Eines der wichtigsten Kaufkriterien für ein E-Bike ist der Akku, wie er funktioniert und was eine gute Akku-Leistung beeinflusst. Kein E-Bike ohne Akku! Ein herkömmliches Fahrrad wird mit reiner Muskelkraft betrieben, bei einem E-Bike unterstützt dich ein Elektromotor dabei. Der E-Bike-Akku liefert dem Motor die nötige Energie für diese Tretunterstützung und muss dementsprechend leistungsstark und zuverlässig sein.
Wie 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 Kapazität des Akkus ist ein wichtiger Parameter, den E-Bike-Hersteller gerne verwenden, um die Leistung ihrer Modelle zu bewerben. Sie beeinflusst Reichweite und Leistung des E-Bikes. Eine höhere Kapazität bedeutet, dass der Akku mehr Energie speichern kann, was zu einer längeren Reichweite führt. Das E-Bike kann also weiter fahren, bevor der Akku wieder aufgeladen werden muss. Ein Akku mit einer Kapazität von 400 Wattstunden (Wh) kann eine Stunde lang eine Leistung von 400 Watt liefern (oder zwei Stunden bei 200 Watt usw.).
Je mehr Wattstunden, desto mehr Kapazität und theoretische Reichweite. Hersteller geben oft eine durchschnittliche Reichweite basierend auf bestimmten Testbedingungen an. Die tatsächliche Reichweite kann variieren, abhängig von Ihren individuellen Bedingungen wie Gewicht des Fahrenden und Fahrweise. Man sollte die Herstellerangaben daher nur als grobe Orientierung betrachten.
Moderne Lithium-Ionen-Akkus liefern im Durchschnitt zwischen 400 und 750 Wh. Das bringt eine maximale Reichweite von etwa 75 bis 130 Kilometern. Akku-Kapazitäten ab 400 oder 500 Wh gehören bei Stadt- und E-Trekking-Rädern zum Standard.
Was ist 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.
E-Bike Akku: Positionen und Typen
Hast du dich bisher an der Kapazität und Reichweite orientiert? Dann solltest du wissen, dass auch die Position des E-Bike-Akkus eine wichtige Rolle spielt. Diese beeinflusst nämlich das Fahrgefühl und den Schwerpunkt des Systems. Die Position des Akkus wirkt sich auf das Aussehen, das Fahrverhalten und auf die praktische Verwendung des E-Bikes aus.
Durch den Akku hat das Elektrofahrrad aber auch ein höheres Gewicht. Zusammen mit unter anderem dem E-Bike-Motor führt der Akku dazu, dass ein elektrisches Fahrrad durchschnittlich sechs Kilogramm schwerer als ein normales Rad ist. Dieses zusätzliche Gewicht hat natürlich auch Einfluss auf das Gleichgewicht des Elektrofahrrads und seinen Schwerpunkt. Dabei gilt: Je niedriger der Akku am E-Bike angebracht ist, desto stabiler ist die Straßenlage.
Bei Gazelle E-Bikes stehen die folgenden drei Akkupositionen zur Auswahl: Unter dem Gepäckträger, am Rahmen montiert oder im Rahmen integriert. Hier kannst du nachlesen, welche Akku-Positionen und -typen es gibt und welche Vor- und Nachteile diese jeweils mit sich bringen.
Vor- und Nachteile: Akku-Positionen
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?
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.
Welcher Akku-Typ ist der beste?
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. Den Typ NiCd - die Abkürzung steht für „Nickel-Cadmium“ - findet man nur noch bei Elektrofahrrädern aus zweiter Hand. 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 (oder ein davon abgeleitetes Kürzel: LP4, LFP, LFP4). Dieser Akku wurde in jeder Hinsicht verbessert und ist daher derzeit das Nonplusultra. Dem entspricht aber auch der Preis des Akkus. Rechnerisch ist die Anschaffung eines E-Bikes mit LifePo4-Akku eine Überlegung wert, da der Akku länger hält und die Wahrscheinlichkeit geringer ist, dass er ersetzt werden muss, bevor ein Ersatz des Elektrofahrrads selbst ansteht. Derzeit ist nur ein begrenztes Angebot an E-Bikes mit diesem Akkutyp ausgestattet. Das Angebot wird in Zukunft größer werden.
Checkliste: Akku-Reichweite steigern
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.
- Unterstützungsmodus: E-Bikes bieten oft verschiedene Unterstützungsmodi, die den Energieverbrauch beeinflussen.
- Fahrergewicht: Das Gewicht des Fahrers und eventueller Passagiere beeinflusst die Reichweite.
- Fahrgeschwindigkeit: Höhere Geschwindigkeiten erfordern mehr Energie, da der Luftwiderstand zunimmt.
- Gelände: Das Gelände, auf dem Sie fahren, hat einen erheblichen Einfluss auf die Reichweite.
- 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.
- Temperatur: Die Umgebungstemperatur kann die Leistung des Akkus beeinflussen.
- Gewählter Gang: Die Wahl des richtigen Gangs beeinflusst die Anstrengung des Motors und den Energieverbrauch.
- 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.
Kosten von E-Bike-Akkus
Ab 2000 Euro gibt es E-Bikes mit solider Akku-Qualität. Jedoch wird dann oft am Rahmen und der Ausstattung gespart. E-Bikes mit Aluminiumrahmen und guten Federungskomponenten sind in der Preisklasse von 2000 bis 3500 Euro zu haben.
Die Preisspanne für E-Bike-Akkus (ohne Fahrrad) kann je nach Akku-Kapazität von rund 300 Euro bis über 1000 Euro reichen.
E-Bike-Akku unter dem Gepäckträger
Gepäckträger-Akkus findet man oft bei Stadträdern und später umgebauten Fahrrädern. Die Akkus sind gut entfernbar und schnell austauschbar. Der Antrieb, der in diesem Fall am häufigsten vorkommt, ist oft ein Vorderradantrieb. In den letzten Jahren sind immer mehr Hinterradantriebe und Mittelantriebe auf den Markt gekommen.
Vorteile:
- Ideal für Fahrräder mit niedrigem Einstieg
- Je nach Design unauffällig
- Passt auf fast alle Fahrräder
- Akku fast immer entfernbar
- Fast alle Gepäckträger-Akkus können überholt werden
Nachteil:
- Langer Kabelbaum, etwas mehr Störungsanfällige Bekabelung
- Schwerpunkt nach oben und hinten verschoben
- Das Fahrverhalten ist etwas anders als bei einem normalen Fahrrad
- Ein Kindersitz ist manchmal schwierig zu montieren
E-Bike-Akku vor oder hinter das Sitz-Rahmen Rohr
Bei verschiedenen E-Bikes gibt es auch Akkus, die vor oder hinter das Sitz-Rahmen Rohr montiert sind. Diese Position unter dem Sattel findet man beispielsweise oft bei Flyer-Fahrrädern und Klapprädern.
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