Eines der wichtigsten Kaufkriterien für ein E-Bike ist der Akku. Wie er funktioniert und was eine gute Akku-Leistung beeinflusst.
So funktioniert ein E-Bike-Akku
Ein E-Bike-Akku speichert elektrische Energie und gibt sie über einen Elektromotor an das Fahrrad ab. Lithium-Ionen-Zellen, die ähnlich wie Batterien in Laptops oder Mobiltelefonen arbeiten, speichern die elektrische Energie. Wenn Sie das E-Bike einschalten und in die Pedale treten, erkennt das integrierte Steuersystem, dass Sie Unterstützung benötigen, und leitet Strom aus dem Akku zum Elektromotor. Der Motor unterstützt die Tretbewegungen, was das Fahren einfacher macht. Je nach Unterstützungsmodus und Geschwindigkeit kann der Motor mehr oder weniger Energie aus dem Akku ziehen. Wenn Sie bremsen oder bergab fahren, kann der Motor in den sogenannten Rekuperationsmodus wechseln, bei dem er Energie zurück in den Akku leitet und sie speichert, um die Reichweite zu erhöhen. Eine solche Rückeinspeisung der Energie ist nur bei Radnabenmotoren mit Direktantrieb (also ohne Freilauf) möglich.
Die Akku-Leistung
Mit Akku-Leistung sind vor allem zwei wichtige Aspekte gemeint: Die Entladeleistung ist die Leistung, mit der der Akku-Energie an den Elektromotor liefert, um das Fahrrad anzutreiben. Eine höhere Entladeleistung ermöglicht eine schnellere Beschleunigung und das Bewältigen von Steigungen. Die Ladeleistung ist die Leistung, mit der der Akku Energie aus einer externen Stromquelle aufnimmt, wenn er aufgeladen wird. Eine höhere Ladeleistung heißt, dass der Akku schneller aufgeladen werden kann. Wie schnell das geht, hängt von Akku-Kapazität und -Typ ab.
Bieten große Akkus immer mehr Leistung?
Grundsätzlich sind größere E-Bike-Akkus leistungsstärker, da sie eine höhere Kapazität haben und daher mehr elektrische Energie speichern können. Dies führt zu einer längeren Reichweite und einer verbesserten Leistungsfähigkeit des E-Bikes. Ein größerer Akku kann auch dazu beitragen, dass das E-Bike anspruchsvollere Strecken bewältigen kann, wie hügeliges Gelände oder längere Fahrten, ohne dass der Akku schnell erschöpft ist.
Dabei sollte man im Blick behalten: Größere Akkus sind oft schwerer, was das Gesamtgewicht des E-Bikes erhöhen kann. Dies kann sich auf das Handling und die Manövrierfähigkeit auswirken, insbesondere in Situationen, in denen das Fahrrad getragen oder gehoben werden muss.
Akku-Position und Reichweite
Die Akku-Position wirkt sich auch auf die Reichweite des E-Bikes aus, indem sie verschiedene Faktoren beeinflusst, die wiederum den Energieverbrauch und die Effizienz betreffen. Ein Akku, der in der Mitte des Rahmens oder im Unterrohr montiert ist, kann die Reichweite positiv beeinflussen, da er eine ausgewogene Gewichtsverteilung ermöglicht und das Handling verbessert. Dadurch wird weniger Energie für das Gleichgewicht benötigt, was zu einer längeren Reichweite führt.
E-Bikes mit integriertem Akku
Es gibt aktuell immer mehr E-Bike Modelle, bei denen sich der Akku nicht im Gepäckträger oder am Rahmen befindet, sondern im Rahmen. Solch ein Akku nennt sich „integrierter Akku“ oder „Intube-Akku“. Der Trend zum E-Bike Akku im Rahmen nimmt immer weiter zu und es stellt sich die Frage: Welche Vorteile bietet der integrierte Akku im E-Bike und wie lädt man den Akku auf? Sind diese Akkus teurer als konventionelle Akkus und verändert sich die Reichweite des Akkus? Diese Fragen werden im Folgenden Blogartikel geklärt.
E-Bikes mit integriertem Akku bieten eine beliebte Konstruktionsweise, bei der der Akku am Unterrohr des Fahrrads befestigt ist. Diese Bauweise bringt sowohl ästhetische als auch funktionale Vorteile mit sich. Im Gegensatz zu anderen Befestigungsmethoden wirkt ein am Unterrohr integrierter Akku natürlicher und harmonischer im Gesamtbild des Fahrrads. Zudem sorgt die Gewichtsverteilung dafür, dass sich das E-Bike beim Fahren natürlicher anfühlt.
Die Montage des Akkus am Unterrohr bietet auch praktische Vorteile. Der Rahmen wird durch den stabilen Akku steifer und widerstandsfähiger gegen Verwindungen. Zudem ist das System gut geschützt vor Schmutz, Wasser und Diebstahl. Selbst bei Stürzen bleibt der Akku durch die feste Montage sicher im Rahmen.
Im Gegensatz zu anderen Befestigungsmethoden gibt es bei der Verwendung eines am Unterrohr integrierten Akkus keine Einschränkungen bei der Nutzung des Gepäckträgers oder der Befestigungsmöglichkeiten. Auch Modelle mit Tiefeinstieg sind mittlerweile erhältlich, was beim Übersteigen des Rahmens von Vorteil ist. Ein Nachteil der festen Montage besteht darin, dass der Akku nicht einfach entnommen werden kann. Das Ladegerät muss immer in der Nähe des Fahrrads angeschlossen werden. Dies kann jedoch durch entsprechende Planung und Ladeoptionen gelöst werden. Zudem bieten einige Modelle die Möglichkeit, das Unterrohr abzumontieren, um Zugang zum Akku für Reparaturen zu haben. Eine längere Garantiezeit kann auch eine zusätzliche Gewährleistung für die Langlebigkeit des Akkus bieten.
Rahmenintegrierter Akku - Vorteile
- Design: Ein E-Bike mit Akku im Rahmen integriert sieht von der Optik her schlanker und moderner aus, als andere E-Bikes, denn der Akku ist nicht sichtbar. Intube-Akkus lassen sich wie normale Akkus vom Rahmen entfernen. Die Ladung kann meistens auch mit eingebautem Akku erfolgen.
- Optimale Gewichtsverteilung: Bei einem E-Bike mit Gepäckträgerakku ist die Gewichtsverteilung eher hecklastig, während bei einem Rad mit Intube-Akku das Gewicht optimal verteilt ist.
- Akkuschutz: Dadurch, dass der Akku nicht direkt sichtbar ist, wird ein Intube-Akku seltener von Dieben gestohlen. Außerdem schützt die Position den Akku vor Schmutz, Spritzwasser und von Steinschlägen. Auch bei einem Sturz ist der Akku besser vor Beschädigungen geschützt.
- Mehr Platz für Anderes: Am Rahmen oder am Gepäckträger haben Sie nun viel mehr Platz, um ein Schloss, eine Fahrradtasche oder sonstiges Zubehör zu befestigen.
Rahmenintegrierter Akku - Nachteile
Zum einen steigt das Gewicht des gesamten E-Bikes an. Außerdem ist ein E-Bike mit integriertem Akku meistens teurer, weil der Produktionsaufwand auch teurer ist.
Checkliste zur Steigerung der Akku-Reichweite
Da die Reichweite eines E-Bike-Akkus von vielen Faktoren beeinflusst wird, müssen diese immer im Zusammenspiel betrachtet werden. Die folgende Checkliste gibt einen Überblick:
- Akku-Kapazität: Die Kapazität des E-Bike-Akkus, gemessen in Wattstunden (Wh), ist ein entscheidender Faktor. Ein Akku mit größerer Kapazität kann mehr Energie speichern und bietet in der Regel eine längere Reichweite. Ein kleinerer Akku hat eine begrenztere Reichweite.
- Unterstützungsmodus: E-Bikes bieten oft verschiedene Unterstützungsmodi, die den Energieverbrauch beeinflussen. Höhere Unterstützungsstufen (z.B. Turbo) verbrauchen mehr Energie und verkürzen die Reichweite im Vergleich zu niedrigeren Stufen (z.B. Eco).
- Fahrergewicht: Das Gewicht des Fahrers und eventueller Passagiere beeinflusst die Reichweite. Schwerere Lasten erfordern mehr Energie, um das E-Bike zu bewegen.
- Fahrgeschwindigkeit: Höhere Geschwindigkeiten erfordern mehr Energie, da der Luftwiderstand zunimmt. Das Fahren mit hoher Geschwindigkeit verkürzt die Reichweite im Vergleich zum gemäßigten Fahren.
- Gelände: Das Gelände, auf dem Sie fahren, hat einen erheblichen Einfluss auf die Reichweite. Das Bewältigen von Hügeln erfordert mehr Energie als das Fahren auf flachem Gelände. Bergauffahren verkürzt die Reichweite erheblich.
- Wind: Gegenwind oder starker Wind kann den Energieverbrauch erhöhen und die Reichweite reduzieren.
- Reifen und Luftdruck: Breite Reifen und niedriger Luftdruck können den Rollwiderstand erhöhen und mehr Energie verbrauchen. Der richtige Reifendruck beim Fahrrad ist wichtig, um die Reichweite zu optimieren.
- Temperatur: Die Umgebungstemperatur kann die Leistung des Akkus beeinflussen. Kälte kann die Akku-Leistung verringern, während Wärme sie verbessern kann.
- Gewählter Gang: Die Wahl des richtigen Gangs beeinflusst die Anstrengung des Motors und den Energieverbrauch. Das Schalten in niedrigere Gänge kann die Reichweite erhöhen.
- Anhaltende Steigungen oder Abfahrten: Kontinuierliche Steigungen erfordern mehr Energie, während Abfahrten Energie regenerieren können und die Reichweite erhöhen.
- Nutzung von Zusatzfunktionen: Die Verwendung von Zusatzfunktionen wie Lichtern, Displays oder integrierten USB-Ladegeräten kann den Energieverbrauch erhöhen und die Reichweite verkürzen.
- Akkualterung: Im Laufe der Zeit kann die Kapazität eines Akkus abnehmen, was zu einer verkürzten Reichweite führen kann.
E-Bike Akku-Typen
Der Akku versorgt den Motor eines E-Bikes mit Strom. Der Akkutyp hat - ebenso wie die Reichweite - einen Einfluss auf die Anzahl Kilometer, die du mit einem E-Bike zurücklegen kannst. Es gibt fünf verschiedene Akkutypen, davon kommen bei aktuellen E-Bikes noch vier vor. Wir stellen dir nun die restlichen vier E-Bike-Akkutypen vor:
Verschiedene Batterietypen
- NiMh Akku für E-Bikes: Der NiMh-Akku für E-Bikes ist der Nachfolger des NiCd-Akkus und momentan der Standard in Europa. Dieser Akkutyp braucht eine regelmäßige Ladung, auch wenn das E-Bike (längere Zeit) stillsteht. Der Akku muss ständig an das Ladegerät angeschlossen bleiben. Das Ladegerät sorgt nämlich dafür, dass der Akkuzustand optimal bleibt. Bei diesem Akkutyp ist mit einer Ladezeit von 4 bis 6 Stunden zu rechnen.
- Li-Ion Akku für E-Bikes: Lithium-Ion ist eine Sammelbezeichnung für die vielen Akkus, die Lithium enthalten. Dieser Akkutyp hat eine geringe Selbstentladung und eine lange (bzw. längere) Lebensdauer. Dem steht jedoch ein höherer Preis dieses Akkutyps gegenüber.
- LiPo Akku für E-Bikes: Der LiPo-Akku ist eine der besseren Akku-Varianten aus dem Sortiment mit Li-Ion-Akkus. Der Akku ist noch kleiner als ein durchschnittlicher Li-Ion-Akku. Nutzt du dein E-Bike längere Zeit nicht, dann wird empfohlen, diesen Akku mit 40 % Ladung zu lagern (vorzugsweise in einer kühlen Umgebung).
- E-Bike LiFePo4 Akku: Die neueste Akku-Generation trägt den Namen LiFePo4. Dieser Akku wurde in jeder Hinsicht verbessert und ist daher derzeit das Nonplusultra. Dem entspricht aber auch der Preis des Akkus.
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