– Teure Pedelec-Batterien und ihre Haltbarkeit 10/2015 –

Die Batteriequalität macht tatsächlich große Unterschiede

Die meisten Ersatzbatterien für Elektrofahrräder kosten deutlich über 500 Euro. Daher ist es umso wichtiger, dass solch ein teurer Akku möglichst lange hält. Meistens handelt es sich dabei um Lithium-Ionen-Batterien, die beispielsweise auch aus Handys oder Laptops bekannt sind. Und vom alltäglichen Gebrauch dieser Geräte weiß man, dass die Stromspender oft nicht besonders langlebig sind. Mit welcher Haltbarkeit Pedelec-Besitzer bei ihrer Batterie rechnen dürfen, hat der ADAC in einem Dauertest am Beispiel von zwei häufig verbauten Typen untersucht. Die Ergebnisse sind gut, hängen aber stark von der Art der Nutzung der Akkus ab – man hat also als Verbraucher einen erheblichen Einfluss auf die Lebensdauer moderner Lihtium-Ionen-Batterien.

Im Test wurden Lithium-Ionen-Batterien von zwei Herstellern untersucht, die häufig in Pedelecs verbaut werden: von Bosch und von Samsung.

Akku-Batterien unterliegen einer gewissen Alterung durch ihre Benutzung, es handelt sich also um ein „Verschleißteil“. Da der Ersatz teuer ist, kommt der Haltbarkeit folglich eine wichtige Bedeutung zu. Die Ersatzbatterie von Bosch kostet um die 500 Euro, die von Samsung um die 250 bis 300 Euro. Im Test musste die Bosch-Batterie also auch zeigen, ob sie ihren höheren Preis tatsächlich Wert ist.

Der Hersteller Bosch beispielsweise garantiert, dass selbst nach 500 Voll-Ladezyklen noch mindestens 80 Prozent der Gesamtkapazität zur Verfügung stehen. Im Langzeittest hat sich gezeigt, dass der Hersteller sein Versprechen voll einhalten kann, selbst nach über 700 Vollzyklen konnte noch 80 Prozent der ursprünglichen Kapazität erreicht werden.

Die Mindestanforderungen kann auch die Samsung-Batterie einhalten, sie liegt erst bei knapp über 500 Vollzyklen unter 80 Prozent der Anfangskapazität. Angesichts der Ergebnisse kann die Bosch-Batterie folglich ihren Aufpreis gegenüber des Samsung-Pendants rechtfertigen.

Der Test hat auch gezeigt, dass je nach Nutzung der Kapazität die Akkus unterschiedlich schnell altern. Jeder Lade- und Entladezyklus bringt einen Verschleiß mit sich. Im mittleren Ladezustandsbereich ist der Verschleiß am geringsten, in den Randbereichen am höchsten. D.h., wenn man den Akku ständig im Bereich 80 bis 100 Prozent des Ladezustands nutzt (ebenso bei 0 bis 20 Prozent), belastet das den Akku am höchsten. Ideal ist eine Ladestandsnutzung zwischen 40 und 60 Prozent; dann hält beispielsweise der Bosch-Akku über 9.350 Ladezyklen, was bei einem Pedelec eine Reichweite von über 93.500 km entspricht. Die Randnutzung lässt die Batteriekapazität schon nach 1.150 Ladezyklen unter 80 Prozent fallen (nur ca. 11.500 km).

Tipps für den Verbraucher

Kurzstreckenbetrieb: Verbraucht man nur einen kleinen Teil der Batterieladung, sollte man nicht gleich wieder ganz aufladen. Im Ladestandsbereich zwischen 80 und 100 Prozent ist der Batterieverschleiß deutlich höher als zwischen 40 und 80 Prozent.
Batterielagerung: Bei längerer Nichtbenutzung die Batterie zu etwa 50 Prozent laden und an einem kühlen und trockenen Ort lagern. Den Ladestatus etwa alle 3 Monate kontrollieren. Von Lithium-Ionen-Batterien geht eine gewisse Brandgefahr aus, daher sollte man sie von brennbaren Gegenständen entfernt lagern.
Batterien mit einer Beschädigung (z.B. nach Sturz) dürfen nicht mehr verwendet werden. Defekte Batterien muss man sachgemäß über Sammelstellen oder den Handel entsorgen.
Vor dem Kauf einer Zweitbatterie sollte man überdenken, ob diese wirklich notwendig ist. Denn jede Batterie muss „gewartet“ werden und altert auch als selten genutzte, so dass die Ersatzbatterie ebenso mit der Zeit an Kapazität verliert.
Bei Ergänzungs- bzw. Ersatzbatterien von Noname-Herstellern ist Vorsicht geboten. Sie können weniger Leistung haben, teilweise inkompatibel sein oder sogar bis zum Batteriebrand führen, wenn die Qualität und die Technik nicht stimmen.
Auf keinen Fall die Batterien öffnen, manuell mit fremden Ladegeräten aufladen oder für andere Geräte zweckentfremden.
Pedelecs mit Rekuperation (Laden beim Bremsen) sind im Kommen; für sie gilt, dass bei komplett voller Batterie keine Rekuperationsenergie aufgenommen werden kann.
Nach dem Laden sollte man das Ladegerät vom Stromnetz und der Batterie trennen; das Ladegerät verbraucht sonst unnötig Strom und die Batterie altert schneller, weil sie immer wieder geringfügig nachgeladen wird.

Empfehlungen an die Hersteller

Die Ladegeräte sollten einstellbare Ladegrenzen bieten, so dass der Nutzer vor der Ladung entscheiden kann, wie voll er seine Batterie haben möchte.
Beispiele:
Ladegrenze 50 %: für Lagerung
Ladegrenze 60 %: für geplante Kurzstrecke
Ladegrenze 80 %: für schonende Ladung mit Reserve
Vollladung 100 %: für die große Tour

Die Haltbarkeit einer Lithium-Ionen-Batterie hängt von verschiedenen Faktoren ab:

Kalendarische Alterung
Auch wenn die Batterien nicht benutzt werden, verändern sie sich; der Energieinhalt und die Leistungsfähigkeit nehmen aufgrund chemischer und physikalischer Alterungsprozesse ab. Ein Lithium-Ionen-Akku hat also auch unter optimalen Bedingungen keine endlose Lebensdauer.

Zyklische Alterung
Jeder Zyklenhub, also Ladungs- und Entladungsprozess, lässt die Batterie altern. Diese Alterung ist abhängig von der Entladebelastung, der Entladetiefe und der Temperatur.

Art der Ladung
Ebenso hat die Ladegeschwindigkeit Einfluss auf den Alterungsprozess; eine Schnellladung stellt immer eine höhere Belastung dar als eine Ladung mit „normaler“, also langsamerer Geschwindigkeit.

Temperatur
Ein Grund ist auch, dass die Zellen bei schneller Ladung heißer werden und hohe Temperaturen zu einem höheren „Verschleiß“ führen. Lithium-Ionen-Batterien haben einen eingeschränkten Temperaturbereich, in dem sie günstig arbeiten können. Der Hersteller Bosch gibt beispielsweise für seine Akkus einen Betriebstemperatur-Bereich von -10° bis +40° C an. Je nach Hersteller und Zellmaterial können diese Werte variieren. Wird dieser Bereich unter- oder überschritten, kann die nutzbare Energie des Akkus abnehmen.

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