E-Bikes sind eine großartige Möglichkeit, um im Sommer die Natur zu erkunden oder um schneller von A nach B zu kommen. Allerdings können heiße Tage eine Belastung für den E-Bike-Akku darstellen und seine Lebensdauer reduzieren. Es ist wichtig, den E-Bike-Akku bei heißen Temperaturen richtig zu behandeln, um seine Lebensdauer und Leistungsfähigkeit zu erhalten.
Die Auswirkungen von Hitze auf E-Bike Akkus
Hitze kann sich negativ auf die Leistung und Lebensdauer des E-Bike-Akkus auswirken. Wenn der Akku zu heiß wird, kann dies zu einer vorzeitigen Alterung und Schädigung der Zellen führen.
Wie Sie Ihren Akku vor Hitze schützen können:
- Schützen Sie den Akku vor direkter Sonneneinstrahlung: Vermeiden Sie es, den Akku in der prallen Sonne aufzuladen oder zu entladen.
- Lagern Sie den Akku nicht in direktem Sonnenlicht: Stellen Sie sicher, dass Ihr E-Bike im Schatten geparkt wird, wenn Sie es für längere Zeit draußen lassen. Es ist nicht empfehlenswert, das E-Bike in der direkten Sonne stehen zu lassen, insbesondere wenn der Akku noch im E-Bike eingesetzt ist. Die Hitze kann den Akku beschädigen und seine Lebensdauer verkürzen. Wenn möglich, sollte das E-Bike im Schatten oder in einem kühlen Raum aufbewahrt werden, insbesondere bei sehr hohen Temperaturen.
- Halten Sie den Akku kühl: Lagern Sie den Akku an einem kühlen Ort, wenn er nicht in Gebrauch ist.
- Entladen Sie den Akku nicht vollständig: Versuchen Sie, den Akku nicht vollständig zu entladen, da dies dazu führen kann, dass der Akku schneller überhitzt. Vermeiden Sie es, den Akku zu schnell zu entladen oder zu überladen. Achten Sie darauf, dass Sie den Akku nicht zu schnell entladen, indem Sie zum Beispiel den Motor auf einer zu hohen Stufe benutzen.
- Achten Sie auf die Ladezyklen: Vermeiden Sie es, den Akku auf 100% aufzuladen, wenn es nicht notwendig ist, da dies den Akku belasten kann.
- Wählen Sie einen kühlen und trockenen Ort: Wählen Sie einen kühlen und trockenen Ort, um den Akku während des Ladevorgangs aufzubewahren. Laden Sie den Akku nicht bei extrem hohen Temperaturen.
- Verwenden Sie das empfohlene Ladegerät: Verwenden Sie nur das vom Hersteller empfohlene Ladegerät, um den Akku zu laden.
- Verwenden Sie eine Abdeckung: Eine Möglichkeit, den E-Bike-Akku vor Hitze zu schützen, ist die Verwendung einer Abdeckung. Es gibt spezielle Hüllen und Taschen, die den Akku vor direkter Sonneneinstrahlung und hohen Temperaturen schützen können.
- Wählen Sie die richtige Farbe: Eine weitere Möglichkeit ist die Wahl der richtigen Farbe für das E-Bike. Dunkle Farben absorbieren mehr Sonnenlicht und erhitzen das Fahrrad schneller als helle Farben.
Es ist wichtig zu beachten, dass diese Maßnahmen den Akku zwar vor Hitze schützen können, aber nicht vollständig verhindern, dass er sich bei hohen Temperaturen erwärmt.
Die Auswirkungen von Kälte auf E-Bike Akkus
E-Bike-Akkus sind auch nur Menschen. Herrschen draußen große Kälte, geht das nicht spurlos an ihnen vorüber. Irgendetwas geschieht mit ihnen. Der Akku, der euch vor kurzem noch auf beispielsweise 80 Kilometern klaglos unterstützte, mag plötzlich schon nach 60 Kilometern nicht mehr.
Der Stromkreislauf und das Elektrolyt
Wer wissen möchte, was der Frost im Akku auslöst, muss sich - wohl oder übel - an die eigene Schulzeit erinnern. Physik und Chemie sind gefragt. Vermutlich nicht unbedingt die Lieblingsfächer von allen. Das Thema lautet: Stromkreislauf. Bei Begriffen wie Kathode als Bezeichnung für den Minuspol und Anode als Bezeichnung für den Pluspol macht es bestimmt klick. Diese beiden gehören zu einem Akku. Beim Entladen gelangen positive Lithium-Ionen von der Kathode zur Anode, damit elektrischer Strom fließt.
Leider passiert dies nicht im luftleeren Raum. Dann hätte sich unser Kälteproblem schnell erledigt. Stattdessen ist der Prozess an ein Medium gekoppelt, das Elektrolyt. Jene chemische Lösung gilt bei jedem Hersteller von Akkus als ein wohlgehütetes Betriebsgeheimnis. Gemein ist ihnen jedoch, dass sie bei sinkenden Temperaturen immer träger werden und in einen zähflüssigeren Zustand wechseln. Das erschwert den Ionen das Hin und Her zwischen den verschiedenen Polen. Der Kraftakt lässt den inneren Widerstand des Akkus ansteigen.
Batteriemanagementsystem (BMS)
In heutigen E-Bike-Akkus sorgt das Batteriemanagementsystem (BMS) dafür, dass dieser Prozess nicht ins Unendliche getrieben wird. Gäbe es keine Sicherheitsmaßnahmen, könnte die Kälte den Akku sogar vollends zerstören. Kennt ihr vielleicht von dem einen oder anderen Smartphone. Moderne BMS bewahren uns und den Akku also vor dem Schlimmsten.
Naturgesetze und die ihnen folgenden chemischen und physikalischen Reaktionen können sie allerdings noch nicht austricksen. Folglich verliert ein Akku bereits ab Temperaturen von weniger als zehn Grad Celsius an Leistungsfähigkeit, was sich beim E-Bike in geringeren Reichweiten niederschlägt. Ob das linear, exponentiell oder wie auch immer verläuft und zu welchen Verlustraten dies führt, können wir euch nicht sagen.
Verglichen mit den eben erwähnten Analysen klingt der Wert sogar noch recht optimistisch. Wie gesagt, das BMS reagiert sehr wohl auf kühlere Umgebungstemperaturen und kühlere Eigentemperaturen des Akkus. Normalerweise seht ihr auf eurem Display auch das Ergebnis der jeweiligen Berechnung, sodass ihr der Angabe tendenziell eher glauben könnt.
Alterung des Akkus
Weniger überraschend bereitet Kälte einem älteren E-Bike-Akku im Winter tatsächlich eher Probleme. Da ist er wieder, der menschliche Faktor. Genau wie wir altern auch Batterien grundsätzlich. Neben den schieren Jahren sind vor allem die Anzahl der jeweiligen Ladezyklen entscheidend. Je älter ein Akku ist und je öfter er schon komplett ge- und entladen wurde, desto mehr Schäden finden sich in seiner Struktur.
Die ideale Temperatur
Wie allgemein bekannt, liegt die ideale Temperatur für Lithium-Ionen-Akkus liegt bei ungefähr 20 Grad Celsius. Am besten also, ihr gönnt eurem E-Bike über den Winter einfach einen Urlaub an einem Ort mit etwa dieser Temperatur. Wie es zum Beispiel mit den Kanaren? Ladet den E-Bike-Akku bei Zimmertemperatur auf. Das Laden in der Kälte schadet Lithium-Ionen-Akkus nachweislich. Vermeidet schnelle Wechsel zwischen kalt und warm. Dadurch setzt sich eventuell Kondensat im Akku ab.
Angepasstes Fahrverhalten und Ausstattung
Abgesehen von einem korrekten Lagern könnt ihr mit einem angepassten Fahrverhalten das Leben für den Akku eures E-Bikes in der Kälte erleichtern. Beeinflussbar sind vor allem zwei wichtige Faktoren: der Umgang mit dem E-Antrieb sowie die Ausstattung. Einen merklichen Vorteil von vornherein haben alle, deren Akku vollständig im E-Bike integriert ist. Der Rahmen wirkt ein wenig wie ein Schal. Er hält nicht nur besser den Frost ab, sondern sorgt auch dafür, dass sich der Akku während der Fahrt schneller erwärmt. Bei Kälte den E-Bike-Akku mit Bedacht warmfahren und so die Betriebstemperatur langsam erhöhen. Ist die Betriebstemperatur erreicht, in kräftigeren Fahrmodus wechseln.
Selbst wenn ihr all diese Tipps beherzigt, verschwinden damit nicht alle Herausforderungen, die Kälte an den E-Bike-Akku stellt. Bleiben wird beispielsweise der enorme Rollwiderstand, mit dem der Schnee im Winter euer Vorankommen bremst. Auch der Schlupf bei rutschigen Bedingungen lässt den Akkuverbrauch ansteigen. Und sind trotz frostiger Temperaturen Straßen und Wege frei, rauben euch Winterreifen aufgrund ihrer eher weicheren Gummimischung oder den eingearbeiteten Spikes wertvolle Wattstunden.
Fortschritte in der Akkutechnologie
Möglicherweise haben sich bereits in einigen Jahren diese Tipps erübrigt. Mit dem Boom des E-Autos gewinnt natürlich auch die Wintertauglichkeit von Lithium-Ionen-Akkus an neuer Brisanz. In vielen Ecken der Welt laufen Forschungslabore auf Hochtouren - und vermelden erste Erfolge. So haben Mitarbeitende der Jiatong-Universität in Peking und der Chinesischen Akademie der Wissenschaften einen Akku entwickelt, der bei Temperaturen im Minus-Bereich trotzdem rund 86 Prozent seiner Ladekapazität abrufen kann. Forschende der University of California San Diego setzen sogar noch einen drauf. Ein Prototyp ihres Akkus weist bei minus 40 Grad Celsius noch rund 88 Prozent seiner Kapazität auf.
Hinzukommt die intensive Forschung zu den Akkus mit Feststoffzellenbatterien. Diese Technologie ersetzt das flüssige durch ein festes Elektrolyt. Von dem wird erwartet, dass es weniger stark auf Frost und Kälte reagiert.
Zusätzliche Schutzmaßnahmen
Bis solche Technologien in Akkus für E-Bikes auftauchen, vergehen garantiert noch etliche Jahre. Bis dahin könnt ihr dem Akku eures Fahrrades eine zusätzliche Schutzhülle verpassen. Solche aus Neopren gefertigten Cover bieten sowohl Fahrradhersteller selbst als auch Spezialisten wie Fahrer aus Berlin an. Das Prinzip diese Isolierung ist denkbar einfach. Während des Motor läuft und der Akku den für die Unterstützung nötigen Strom liefert, erwärmt er sich gleichzeitig. Diese Wärme strahlt gewöhnlich ungebremst in die Umgebung ab und geht aus Sicht des Akkus selbst somit verloren.
Wie viel Nutzen dieses wärmende Winterkleid bietet, wird in diversen Foren und Youtube-Kanälen fleißig diskutiert. Der Temperaturunterschied zwischen dem Fahren mit und ohne Hülle fällt in niedrigeren Unterstützungsstufen größer aus.
Neoprenhüllen als Schutz
E-Bikes werden immer beliebter und ganzjährig für Pendlerzwecke eingesetzt. Gerade in der Übergangszeit oder im Winter, wenn die Temperaturen sinken, führt das zum Abfall der Batterieleistung. Umd das zu verhindern hat beispielsweiseder Hersteller Fahrer aus Berlin sinnvolle Covers aus Neopren entwickeln, die den Akku schützen und die Reichweite erhöhen können. Philipp Elsner-Krause und seine Kollegen von Fahrer Berlin gelten als Pioniere beim Akku Schutz. Besonders beliebt sind die Neoprenhüllen des Herstellers aus Berlin. Sie sorgen dafür, dass E-Bike-Batterien vor Kälte geschützt werden. Damit wird ein Leistungsabfall verhindert. Eine sinnvolle Investition in passendes Zubehör rechnet sich.
Das Prinzip des Covers ist dem einer Thermoskanne ähnlich. Schließlich produziert die E-Bike-Batterie beim Entladen Wärme. Wenn keine optimalen Bedingungen für die Batterie vorherrschen, macht der Einsatz eines Covers Sinn. Vor allem in der Übergangszeit, wenn die Temperaturen sinken und es langsam kälter wird, lohnt sich der Einsatz des Akkuschutzes. Die Entladungswärme der E-Bike Batterie wird genutzt, um sie auf einem höheren Temperaturniveau arbeiten zu lassen.
Dabei sollten Sie beachten, dass Sie die Batterie nicht im Freien lagern und auskühlen lassen sollten. Ideale Bedingungen für einen E-Bike Akku sind Temperaturen über 20° C. Pendler nehmen ihn am besten über Nacht in die warme Wohnung mit und laden sie dort auf. Kurz vor dem Losfahren stecken Sie die Batterie in das Fach und ummanteln diese mit dem Cover. So wirken Innentemperatur und Eigenerwärmung gemeinsam.
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