Eine Einführung in die Elektrofahrradbatterie

Der Akku eines Elektrofahrrads ist wie das Herz eines menschlichen Körpers und gleichzeitig der wertvollste Teil eines E-Bikes.Es trägt maßgeblich dazu bei, wie gut das Fahrrad funktioniert.Auch bei gleicher Größe und gleichem Gewicht sind die Unterschiede in Struktur und Form immer noch der Grund für die unterschiedliche Leistung von Batterien.
Die derzeit beliebtesten Batterietypen sind Blei-Säure-Batterien und Lithium-Ionen-Batterien.

Seit ihrer frühen Entwicklung in den 1950er Jahren hat sie sich zur am besten anwendbaren und am weitesten verbreiteten Batterietechnologie in der Geschichte entwickelt.Blei-Säure-Batterien werden häufig in USVs, Autobatterien usw. verwendet.

Die Blei-Säure-Batterie hat sich ihren Ruf durch gute Leistung in Umgebungen mit hohen Temperaturen und Missbrauchstoleranz erworben.Dank dieser Funktion zeigen Elektrofahrräder, die mit Blei-Säure-Batterien ausgestattet sind, eine bessere Leistung bei unebenen Straßenbedingungen und eine geringere Batteriewartungsrate.

Der Säuregehalt kann die Wärme nach außen übertragen und trocknet weniger aus, um einen ordnungsgemäßen Betriebszustand aufrechtzuerhalten.Es benötigt rund 500 Ladezyklen, bevor es das Ende seiner Lebensdauer erreicht.Allerdings bleibt der Akku durch diesen Aufbau relativ schwer und unhandlich, was zu einem höheren Gewicht des E-Bikes führt.

Alle Batterietypen leiden unter Selbstentladungsproblemen, was bedeutet, dass sie auch dann Energie verlieren, wenn sie nicht verwendet werden.Der Blei-Säure-Akku verfügt über eine geringe Selbstentladungsrate, die eine gleichmäßige und gleichmäßige Ausgabe ermöglicht.Andererseits benötigt ein Blei-Säure-Akku eine außergewöhnlich längere Ladezeit von etwa 8-10 Stunden und seine maximale Kapazität ist nur halb so hoch wie die eines Lithium-Ionen-Akkus.

Möglicherweise haben Sie eine große Vielfalt an Lithium-Ionen-Batterieformen gesehen, die häufig von verschiedenen Marken und Herstellern von Elektrofahrrädern verwendet werden.Lithium-Ionen sind ein hervorragendes Material für eine Schnelllade-Stromversorgung mit einer viel kürzeren Ladezeit, flexibler kleinerer Größe und längerer Lebensdauer als eine Blei-Säure-Batterie.

Wir haben einige der am häufigsten verwendeten Lithium-Batterietypen zusammengefasstBatterieuniversitäty.

Das Rezept von NMC besteht darin, Nickel und Mangan zu mischen.Nickel ist bekannt für seine hohe spezifische Energie, aber seine schreckliche Stabilität;Mangan hat den Vorteil, dass es eine spezielle Struktur bildet, um einen geringen Innenwiderstand zu erreichen, liefert jedoch eine geringe spezifische Energie.Die Kombination der Metalle trägt dazu bei, Nachteile zu minimieren und die Stärken der anderen zu maximieren.

NMC ist zur Batterie der Wahl für E-Bikes, Elektrowerkzeuge und Antriebsstränge geworden.Dies führt zu geringeren Rohstoffkosten, da der Verbrauch des teuren Kobalts geringer ist.

Die Ladezeit beträgt typischerweise 3 Stunden, wobei 1000–2000 Zyklen erreicht werden können.

Laut der berühmten amerikanischen Marke für ElektrofahrräderSuper73Außerdem handelt es sich bei NMC um den gleichen Batterietyp, der in allen gängigen Modellen verwendet wird.

Nach einer Menge Recherche und Tests,Teslahat sich für NMC als primären Batterietyp entschieden und die 18650-Batterie entwickelt.

Kommentare:
Kostengünstig, hohe Kapazität, hohe Leistung

Neben einem hohen Nennstrom und einer langen Zyklenlebensdauer bietet LFP auch eine gute thermische Stabilität, erhöhte Sicherheit und Missbrauchstoleranz.Mit bis zu 2000 Zyklen und einer hohen thermischen Instabilitätstemperatur von 270 °C übertraf LFP andere Lithium-Ionen-Batterien hinsichtlich der Anwendungsstabilität und war angeblich die sicherste.Da LFP häufig als Ersatz für Blei-Säure-Batterien verwendet wird, sind die Herstellungskosten geringer.

Das Aufladen auf die volle Kapazität dauert 3 Stunden.
Für tragbare und stationäre Geräte, die hohe Lastströme und Ausdauer benötigen, ist LFP unbestreitbar die beste Wahl.

Kommentare:
Hoher Nennstrom, lange Lebensdauer, gute thermische Stabilität, erhöhte Sicherheit, Toleranz bei Missbrauch;
Höhere Selbstentladung, geringe Kapazität

Aufgrund der hohen spezifischen Energie, die LCO enthält, findet man häufig Lithium-Kobaltoxid-Batterien in Mobiltelefonen, Laptops und Digitalkameras.

Im Vergleich zu LEP ist es aufgrund der hohen Temperaturempfindlichkeit weniger stabil, da der thermische Durchgehpunkt bei etwa 150 °C (302 °F) liegt.

In Bezug auf Entladetiefe, Belastung und Temperatur liefert die LCO-Batterie Ladezyklen zwischen 500 und 1000.Dadurch hat dieser Batterietyp eine relativ kürzere Lebensdauer.
Es mangelt ihr an spezifischer Leistung, um eine größere Ladekapazität zu transportieren, was bedeutet, dass sie nicht die perfekte Batterie für Fahrräder ist, die häufig Personen oder Lasten befördern.
Außerdem dauert es 3 Stunden, bis der Akku vollständig aufgeladen ist.

Kommentare:
Sehr hohe spezifische Energie;
Kürzere Lebensdauer, geringe thermische Stabilität, begrenzte Belastbarkeit (spezifische Leistung), ziemlich teuer

Seine Kapazität beträgt etwa zwei Drittel der von LCO.

Die hervorragende Designflexibilität ermöglicht es Herstellern, das Beste aus Langlebigkeit, maximalem Laststrom (spezifische Leistung) oder hoher Kapazität (spezifische Energie) in einer Batterie zu nutzen.Beispielsweise kann beim Wechsel von der Long-Life-Version die Kapazität von nur 1.100 mAh auf 1.500 mAh in der High-Capacity-Version erhöht werden.

Aufgrund der Empfindlichkeit gegenüber Entladungstiefe und Temperatur kann die LMO-Batterie jedoch nur 300–700 Ladezyklen durchlaufen.

Kommentare:
Schnelles Laden;
Hochstromentladung, geringere Kapazität

Bei den meisten Batterien verringern heiße und kalte Wetterbedingungen die Leistung.Vermeiden Sie daher die Nutzung des E-Bikes bei extremen Temperaturen im Sommer oder Winter.Befolgen Sie die Anweisungen Ihres Herstellers.

Vermeiden Sie holprige Böden, Schlaglöcher und Geschwindigkeitsbegrenzungen, die starke Stöße oder Vibrationen auf die Batterie ausüben können.Das gleiche Prinzip gilt beim Umgang mit einem austauschbaren Akku.

Vermeiden Sie es, Ihr Gerät unmittelbar nach der Fahrt aufzuladen.

Lassen Sie dem Akku etwas Zeit zum Abkühlen, anstatt ihn auf einer hohen Temperatur zu halten.Umgekehrt gilt das gleiche Prinzip auch, wenn Sie mit dem Laden fertig sind.

Verwenden Sie das vom Hersteller bereitgestellte richtige Ladegerät oder Adapter.Ein nicht passendes Ladegerät kann Ihren Akku dauerhaft beschädigen.

Lassen Sie das Ladegerät nicht angeschlossen, wenn der Ladevorgang abgeschlossen ist.

Erhöhte Lagertemperaturen sowie Frost verkürzen die Lebensdauer.

Lagern Sie Ihren Akku nicht im Freien, wo er Hitze, Kälte (unter 0 °C) oder Feuchtigkeit ausgesetzt sein kann.

Nicht unter 20 % der Kapazität entladen.

Bevor Sie den Akku für längere Zeit lagern, lesen Sie das Benutzerhandbuch sorgfältig durch und befolgen Sie die vom Hersteller empfohlenen Anweisungen.

Referenz:

https://batteryuniversity.com/article/bu-205-types-of-lithium-ion

https://batteryuniversity.com/article/bu-402-what-is-c-rate