Die Funktion eines E-Bike-Akku ist Relativ einfach: Er besteht aus Akkuzellen und einem BMS (Battery Management System). Gemeinsam bilden sie die Energiequelle, die jedes E-Bike antreibt. Der Begriff „Akku“ ist die Abkürzung für Akkumulator und leitet sich vom lateinischen Wort accumulare ab, das bedeutet übersetzt anhäufen. Der Akku ist ein wiederaufladbarer Speicher für elektrische Energie, in ihm wird also elektrische Energie angehäuft/gesammelt. Beim E-Bike hat die Speichermenge des Akkus eine besondere Bedeutung, da sie maßgeblich die Reichweite beeinflusst.
Der Akku ist das teuerste Einzelbauteil an einem E-Bike. Doch wie funktioniert ein E-Bike Akku? In seinem Inneren sind mehrere seriell und parallel geschalteten Zellpakete verbaut, beispielsweise in einem Bosch Powerpack insgesamt 40 Zellen. Diese sehen aus wie handelsübliche AA-Batterien. Auf dem BMS (Batterie-Management-System), einer mit den Zellen verbundenen Platine, sitzt die Steuerungselektronik des Akkus. Das BMS erfüllt alle notwendigen Sicherheits- und Kontrollfunktionen. Es steuert bspw. jede Zelle in einem Akku optimal an, um fertigungsbedingte Kapazitätsschwankungen auszugleichen. Die Ladungsmenge bzw. Kapazität eines Akkus wird in Amperestunden (Ah) angegeben und ist der maßgebliche Indikator für die Reichweite eines E-Bike-Akkus.
Verschiedene E-Bike-Akkus – gleiche Funktion
Es gibt verschiedene Zell-Typen: Blei-Gel, Nickel-Cadmium, Nickel-Metallhybrid und Lithium-Ionen. In dieser Reihenfolge nimmt auch die Energiedichte und damit das Speichervermögen einer Zelle zu, weshalb man in modernen E-Bike-Akkus nur noch Li-Ionen-Zellen findet. Wo man früher ca. 13,5 kg Blei-Gel-Batterien für eine Kapazität von 400 Wh benötigte, kommt man heute mit ca. 2,5 kg Li-Ionen-Batterie wesentlich leichter hin. Die Funktion eines E-Bike-Akkus ist jedoch immer gleich: beim Aufladen wird elektrische Energie in chemische Energie umgewandelt und gespeichert. Beim Entladen verwandelt sich die chemische Energie wieder zurück in elektrische Energie.
Dies geht auf das Prinzip zurück, dass eine elektrische Spannung entsteht, wenn zwei unterschiedliche Metalle sich in einem Elektrolyt (elektrisch leitendes Medium) befinden. An einem metallischen Pol besteht Elektronenüberschuss, er ist daher negativ geladen. An dem anderen metallischen Pol herrscht Elektronenmangel, weswegen er positiv geladen ist. Wird nun durch einen elektrischen Verbraucher der Stromkreislauf geschlossen, bewegen sich Elektronen vom Minus- zum Pluspol, der Strom fließt!
Der Akku unterliegt Alterungsprozessen
Die elektrischen Pole unterliegen einem Alterungsprozess und können nicht unbegrenzt Elektronen abgeben bzw. aufnehmen. Um möglichst lange etwas von seinem Akku zu haben, sollte man richtig mit ihm umgehen. So sollten Li-Ionen Akkus nicht Temperaturen unter -10 °C und über 40 °C ausgesetzt werden. Akkus sollten grundsätzlich bei Zimmertemperatur geladen werden. Es ist besser, einen Akku nicht komplett zu entladen und nicht vollständig zu laden. Besser sind kleinere Teilentladungen und Teilladungen. Wenn man einen Akku über mehrere Wochen oder Monate nicht gebraucht, sollte er bei ca. 15 °C mit ca. 30-60 % Ladungszustand trocken und dunkel gelagert werden. Alle 4 bis 6 Wochen sollte man ihn für rund 15 Minuten laden. Die Selbstentladung eines modernen Li-Ionen-Akkus beträgt nur ca. 2 % pro Monat.
Ein defekter Akku kann repariert werden
Einen Li-Ionen-Akku kann man nach einigen Herstellerangaben nur ca. 500- bis 800-mal aufladen, bis er nur noch ca. 80 % seiner ursprünglichen Kapazität besitzt. Dann gilt er als verbraucht. Unsachgemäßer Gebrauch kann den Akku irreparabel schädigen und die Lebenszeit drastisch verkürzen. Medimobility verhilft z.B. durch einen Zellentausch dem Akku wieder zu seiner ursprünglichen Leistung und Kapazität – oftmals kann diese sogar deutlich gesteigert werden. Zum Bruchteil des Neupreises.
