiß werden oder ein anderes Problem auftreten, werden von der Software definiert. „Auch dieses System haben wir bei Akku Vision selbst entwickelt“, so Schüssler. Schließlich muss man nicht nur gesetzliche Normen einhalten. Hinzu kommt auch noch die Functional Safety: Es darf schließlich nichts passieren, wenn jemand den Akku kurzschließt oder ein falsches Ladegerät anschließt.

Seit 2020 konzentriert man sich aber intern immer mehr auch auf das OEM-Business. Man will zunehmend auch für die Motorensystemhersteller direkt produzieren. Heißt: Seit 2020 entwickelt man maßgeschneiderte Batterien für den OEM-Kunden. In einer Zeit, in der Nachhaltigkeit und „Made in Germany“ einen enormen Stellenwert haben, ist das sicher eine gute Idee, die von einem eigenen, großen Team vorangebracht wird.

Für die Systemunternehmen bieten die Haibacher zwei Möglichkeiten. Die erste: Der Akku wird individuell auf den Kunden zurechtgeschnitten und komplett von Akku Vision entwickelt und gebaut. Bei der zweiten Lösung geht es um einen Mix. Das Design des Gehäuses wird individuell für das Unternehmen entwickelt und ausgeführt, die technischen Lösungen kommen aus dem vorhandenen Portfolio von Akku Vision. Seit 2022 stellt Akku Vision für Oli aus Italien einen Inframe-Akku her. Auch für Beryl, einen großen Leihradanbieter mit eigenem System in Großbritannien, liefert das Unternehmen den Energieträger für die Rahmenintegration.

In der anfangs schon vorgestellten Produktionsabteilung werden Zellen anhand von Schablonen in Zellträger eingesetzt; die Zellverbinder, also die Kontaktwege zwischen den einzelnen Zellen, werden danach in einem komplexen Schweißvorgang verbunden. Dann wird diese Einheit mit dem Batteriemanagementsystem verheiratet und schließlich bekommt der Akku sein Gehäuse mit dem E-Bike-Vision-Label - vorausgesetzt, es ist ein Akku für den Endkunden. An einer End-of-Line-Kontrolle wird jeder einzelne Akku ausgiebig durchgeprüft.

Die eingangs beschriebene Linie der Handarbeit ist übrigens in einem wichtigen Punkt unterbrochen: „Die Königsdisziplin“, so Produktionsleiter Benjamin Hösel, ist das automatische Schweißen der Verbinder auf die Zellen. „Das ist ein enormer Fortschritt und ein Zugewinn an Sicherheit“, erklärt er. Das händische Schweißen der Verbinder, das anderswo noch üblich ist, kann bei Weitem nicht die Genauigkeit liefern wie dieser Vorgang.

Die Serviceabteilung ist klein; sie umfasst gerade einmal drei Mitarbeiterinnen und den Leiter Heiko Proske. Ihn kontaktieren die Akku-Vision-Händler im Falle einer Service-Anfrage - also bei einem beschädigten oder defekten Akku: „Wir haben eine Rücklaufquote von nur 0,65 Prozent“, erklärt er stolz: „Die Regel ist jedoch, dass beanstandete Geräte innerhalb von 72 Stunden wieder raus sind.“ Meist geht’s schneller.“ Im Labor der Abteilung werden Akkus analog zum Radfahren elektrisch belastet; Messgeräte prüfen alle Parameter und vergleichen sie mit Soll-Normen - Fehler sind so schnell gefunden sowie meist zügig behoben: „Falls der Schaden eine Reparatur unwirtschaftlich macht, bieten wir den Tausch an“, so Proske. Beschädigte Gehäuse werden, ist der Akku technisch in Ordnung, gegen 100 Euro ersetzt.

Tipps für den Kauf eines gebrauchten E-Bikes

Die Fahrradsaison startet. Wer sich jetzt überlegt, ein gebrauchtes E-Bike (Pedelec) zu kaufen, den Akku des eigenen Rads auszutauschen oder zu reparieren, sollte die folgenden Tipps unbedingt beherzigen.

Akku-Gesundheit lässt sich bestimmen

Es gibt unterschiedliche Möglichkeiten, die Akku-Gesundheit zu prüfen. Gemeint ist damit die nutzbare Restkapazität im Verhältnis zur Kapazität im Neuzustand in Prozent.

Wer Klarheit über das Leistungsvermögen der Batterie haben möchte, der kann durch eine Bestimmung der Restkapazität des Akkus beim Händler oder in der Werkstatt Gewissheit bekommen - und manche Akkus lassen einen Kurzcheck auch ohne Werkstattbesuch zu.

So lässt sich die Batterie überprüfen

1. Batterie-Informationen sind direkt am Akku auslesbar
   Zum einen kann man den Gesundheitszustand der Batterie - also den SOH-Wert - direkt am Akku auslesen. Diese Möglichkeit bieten vor allem japanische Modelle, zum Beispiel von Panasonic oder Yamaha. Hier kann durch das längere Drücken der "Powertaste" am Akku eine Auskunft über die vom Batterie-Management-System (BMS) errechnete Restkapazität getätigt werden. Der Vorteil: Diese Methode ist kostenlos.
2. Battery-Tester: Universell einsetzbar
   Für manche Akkus benötigt der Händler spezielle Adapter, um die Restkapazität des Akkus messen zu können. Jedoch wird bei diesem Prüfverfahren ein Ladezyklus verbraucht, was die Akkulebensdauer geringfügig minimiert. Zudem kann ein Zertifikat bis zu 50 Euro kosten. Der Battery-Tester liest aber kein Fehlerprotokoll aus, sondern gibt nur Auskunft über die tatsächliche Kapazität.
3. Nur für Bosch-Batterien: Battery-Capacity-Tester
   Bosch hat sein eigenes System entwickelt, um die Restkapazität seiner Akkus zu bestimmen. Das entsprechende Messgerät - bestehend aus einer PC-Software, Testgerät und Verkabelung - bezeichnet Bosch als "Capacity Tester". Es ist also ein Besuch beim Fachhändler nötig.

Finger weg von Akku-Reparaturen

Diverse Werkstätten versprechen eine Wiederbelebung des Akkus durch einen Zellentausch. Der ADAC hat sich dazu mit Herstellern, Fachverbänden und Werkstätten ausgetauscht, und die Empfehlung ist eindeutig: Finger weg von der Reparatur des Akkus.

E-Bike Akku: Zellen selber tauschen zu gefährlich!

Auf keinen Fall sollte man versuchen, den Akku selbst zu reparieren. Die Brandgefahr durch Fehler ist zu hoch. Außerdem verliert man jegliche Gewährleistungsansprüche.

Zwar gibt es im Internet Batteriebausätze, aber die Qualität dieser Batteriesätze ist schwer zu beurteilen. Denn es gibt aktuell keine Zertifikate, die die Sicherheitsanforderungen und Prüfverfahren für Lithium-Antriebsbatterien verlässlich bestätigen. Der Verbraucher hat somit keine Möglichkeit, die Einhaltung von Sicherheitsstandards zu überprüfen.

Akku-Reparatur: Kosten und Risiken

Aber auch die Reparatur in einer Werkstatt ist nicht ohne Risiken. Laien können nicht nachvollziehen, ob eine Reparatur sachgemäß durchgeführt wurde oder ob der Akku nach der Reparatur ein Sicherheitsrisiko darstellt. Die Kosten einer Akku-Reparatur variieren je nach Alter und Typ zwischen 150 Euro und 600 Euro.

Eine Reparatur in einer Fachwerkstatt sollte - wenn überhaupt - nur von E-Bike-Besitzer in Betracht gezogen werden, die für ihre Fahrräder keine Ersatzakkus mehr kaufen können. Dann ist unbedingt darauf zu achten, dass die Werkstatt alle Zellen austauscht.

Die neuen Zellen müssen aus der gleichen Produktion stammen und am besten mit fortlaufender Seriennummer versehen sein. Nur so kann sichergestellt werden, dass die verbauten Zellen über konstante elektrische Kenngrößen verfügen. Seriöse Werkstätten geben eine Gewährleistung auf die getauschten Teile.

Fahrrad-Akku heruntergefallen - was nun?

Nach dem Sturz eines Akkus aus größerer Höhe und auf harten Untergrund ist es für Laien meist schwierig zu beurteilen, ob das Bauteil Schaden genommen hat. Hinweise auf ernst zu nehmende Schäden können sein:

• Risse im Kunststoffgehäuse
• Starke Verformungen am Gehäuse

Nach einem starken Anstoß an den Akku auch im Rahmen eines Unfalls sollte im Zweifel immer ein Händler oder Fachmann den Schaden prüfen.

Vorsicht bei Ersatzakkus aus dem Internet

Prinzipiell ist es möglich, einen nachgebauten - also nicht originalen - Akku aus dem Internet zu verwenden. Doch auch hier gilt Vorsicht. Der Laie kann schwer erkennen, ob es sich dabei um gut verarbeitete, sichere und gleichwertige Produkte handelt.

Tipps für Verbraucher

Damit E-Bike-Fahrer und -Fahrerinnen lange ihr Rad und den Akku nutzen können, sollten sie folgende Tipps beachten.

• Eine reduzierte Reichweite kann an einer schlecht gewarteten Fahrradmechanik liegen. Deshalb unter anderem regelmäßig Kette ölen und Luftdruck korrekt einstellen.
• Die richtige Pflege und Lagerung der Akkus verlängern die Lebensdauer und ersparen unnötige Ausgaben. Deshalb: Die Herstellerhinweise genau beachten. Im Übrigen muss der Akku auch nicht vor jeder Fahrradtour voll geladen sein.
• Tiefenentladung auf jeden Fall vermeiden. Sie ist laut ADAC Untersuchung die häufigste Ursache dafür, dass ein Akku getauscht werden muss. Wer wissen will, wie gut sein Akku ist, sollte die Batterie-Restkapazität messen lassen.
• Ersatzakkus vom Originalhersteller sind Nachbauten vorzuziehen. E-Bike-Akku-Reparaturen sind nicht zu empfehlen - außer der Hersteller bietet dies an.
• Vor dem Kauf eines gebrauchten E-Bikes ein Messprotokoll einfordern. Insgesamt sollte der Akku äußerst pfleglich behandelt werden. Wer also beispielsweise sein E-Bike konsequent im Schatten abstellt oder zumindest den Akku abdeckt, tut bereits viel für ein längeres Batterieleben.

Wie lange hält ein Fahrrad-Akku?

Moderne E-Bike-Batterien halten problemlos über 1000 Ladezyklen stand, bevor sich der Zustand des Akkus spürbar verschlechtert. Gemeint ist damit, dass die Akkukapazität bis dahin noch über 80 Prozent beträgt. Das entspricht je nach Fahrprofil etwa fünf Jahren Dauernutzung. Bei seltener Nutzung und schonendem Umgang mit dem Energiespeicher kann die Nutzungszeit auch gesteigert werden.

Brandtest mit E-Bike-Akku

Wir wollten wissen: Was passiert, wenn ein E-Bike-Akku in einer 20 Euro teuren Ladetasche abbrennt, die auf Amazon.de als »feuerfest bis 1000 °C« und »explosionssicher« beworben wird?

Als Brandlast fungierte ein voll aufgeladener Akku mit einer Kapazität von 375 Wattstunden - ein fairer Gegner für die Billigtasche, zumal es auch E-Bike-Akkus mit mehr als 700 Wattstunden gibt.

Etwa fünf Minuten nach dem Einschalten des Glühzünders aus sicherer Entfernung quollen die ersten grauen Rauchschwaden aus der Tasche, fünf Minuten später plusterte sie sich plötzlich auf und es knallte. Zehn Sekunden danach stand die Tasche in Flammen. Nach und nach fackelte sie ab und wurde von den explodierenden Zellen zerrissen. Die Zellen flogen nun ungehindert als glühende Raketen im Container umher, eine knallte an die etwa zwei Meter hohe Decke. Von der Tasche blieben am Ende nur einige schwarze Fetzen übrig.

Etwa 20 Minuten lang brannte der Akku, die Flammen schlugen über einen Meter hoch.

Zwar hatten wir der Tasche ohnehin nicht viel zugetraut, dennoch erschreckte uns das Ergebnis. Wir wollen keine Panik verbreiten, schließlich sind Brandfälle, gemessen an der Zahl der verkauften Akkus, extrem selten und bei äußerlich intakten Akkus noch viel seltener. Doch auf eine Billigtasche sollte man sich auf keinen Fall verlassen.

Taschen können mehr schaden als nutzen

Eine schlechte Tasche könne sogar mehr schaden als nutzen, erklärt uns der Akkuexperte Sascha Bruns von der Gesellschaft für Werkstoffprüfung (GWP), der selbst zahlreiche Brandtests durchgeführt hat. »In einer Tasche wird die Wärme konzentriert, was die Kettenreaktion des Akkus wahrscheinlicher macht und sogar beschleunigt«, sagt er. Bruns betont außerdem, dass eine Tasche prinzipiell nicht verhindere, dass entflammbare Gase aus ihr austreten.

Denn wenn der Elektrolyt verdampft, steigt sein Volumen um ein Vielfaches. »Hat die Tasche keine Öffnungen, gehen die Gase flächig durch das Gewebe oder die Nähte reißen.« Mit Pech entflammen die Gase dann auch außerhalb der Tasche, sodass es zu einer gefährlichen Verpuffung kommt.

Auch deshalb sei es wichtig, Akkus in einem Raum mit möglichst wenig Brandlast zu lagern, eventuell unter einem offenen Fenster oder an einem ausreichend kühlen Ort im Freien.

Zertifizierte Transportbehälter

Vorweg das Wichtigste: Zu vielen Produkten gibt es kaum verlässliche Informationen. Denn ein offizielles Zertifizierungssystem existiert nur für Transportbehälter.

Doch Vorsicht: Die ADR-Vorschriften wurden vor allem für Speditionen und Entsorgungsfirmen geschaffen, die (defekte) Akkus lagern oder transportieren wollen.

So regelt zum Beispiel die Verpackungsanweisung P908, dass beschädigte oder defekte Lithium-Ionen-Akkus in Behältern der Verpackungsgruppe II zu transportieren sind. Diese müssen unter anderem Falltests bestehen. Jeder Akku muss einzeln in einer Innenverpackung stecken, die von einem nicht brennbaren Wärmedämmstoff umschlossen ist und wiederum in eine Außenverpackung eingesetzt wird. Beide Verpackungen müssen dicht sein, damit kein Elektrolyt auslaufen kann.

In Deutschland prüft die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) oder eine von ihr anerkannte Prüfstelle solche Transportbehälter. Zugelassene Boxen der Verpackungsgruppen II findet man bei spezialisierten Händlern wie Denios oder LionCare. Dabei handelt es sich in der Regel um Kunststoff- oder Metallboxen, die mit Brandschutzkissen gekleidet sind, die im Brandfall Wärme aufnehmen. Die Kosten liegen in der Regel bei einigen Hundert Euro.

Bekannte E-Bike Akkus im Vergleich

Hier ist ein Vergleich einiger bekannter E-Bike Akkus:

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