Wenn Sie in den letzten Jahren ein Fahrrad gekauft haben, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass es sich um ein E-Bike handelt. Elektrofahrräder sind heute die am schnellsten wachsende Fahrradart der Welt. 2021 werden sie die Straßenfahrräder als drittgrößte Fahrradkategorie überholt haben, und 2022 wird der Umsatz mit E-Bikes über 800 Millionen Dollar betragen. E-Bikes verkaufen immer noch mehr als Elektroautos, und das aus gutem Grund. Der leichte Elektromotor eines E-Bikes verleiht allen Arten von Fahrten einen kräftigen Schub, vor allem bei Alltagsfahrten wie Pendeln und Besorgungen. (Außerdem gibt es für einige E-Bike-Fahrer einen netten Steueranreiz).
Das Herzstück dieses Systems ist ein leistungsstarker Lithium-Akku. Die richtige Pflege dieses Akkus und das Wissen, wie man ihn richtig auflädt, sind der Schlüssel zu einer optimalen Reichweite und einer langen Lebensdauer des Akkus. Hier erfahren Sie, was Sie über das Laden Ihres E-Bike-Akkus wissen müssen.
Grundlagen des sicheren Ladens
Sie sollten Ihren Akku drinnen, an einem geeigneten Ladegerät und bei ausgeschaltetem Motorsystem aufladen. Während E-Bike-Motoren, -Batterien und -Kabel witterungsbeständig sind, sind „Ladegeräte nicht für die Verwendung im Freien vorgesehen.
Die Verwendung des richtigen Ladegeräts ist in erster Linie eine Frage der Sicherheit. Wenn eine moderne Lithiumbatterie signalisiert, dass sie geladen werden kann, stellt das Batterieüberwachungssystem im Ladegerät sicher, dass die Temperaturen im Inneren der Batterie optimal sind, um die Ladung aufzunehmen, und schaltet sich bei Bedarf ab. Ein Fremdladegerät – selbst wenn es für die gleiche Leistung ausgelegt ist – verfügt nicht über alle Funktionen dieses Batteriemanagementsystems, so dass selbst bei einem Temperaturanstieg Strom zur Batterie fließen kann, was ein Brandrisiko darstellt.
Das Risiko von Batteriebränden ist gering, aber es wird allgemein empfohlen, Batterien während des Ladevorgangs nicht unbeaufsichtigt zu lassen. Sie können den Akku zum Aufladen am Fahrrad lassen oder ihn abnehmen, solange er nicht auf oder in der Nähe von brennbaren Gegenständen steht (wie z. B. dem Reservekanister in der Garage). Wenn Sie sich ein preisgünstiges E-Bike mit einem Motor- und Batteriesystem einer Hausmarke oder einer anderen Marke ansehen, achten Sie darauf, dass der Akku und das Ladegerät eine UL 2849-Zertifizierung der Underwriters Laboratories tragen. Dies ist der branchenweite Standard für sichere elektrische Systeme und Batterieladegeräte für E-Bikes. Einige Fahrradläden lehnen es ab, E-Bikes mit Motor- und Batteriesystemen zu reparieren, die diesen Stempel nicht tragen, und begründen dies mit der Brandgefahr, wenn sie über Nacht im Laden stehen.
So optimieren Sie Reichweite und Lebensdauer des Akkus
Beginnen wir mit einigen Definitionen. Die Reichweite ist im Wesentlichen die Laufzeit: wie lange ein Akku mit einer einzigen Ladung durchhält, ausgedrückt in Fahrkilometern. Die Reichweite ist selbst bei ein und demselben Fahrrad unterschiedlich. Bei einer flachen Fahrt ins Büro mit einem leichten Rucksack ist die Reichweite höher als bei einer voll beladenen Fahrt bergauf von Costco nach Hause. Die meisten E-Bikes haben heute eine Reichweite von 25-75 Meilen, abhängig von diesen Faktoren.
Die Lebensdauer gibt an, wie oft ein Akku entladen und wieder aufgeladen werden kann, bevor er deutlich an Kapazität verliert. Wenn die Kapazität nachlässt, werden Sie während der Fahrt keine geringere Leistung bemerken, aber die Reichweite nimmt ab. Ein gängiger Richtwert für die Lebensdauer von E-Bike-Akkus sind 500 „volle“ Entlade-/Ladezyklen (wenn Sie die Hälfte der Akkukapazität nutzen und wieder aufladen, ist das ein halber Zyklus), was etwa drei bis fünf Jahren normaler Nutzung entspricht, bevor die Kapazität merklich abnimmt.
Obwohl Reichweite und Lebensdauer eines Akkus nicht dasselbe sind, hängen sie doch zusammen, und Maßnahmen, die die Reichweite verringern, verkürzen mit der Zeit auch die Lebensdauer. Ein großer Übeltäter ist die starke Beanspruchung des Motors, z. B. wenn Sie ihn ständig im Boost- oder Turbomodus laufen lassen, was bedeutet, dass bei einer bestimmten Strecke immer mehr Motorleistung benötigt wird als bei niedrigeren Unterstützungsstufen. Dadurch werden die Ladezyklen der Batterie schneller durchlaufen, was ihre Lebensdauer verkürzt.
Ein weniger offensichtlicher Faktor, der Motoren und Batterien belastet, ist die Trittfrequenz. Die meisten E-Bike-Motoren sind für eine Effizienz bei einer Trittfrequenz von 70-90 U/min optimiert. Sie können die Effizienz verringern, wenn Sie zu schnell in die Pedale treten.o Häufiger ist eine suboptimale Effizienz, wenn Sie in einem großen Gang zu langsam treten. Dies ist dasselbe wie das „Schleppen des Motors“ in einem Auto; egal ob Benzin- oder Elektromotor, der Motor arbeitet härter. Wählen Sie Ihre Gänge mit Bedacht, um im Bereich von 70-90 U/min zu bleiben.
Fehler, die Ihre Batterie zerstören
Wenn Sie ein neues E-Bike kaufen, sollten Sie den Akku voll aufladen, bevor Sie damit fahren, da er wahrscheinlich schon eine Weile inaktiv war. Lithiumbatterien haben jedoch kein „Gedächtnis“, d. h. sie müssen nicht jedes Mal vollständig entladen und wieder vollständig aufgeladen werden, um ihre volle Kapazität zu behalten. Es ist sogar besser, eine Batterie nicht bis zum Nullpunkt zu entladen. „Wenn man die Batterie vollständig entlädt, kann sie dauerhaft beschädigt werden“, sagt er, und sie wird sich nie wieder mit ihrer vollen Kapazität aufladen.
Wenn Sie einige Wochen oder länger nicht mit dem Fahrrad fahren, sollten Sie es (oder zumindest die Batterie) an einem trockenen Ort bei Raumtemperatur lagern, wobei die Batterie zwischen 30 und 60 Prozent der vollen Ladung betragen sollte. Dies ist der stabilste Wert für eine langfristige Lagerung und verringert die Gefahr einer Tiefentladung, die die Batterie beschädigen würde. Lassen Sie Ihre Batterie nicht über längere Zeit am Ladegerät angeschlossen. Das ist nicht nötig und kann zu einem kurzen Entlade-/Aufladezyklus führen, der schließlich die Kapazität verringert. Wenn Sie längere Zeit nicht mit dem Fahrrad fahren, sollten Sie den Ladezustand der Batterie monatlich überprüfen und teilweise aufladen, wenn er unter 30 Prozent sinkt.
Lithiumbatterien werden durch kaltes Wetter weniger beeinträchtigt als andere Batterietypen, und die Reichweite sollte sich nicht verringern, es sei denn, die Temperaturen sind wirklich arktisch. Forscher des Energieministeriums haben jedoch kürzlich herausgefunden, dass eine längere Lagerung von Lithiumbatterien unter dem Gefrierpunkt einen Teil der Batteriekathode beschädigen kann, was zu einer Verringerung ihrer Kapazität führt. Lithiumbatterien lassen sich bei kalten Temperaturen auch nicht effektiv aufladen. Wenn Sie Ihr Fahrrad draußen oder in einem unbeheizten Raum aufbewahren und in einem Gebiet mit Temperaturen unter dem Gefrierpunkt leben, sollten Sie die Batterie bei Nichtgebrauch nach drinnen bringen, sagt Kapoor.
Schützen Sie die Batterie auch vor extremer Hitze, z. B. wenn sie neben einem sonnigen Fenster oder einem heißen Auto steht. Übermäßige Hitze kann die Temperatur der Batterie so weit erhöhen, dass ihre Komponenten beschädigt werden. Im Extremfall kann sie zu einem so genannten thermischen Durchgehen beitragen, bei dem eine Batterie in einen instabilen, unkontrollierbaren Selbsterhitzungszustand gerät, der zu einem Brand führen kann.
Sie müssen nicht nach jeder Fahrt aufladen. Das Aufladen der Batterie klingt zwar schlau, führt aber mit der Zeit zu einem schnelleren Abbau der Kapazität. Wenn Sie mit einer Ladung eine Reichweite von 50 Meilen erzielen und täglich 10 Meilen fahren, müssen Sie nur alle drei bis vier Tage nachladen.
Wenn es Zeit für einen Austausch ist
Auch wenn Sie eine Batterie gut pflegen, wird sie mit der Zeit an Kapazität verlieren. Sie erkennen dies an der Reichweitenanzeige Ihres Fahrrads auf dem Steuergerät. Die Kapazität ist ein wichtiger Indikator für den Zustand einer Batterie. Wenn Sie also feststellen, dass Ihre Reichweite auf 70 Prozent oder weniger des Werts im Neuzustand Ihres Fahrrads sinkt, ist das ein Zeichen, dass Sie einen Austausch planen sollten. Wenn Ihr Akku weniger als zwei Jahre alt ist und deutlich unter der Originalkapazität liegt, könnte es sich um einen Garantieanspruch handeln (die Bedingungen variieren je nach Hersteller).
Wenn es sich nicht um einen Garantiefall handelt, ist die Entscheidung über den Zeitpunkt des Austauschs eine Frage der persönlichen Vorliebe, sagt Kapoor. „Wenn die Batterie ursprünglich eine Reichweite von 50 Meilen hatte und jetzt nur noch 40 Meilen schafft, würde ich das nicht als ‚Ende der Lebensdauer‘ bezeichnen, wenn man mit den 40 Meilen Reichweite leben kann. Eine Batterie mit reduzierter Kapazität sollte immer noch sicher sein.
Kaufen Sie immer eine Ersatzbatterie eines Markenherstellers. Genauso wie Batterien und Ladegeräte aufeinander abgestimmt sein sollten, sind auch Batterien und Motoren so konzipiert, dass sie zusammen funktionieren. Versuchen Sie niemals, eine beschädigte Batterie zu reparieren, und lassen Sie das auch niemanden tun. Entgegen den Anleitungen, in denen dies behauptet wird, geht es hier nicht nur um die Gier der Unternehmen oder um die rechtliche Absicherung der Hersteller. E-Bike-Akkus werden zwar fast immer aus Standard-18650-Zellen hergestellt, die in vielen Produkten (sogar in Elektroautos) verwendet werden, aber diese Zellen haben eine Vielzahl unterschiedlicher chemischer Eigenschaften, Kapazitäten und Stromstärken, und das, bevor wir überhaupt dazu kommen, eine Reihe von ihnen zu verbinden und den Akku wieder in das Gehäuse einzubauen. Der kleinste Fehler in diesem Bereich erhöht das Brandrisiko. Wenn Sie eine neue Batterie brauchen, kaufen Sie einfach eine.
Händler, die Ihre Fahrradmarke verkaufen, können Ihnen eine direkte Ersatzbatterie für dieses Fahrrad oder diese Motormarke bestellen. Die Kosten variieren je nach Batteriegröße und Marke, aber planen Sie $400-$800 für eine neue Einheit ein.
Ein Händler kann Ihre alte Batterie auch recyceln. Warum recyceln? Selbst eine verbrauchte Batterie enthält Rohstoffe, aus denen neue Batterien hergestellt werden können, und zwar zu geringfügig niedrigeren Energiekosten und mit weniger Umweltschäden als bei der Herstellung aus neuen Materialien. Verbrauchte Lithiumbatterien stellen außerdem ein Brandrisiko auf Mülldeponien dar und können giftige Metalle und andere Chemikalien in den Boden und in die Luft freisetzen.
Im Falle eines Brandes
Batteriebrände sind zwar selten, kommen aber dennoch vor. Wenn sich Ihr Akku beim Aufladen heiß anfühlt, ziehen Sie sofort den Stecker des Ladegeräts aus der Steckdose. Wenn möglich, legen Sie den Akku in einen Metallbehälter, z. B. einen Eimer (besser noch einen mit Sand gefüllten), der von allen brennbaren Gegenständen entfernt ist.
Wenn die Handhabung jedoch nicht sicher ist, rufen Sie sofort den Notruf an und teilen Sie dem Disponenten mit, dass es sich um einen Brand einer Lithiumbatterie handelt, für den andere Löschmethoden erforderlich sind als für herkömmliche Brände. Gießen Sie kein Wasser auf einen Batteriebrand; Wasser und Lithium reagieren und erzeugen Wasserstoff, der hochentzündlich ist. Ein handelsüblicher Feuerlöscher kann helfen, aber im Falle eines Brandes sind möglicherweise Spezialwerkzeuge erforderlich.