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Ladeinfrastruktur Neue Pedelecs und E-Bikes

Studie: Deutliche Verlängerung der Lebensdauer bei Pedelec-Akkus möglich

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Eine Studie zeigt dass bei Pedelec-Akkus durch eine angepasste Laderegelung eine deutliche Verlängerung der Lebensdauer möglich ist.

akku_kapazitaetsanzeige_binovaDas “Electronics/lithium-ion test laboratory” der Universität von Maryland (USA) zeigt in einer Studie, dass dies durch Verringerung der “Lade/Entlade-Levels” der Akkus erreicht werden kann. Um das zu ermöglichen entwickelt das Labor einen universellen “Battery Saver”.

Die Studie bezog sich auf eine bereits 2016 im  ‘Journal for Power Sources’ (Quelle: Journal of Power Sources 327 (2016) 394-400) veröffentlichten Artikel.

Zusammengefasst zeigen die Ergebnisse:

  • Bei Ladezyklen von 20-80% zeigten aktuelle Akkuzellen einen etwa doppelt so lange Lebensdauer wie bei einer Ladung von 0 auf 100 %. Eine maximale Ladung bis zu 80% der Kapazität ist demnach der Hauptfaktor für eine längere Lebensdauer von Li-Ionen-Akkus.
  • Sogar bessere Ergebnisse zeigten sich, wenn die Akkus nur bis 60% geladen wurde. Doch da damit die Reichweite natürlich ebenfalls sinkt ist diese Vorgehensweise eher unpraktikabel.
  • Nicht ganz deutlich aus diesen Test, jedoch aus anderen Versuchen und Erfahrungen anderer E-Mobilitäts-Lösungen zeigt sich: Wird die Entladung von Akkus auf maximal 20% der Kapazität begrenzt wirkt sich das auch positiv auf die Lebensdauer aus.
  • Bei Nichtbenutzung sollten die Akkus mit einer Restladung von bis zu 50% gelagert und vor Erreichen der 20%-Marke geladen werden. Das hängt jedoch insgesamt von der Selbst-Entladeneigung der Akkupacks ab. Und die ist wiederum abhängig von der Art der verwendeten Akkus und dem verwendeten Battery-Management-System (BMS)
  • Der innere Widerstand der einzelnen Zellen wird durch eine Ladung auf 100 % der Kapazität leicht negativ beeinflusst.

Folgerungen

Aus der Studie kann man folgende Schlussfolgerungen ziehen:

  1. Das Laden von Pedelec-Akkus nur bis zu 80% der Kapazität wirkt sich positiv auf die Lebensdauer aus. Gerade bei der heute oftmals üblichen großen Akkukapazitäten bei Pedelecs ist die Reichweite der so geladenen Akkus noch akzeptabel.
  2. Die Lagerung mit einer Ladung zwischen 30% und 50% der Kapazität des Akkus ist gegenüber einer Lagerung mit 80-100%iger Ladung vorzuziehen.

Diese Faktoren könnten, der Studie zu Folge, die Lebensdauer von Pedelec-Akkus fast verdoppeln 

E-Bike Battery Saver

Diese Art des “Ladungsmanagements” wird im täglichen Umgang mit Pedelec-Akkus bisher nicht berücksichtigt, weil die Ladetechnik dies nicht vorsieht.

Um das zu Ändern entwickelt die Universität von Maryland  einen “E-Bike Battery Saver”: Dieses Gerät wird zwischen das Ladegerät und den Akku gesteckt werden. Der Nutzer hat die Möglichkeit, den gewünschten Ladelevel auszuwählen. Bei längeren Lagerungszeiten sorgt der “E-Bike Battery Saver” automatisch für ein Ladungslevel zwischen 40-50% der Kapazität.

Natürlich wäre es das beste, wenn diese Technologie direkt in das BMS des Akkus integriert würde. Das würde jedoch die Entwicklung eines neuen BMS erfordern. 

Im Februar 2018 sollen zunächst 25 Prototypen des “E-Bike Battery Saver” an die Uni zum intensiven Test ausgeliefert werden. Später sollen diese dann im Echtbetrieb, beispielsweise bei interessierten Händlern, erprobt werden. Mit dem fertigen, marktreifen Serienprodukt wird nicht vor Ende April 2018 gerechnet.

Nachfolger des Lithium-Ionen Akkus

Am Nachfolger des Lithium-Ionen Akkus wird bereits mit entwickelt: Der Lithium-Luft-Akku soll ein vielfaches an Energie speichern können. Jedoch gibt es bei der Umsetzung in die Praxis noch erhebliche Herausforderungen zu lösen. Doch das Potenzial dieser Technik ist faszinieren, zur Veranschaulichung hier eine Infografik von RS Components:

 
 

RS Components gehört zu den führenden globalen Distributoren für den kleinen und mittleren Mengebedarf von Ingenieuren, Instandhaltern und Einkäufer in der Elektronik und Automation. RS verfügt über ein 500.000 Produkte umfassendes Sortiment mit Ausrichtung auf Elektronik und Automation – vorwiegend für die Bereiche Forschung & Entwicklung, Vor- und Kleinserienfertigung sowie Wartung & Instandhaltung – kurz für alle Bereiche rund um Innovation und Technik. 

[Foto: VeloStrom, Grafik: RS Components]

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Alexander Theis

Alexander Theis

Begeisterter Pedelec-Fahrer. Bloggt seit 2011 über seine Erfahrungen mit Pedelecs und ist Herausgeber von VeloStrom.de
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