Der Aufbau eines E-Bike Akkus – Was steckt drin?
Ein E-Bike Akku besteht aus mehreren wichtigen Komponenten, die für die Leistung und Lebensdauer entscheidend sind. Erfahre hier, wie ein Akku aufgebaut ist und wie du ihn optimal pflegen kannst. Falls du noch mehr über dein Akkumodell erfahren möchtest, zögere nicht uns zu kontaktieren.
Das Zellpaket
Das Zellpaket ist der Kraftspeicher des Akkus. Es besteht auf vielen Einzelzellen und speichert beim Laden die Energie um sie beim Fahren wieder abzugeben. Umso größer die Kapazität des Zellpakets ist, umso länger kann die gleiche Energie während der Fahrt abgegeben werden. Die Reichweite die du mit Unterstützung fahren kannst ist damit von der Kapazität abhängig.
- Energiespeicher
Jedes Zellpaket besteht dabei aus einer unterschiedlichen Anzahl unterschiedlicher Zellen. Ein Einheits-Zellpaket gibt es nicht. Auch die Anordnung der Zellen ist bei allen Zellpaketen unterschiedlich. Aus diesem Grund ist die Herstellung aufwändiger als vielleicht gedacht. Die meisten modernen e-Bike Akkus bestehen aus etwa 28 bis 60 Lithium-Ionen-Rundzellen (siehe Bild). Diese werden über Verbinder (Hiluminstreifen- oder platten) in einem bestimmten Muster über ein spezielles Punktschweißverfahren miteinander verbunden. Die Kapazität und Haltbarkeit eines kompletten Zellpakets werden von der Art der Einzelzelle, der Anzahl der Zellen und der Qualität der Verbindung bestimmt.
Die Liofit GmbH verwendet für alle Zellpakete nur 3 unterschiedliche Zellen, da sich diese als die stärksten und/oder haltbarsten herausgestellt haben. Für die Verbinder nutzen wir mittlerweile bei vielen Modellen Hiluminplatten, die die Zellpakete noch haltbarer machen. Damit können wir die höchste Qualität aller am Markt verfügbaren Zellpakete garantieren!
Zelle: Lithium-Ionen-Batterie
Lithium-Ionen-Batterien sind der Standard für E-Bike-Akkus, da sie eine hohe Energiedichte besitzen und eine lange Lebensdauer haben. Eine einzelne Zelle besteht aus 3 festen Schichten, die aufgerollt werden:
- Anode (meist Graphit)
- Separator (aus Keramik)
- Kathode (z. B. Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxid, NMC)
Um die Leitfähigkeit – also den Ionenfluss – herzustellen wird zusätzlich ein Elektrolyt (flüssig) eingesetzt.
Zellpaket
In einem Zellpaket werden mehrere solcher zylindrischer Zellen zusammengeschaltet. Meist sind es bei E-Bike Akkus 28-60 Stück. Dabei gibt es zwei Hauptarten der Verschaltung, die dann die Kapazität ausmachen:
- Parallelschaltung erhöht die Kapazität (Ah)
- Reihenschaltung erhöht die Spannung (V)
Kapazität
Spannung (V) × Amperestunden (Ah) = Kapazität (Wh)
Bei einigen Akku-Modellen ist es möglich, die Kapazität eines Akkus zu erhöhen, indem leistungsstärkere Zellen mit höherer Ah-Kapazität verbaut werden. Dadurch steigt die Reichweite des E-Bikes, ohne das Gehäuse oder die Elektronik zu verändern – eine top Alternative zum Neukauf.
Beispiel:
Ein 36V Akku kann sich unterschiedlich zusammensetzen und unterschiedlich hohe Kapazitäten aufweisen. Basis ist bei dieser Berechnung eine zylindrische Zelle à 2,9Ah
- 10 in Reihe geschaltete Zellmodule aus je 4 Zellen parallelgeschaltet (11,6 Ah) = 418Wh
- 10 in Reihe geschaltete Zellmodule aus je 6 Zellen parallelgeschaltet (17,4 Ah) = 626Wh
Mit leistungsstärkeren Zellen von 3,5Ah liese sich die Kapazität noch einmal steigern.
Verschleiß
Negative Faktoren wie geringer Ladezustand / Entladetiefe (z.B., wenn ein Akku lange leer lagert), Ladegeschwindigkeit (z.B., wenn nicht das Original Ladegerät genutzt wird), zu hohe oder zu niedrige Temperaturen (20 Grad sind ideal, deutlich darüber oder darunter sind langfristig schädlich) oder minderwertige Zellen beschleunigen den Prozess des Verschleißes.
Das BMS (Batterie-Management-System)
Das Batterie-Management-System, kurz: BMS, ist die Schutzelektronik des Akkus. Sie ist exakt auf das Akkumodell angepasst und in jedem Akku Pflicht. Die Akkuelektronik regelt alle Sicherheitsfunktionen und häufig zusätzliche Funktionen wie die Übermittlung der Restkapazität an das Display des Fahrrads.
- Überspannungsschutz
- Tiefentladungsschutz (Akku-Typ abhängig)
- Kurzschlusssicherung
- Über-Strom-Schutz
- Temperaturschutz
- Balancing-Funktion
- Kommunikatiosschnittstelle
Alle Sicherheitsfunktionen und auch alle anderen Funktionen sind exakt auf deinen Akku abgestimmt. Über die Kommunikationsschnittstelle werden bei vielen Akkus Informationen des Akkus an das Display übergeben. Bei Einbau eines Fremdakkus oder beim Wechsel der Elektronik (BMS) wird der Akku nicht funktionieren. Weiterhin muss nach einem Zellentausch die neue Kapazität in der Elektronik gespeichert werden. Ansonsten übermittelt die Elektronik auf Basis des alten Zellpakets viel zu schnell den Zustand „leer gefahren“ an das Display. Obwohl im Zellpaket noch genug Restenergie gespeichert ist, setzt die Unterstützung des Motors aus.
Liofit hat sich der BMS-Reparatur schon früh gewidmet. Bei fast allen Reparaturen, selbst bei einem Zellentausch muss das BMS überprüft und gegebenenfalls neu eingestellt werden. Unsere Konkurrenten führen meist einen einfachen Zellentausch ohne Beachtung der Elektroniken durch. Die Folge: Häufig kann die neue Kapazität nicht ausgefahren werden und viel Potenzial verschenkt. Mit unserer langjährigen Arbeit haben wir uns ein riesiges Wissen über die Elektroniken aller Hersteller angeeignet und reparieren auch die schwierigsten BMS-Fehler.
Das Gehäuse
- Spritzwasserschutz
- Sturzschutz
- Diebstahlschutz
Liofit hat dutzende Austauschgehäuse fast aller Akkus aller Marken auf Lager. Somit können Akkus mit kleineren Beschädigungen (gebrochenen Halterungen, defekten Dichtungen, …) kostengünstig und sicher repariert werden.
Starte jetzt den Reparaturauftrag! Einfach den Akku und die Reparaturen auswählen, den Akku zu uns schicken und wir kümmern uns um den Rest.
