Akku und Antrieb 12.08.2011, 12:08 Uhr

Pedelecs oder E-Bikes: Reichweiten wichtig

Beim Kauf von Pedelecs oder E-Bikes lassen sich Kunden von Reichweiten-Angaben der Hersteller lenken. Wie lang der Akku reicht, lässt sich zwar überschlägig prüfen, doch über die Effizienz des Antriebs sagt das nichts aus. Auch auf die Frage, ob Rekuperation lohnt, gibt es keine allgemeingültige Antwort. Neue Batterietechnologien und neuartige Ladesysteme könnten manche Entscheidung erleichtern.

„Wärme ist immer ein schlechtes Zeichen“, sagt Robin Vanhaelst von der Fakultät für Fahrzeugtechnik an der Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften Wolfsburg. Der Ingenieur betreut dort einen frisch eingerichteten Prüfstand für Pedelecs und E-Bikes, an dem Hersteller die Wirkungsgrade kompletter Antriebsstränge durchmessen lassen können. „Wenn der Elektromotor schon nach einer kurzen Probefahrt sehr warm ist“, so rät er, „ist das ein deutlicher Hinweis auf eine falsche Auslegung der Steuerung.“ Dann werde der kostbare Strom statt in Vortrieb in Wärme umgesetzt.

Das ist gerade bei Elektromotoren ärgerlich, deren Stärken eigentlich in einem Wirkungsgrad von über 90 % liegen. Vanhaelst sieht gerade in der Steuerungstechnik vieler Pedelecs und E-Bikes im Markt noch großes Optimierungspotenzial. „Hersteller sparen hier, obwohl sie mit einer gut gemachten Steuerung für wenig Geld sehr hohen Kundennutzen erwirken können“, kritisiert er. Im Boom lasse mancher Anbieter die nötige Gewissenhaftigkeit vermissen. Leidtragende sind die Kunden, die mit deutlich geringeren Reichweiten leben müssen, als mit der Kapazität ihrer Batterie möglich wären.

Pedelecs oder E-Bikes: Reichweiten aus Hersteller-Angaben selbst berechnen

Im Prinzip lässt sich die Reichweite bei halbwegs ausgereiften Antrieben mit wenig Aufwand nachrechnen. Meist geben die Hersteller Amperestunden (Ah) und Batteriespannung in Volt (V) an. Multipliziert man diese Angaben, kommt die Kapazität der vollgeladenen Batterie heraus. Hat sie 10 Ah bei 36 V Spannung, sind also theoretisch 360 Wh Strom verfügbar. Da Batterien weder auf die letzte Wh entladen werden können noch sollten, stehen davon maximal 90 % zur Verfügung.

Je nach Streckenprofil und abgerufener Leistung schwankt der Verbrauch jedoch zwischen 5 Wh/km und 10 Wh/km – bei längeren oder häufigen Anstiegen, starkem Gegenwind oder dauerhaft schneller Fahrt auch deutlich höher.

Auch der Boom der elektrisch angetriebenen Fahrräder, die als zulassungspflichtige S-Pedelecs oder E-Bikes von ihren Fahrleistungen oft eher an Mofas und Kleinkrafträder erinnern, ist eng mit der Entwicklung der Batterietechnik verknüpft. Denn während Elektrofahrräder lange in der Nische blieben, weil ihre Blei- oder Nickelmetall-Hydrid-Akkus Käufern nur die Wahl zwischen geringer Reichweite oder hohem Gewicht ließen, brachten Lithium-Ionen-Akkus den Marktdurchbruch.

Begrenzte Garantie für Akkus in Pedelecs oder E-Bikes

Doch auch sie haben ihre Tücken. So beschränkt etwa Bosch die Garantie seiner Pedelec-Akkus aufgrund der Erfahrungen aus dem Elektrogerätebereich auf 500 volle Ladezyklen und 200 Wh Ladekapazität nach zwei Jahren. Beim neuen Lithium-Ionen-Akku liegt die Kapazität bei 288 Wh. Diese Angabe ist im Marktvergleich sehr konkret. Andere Hersteller geben die Lebensdauer ihrer Akkus mit 400 bis 800 Ladezyklen an, geben darauf aber keine Garantie.

Es gibt jedoch Ausnahmen wie die Clean Mobile AG, die ihre Hochleistungsantriebsstränge für E-Bikes mit Lithium-Ionen-Speichern und selbst entwickeltem, patentierten Batteriemanagementsystem liefert, auf die sie vier Jahre Garantie bei bis zu 1500 Ladezyklen gewährt.

Marktführer Kalkhoff bietet Auswahl zwischen drei untereinander kompatiblen Kapazitätsklassen von 26-V-Lithium-Ionen-Akkus mit 8 Ah (208 Wh), 12 Ah (312 Wh) sowie einen kürzlich eingeführten 18 Ah-Akku (468 Wh), dessen Lebensdauer mit bis zu 1100 Ladezyklen angegeben wird. Allerdings gab es bei der Markteinführung auffällig viele Reklamationen für die 18-Ah-Nachrüst-Akkus. Das Beispiel zeigt, dass die Lithium-Ionen-Technik Fallstricke bietet, vor denen auch etablierte Hersteller nicht gefeit sind. Vor allem das Batteriemanagementsystem und die Verarbeitung auf der Zellebene stehen da im Fokus.

Innovative Ladekonzepte für Pedelecs oder E-Bikes können das Laden erleichtern

Kunden dagegen sollten die Akkus vor Tiefenentladung bewahren und möglichst vor Kälte und Hitze schützen, um eine hohe Lebensdauer zu erreichen. Zimmertemperatur gilt als ideal. Vor allem aber sollten Elektrorad-Käufer überlegen, was ihnen wichtig ist. Denn während etwa Kalkhoffs 8-Ah-Akku 1,9 kg wiegt, sind es beim 18-Ah-Speicher 3,1 kg.

Neue Ladekonzepte könnten diese Herausforderung aber lösen. So haben die FH Hannover und Entwicklungsdienstleister IAV induktive Ladeständer entwickelt, mit denen sich die Räder auch zwischendurch bequem aufladen ließen.

Ein Beitrag von:

  • Peter Trechow

    Peter Trechow ist Journalist für Umwelt- und Technikthemen. Er schreibt für überregionale Medien unter anderem über neue Entwicklungen in Forschung und Lehre und Unternehmen in der Technikbranche.

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