E-Bike-Akku: Was steckt in der mobilen Batterie? (mit Grafiken)

E-Fahrräder sind längst kein Novum mehr auf deutschen Straßen. Laut Zweirad-Industrie-Verband (ZIV) nahmen 2018 ganze 980.000 E-Bikes am Straßenverkehr teil* – das sind 36 Prozent mehr als im Vorjahr. 2019 dürfte diesbezüglich noch einmal zugelegt haben. Schon allein das boomende Bike-Sharing hat daran einen großen Anteil. Doch ohne einen leistungsstarken Akku kann das E-Bike seinen Zweck nicht erfüllen. Wir haben uns angeschaut, was in einem E-Bike-Akku steckt, was seine Lebensdauer negativ beeinflusst und wie man ihn richtig behandelt. Die Ergebnisse sind auf einbettbaren Grafiken zusammengefasst.

Die Vorteile eines elektrischen Fahrrads sind offenkundig: Durch die Unterstützung beim Antrieb sind Gegenwind und Anstiege kein schweißtreibendes Problem mehr. Dadurch sind die ersten Amtshandlungen im Büro auch nicht das Umziehen und Verstauen der verschwitzten Kleidung, sondern wahrscheinlich eher Kaffee-Holen und PC-Hochfahren. Und wer denkt, dass E-Bikes deswegen etwas für Faule sind, der irrt sich. Denn Studien belegen, dass E-Radler längere Strecken zurücklegen und damit länger unterwegs sind.

E-Bike auf Straße Jump by Uber in Berlin Prenzlauer Berg

Wie funktioniert ein E-Bike?

Laut ZIV-Zahlen sind 99 Prozent der elektrisch betriebenen Fahrräder auf deutschen Straßen sogenannte „E-Bikes 25“. Das heißt, dass es sich um Elektrofahrräder handelt, deren Antriebssystem den Fahrer bis zu einem Tempo von 25 km/h unterstützt. Es gibt in dieser Hinsicht auch Ausnahmen, die jedoch aufgrund ihrer geringen Nutzung für diesen Beitrag nicht allzu relevant sind.

Wenn du ein E-Bike in dieser 25er-Kategorie hast beziehungsweise dir eins zulegen möchtest, musst du wohl oder übel in die Pedale treten. Dabei messen Sensoren die Frequenz und Kraft, die beim Treten aufgewendet werden. Der Motor unterstützt beim Vorwärtskommen, übernimmt das Fahren aber nicht gänzlich. Hinsichtlich Unterstützungslevel gibt es unterschiedliche Stufen wie Eco – das bedeutet wenig Unterstützung – und Turbo – hier supportet der Motor stark, benötigt aber auch viel Akkuleistung.

Eben dieser Akku ist das Herzstück des E-Bikes. Er sorgt dafür, dass der Radfahrer an den gewünschten Stellen die Unterstützung erhält, die er benötigt. Dabei ist das Fahrverhalten ein wichtiger Faktor bei der Akku-Lebensdauer. Die folgende Infografik zeigt, was weder der Reichweite noch der Lebensdauer des Akkus gut tut:

Grafische Darstellung von acht negativen Faktoren für die Lebenserwartung eines E-Bike-Akkus

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Wie sollte der E-Bike-Akku richtig behandelt werden?

In der obigen Grafik wurde bereits deutlich, wie Umwelteinflüsse auf die Reichweite eines E-Bikes einwirken und nicht nur die Watt-Stunden-Zahl. Unabhängig von den externen Faktoren sind die fast ausschließlich verwendeten Lithium-Ionen-Akkus exzellente Stromspeicher und erreichen eine Reichweite zwischen 130 und 200 km. Es liegt am Menschen, das bestmögliche aus diesen Grundvoraussetzungen herauszuholen:

  1. Gleichmäßige Trittfrequenz von 60 bis 80 Umdrehungen pro Minute
  2. Stop-and-go vermeiden
  3. Rechtzeitig schalten
  4. Geringe Unterstützungsstufe wählen
  5. Luftdruck kontrollieren
  6. Mechanische Teile regelmäßig reinigen

Weitere wichtige Tipps zum Handling des Akkus, wenn er nicht am E-Bike angebracht ist, gibt diese Grafik. Nicht nur das Fahrverhalten beeinflusst nämlich die Lebensdauer des Akkus, auch die Aufbewahrung und Wartung hat einen entscheidenden Einfluss:

Grafische Darstellung von acht hilfreichen Tipps für die Behandlung und Aufbewahrung eines E-Bike-Akkus

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Wie viel Leistung hat ein moderner E-Bike-Akku?

Je mehr Watt-Stunden ein Akku aufweist, desto größer ist seine Reichweite. Heutzutage liegt die Wh-Zahl bei 400 bis 500. Diese variiert von Hersteller zu Hersteller und Art des E-Bikes. Ein Trekking-Rad hat in der Regel eine höhere Wh-Zahl als ein City-Bike. Das muss es auch, ist der Akku doch aufgrund der vielen Anstiege und der damit verbundenen höheren Unterstützungshäufigkeit stärkeren Anforderungen ausgesetzt. Das bedeutet allerdings auch, dass gerade Akkus, die vermehrt im hohen Unterstützungsbereich laufen, häufiger geladen werden müssen. Deswegen erreichen diese nicht dieselbe Lebensdauer wie die Akkus von City-Bikes.

Ein E-Fahrrad-Akku kann circa 1000x geladen werden, jedoch nimmt die Leistungsfähigkeit nach ungefähr 500 Ladezyklen ab. Es kann also sinnvoll sein, bereits vorzeitig einen neuen Akku beziehungsweise einen Ersatz-Akku zu kaufen – gerade dann, wenn es häufiger in bergige Regionen geht. Apropos Ladezyklen: Bei Lithium-Ionen-Batterien gibt es keinen Memory Effekt. Das heißt, wenn der Akku zu 50 Prozent geladen hat und dann abgekoppelt wird, handelt es sich nicht um einen vollen Ladezyklus, sondern um einen halben. Erst wenn 100 Prozent aufgeladen wurden (egal, in wie vielen Einzel-Intervallen), ist ein Ladezyklus komplett. Mehr dazu auf der folgenden Grafik:

Grafische Darstellung von Daten und Informationen zum Energiegehalt von E-Bike-Akkus auf Lithium-Ionen-Basis

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Fazit

Reichweite und Lebensdauer eines E-Bike-Akkus hängen nicht allein von der Technik in und der Leistungsfähigkeit von der Batterie ab, sondern zu großen Teilen von dem richtigen Verhalten und Handling des Radlers. Wichtig ist, sich nicht auf die Herstellerangaben allein zu verlassen, denn gerade die Reichweiten beziehen sich auf einen Optimalfall, der in der Praxis selten eintritt. Mit einem Mittelklasse-Akku können realistisch 40 bis 60 Kilometer erreicht werden. Jedoch versprechen Hersteller deutlich größere Distanzen, jedoch sind in diesen Werten externe Einflüsse wie Gegenwind, Fahrbelag, Anstieg etc. nicht einbezogen.

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* Der Einfachheit halber wird in dem Artikel der Begriff ‚E-Bike‘ verwendet, auch wenn es einen Unterschied zwischen E-Bikes und beispielsweise Pedelecs gibt. Pedelecs unterstützen den Fahrer, sobald er in die Pedale tritt. E-Bikes hingegen sind elektromotorisierte Räder, die ohne Treten des Radlers per Knopfdruck beschleunigen können. Jedoch besitzen Pedelecs mittlerweile oft Anfahrhilfen und viele Händler kennzeichnen ihre eigentlichen Pedelecs als E-Bikes, weswegen die Begriffe nicht mehr trennscharf voneinander definiert werden können.

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