Batterien für Elektroroller
Die Batterie ist der „Kraftstofftank“ Ihres Elektrorollers.Es speichert die Energie, die vom Gleichstrommotor, den Lichtern, der Steuerung und anderen Zubehörteilen verbraucht wird.

Aufgrund ihrer hervorragenden Energiedichte und Langlebigkeit verfügen die meisten Elektroroller über eine Art Lithium-Ionen-Akku.Viele Elektroroller für Kinder und andere preiswerte Modelle enthalten Blei-Säure-Batterien.Bei einem Roller besteht der Akku aus einzelnen Zellen und einer Elektronik namens Batteriemanagementsystem, die für einen sicheren Betrieb sorgt.
Größere Akkus haben eine höhere Kapazität, gemessen in Wattstunden, und ermöglichen eine längere Reichweite eines Elektrorollers.Sie erhöhen jedoch auch die Größe und das Gewicht des Rollers, wodurch er weniger tragbar ist.Darüber hinaus gehören Batterien zu den teuersten Komponenten des Rollers und die Gesamtkosten steigen entsprechend.

Arten von Batterien
E-Scooter-Akkus bestehen aus vielen einzelnen Akkuzellen.Genauer gesagt bestehen sie aus 18650-Zellen, einer Größenklassifizierung für Lithium-Ionen-Akkus (Li-Ion) mit zylindrischen Abmessungen von 18 mm x 65 mm.

Jede 18650-Zelle in einem Akku ist ziemlich unscheinbar – sie erzeugt eine elektrische Spannung von ~3,6 Volt (nominal) und hat eine Kapazität von etwa 2,6 Amperestunden (2,6 Ah) oder etwa 9,4 Wattstunden (9,4 Wh).

Batteriezellen werden von 3,0 Volt (0 % Ladung) bis 4,2 Volt (100 % Ladung) betrieben.

Lithium-Ionen
Li-Ion-Akkus verfügen über eine ausgezeichnete Energiedichte, d. h. die gespeicherte Energiemenge pro Gewicht.Sie zeichnen sich außerdem durch eine hervorragende Langlebigkeit aus, was bedeutet, dass sie viele Male entladen und wieder aufgeladen oder „geladen“ werden können und dennoch ihre Speicherkapazität behalten.

Li-Ion bezieht sich eigentlich auf viele Batteriechemien, die Lithium-Ionen beinhalten.Nachfolgend finden Sie eine kurze Liste:

Lithiummanganoxid (LiMn2O4);auch bekannt als: IMR, LMO, Li-Mangan
Lithium-Mangan-Nickel (LiNiMnCoO2);auch bekannt als INR, NMC
Lithium-Nickel-Kobalt-Aluminiumoxid (LiNiCoAlO2);auch bekannt als NCA, Li-Aluminium
Lithium-Nickel-Kobaltoxid (LiCoO2);auch bekannt als Unteroffizier
Lithiumkobaltoxid (LiCoO2);auch bekannt als ICR, LCO, Li-Kobalt
Lithiumeisenphosphat (LiFePO4);auch bekannt als IFR, LFP, Li-Phosphat
Jede dieser Batteriechemien stellt einen Kompromiss zwischen Sicherheit, Langlebigkeit, Kapazität und Stromabgabe dar.

Lithium-Mangan (INR, NMC)
Glücklicherweise verwenden viele hochwertige Elektroroller die INR-Batteriechemie – eine der sichersten Chemikalien.Diese Batterie bietet eine hohe Kapazität und einen hohen Ausgangsstrom.Das Vorhandensein von Mangan senkt den Innenwiderstand der Batterie und ermöglicht so eine hohe Stromabgabe bei gleichzeitig niedrigen Temperaturen.Dadurch wird die Gefahr eines thermischen Durchgehens und eines Brandes verringert.

Zu den Elektrorollern mit INR-Chemie gehören die Modelle WePed GT 50e und Dualtron.

Bleisäure
Bleisäure ist eine sehr alte Batteriechemie, die häufig in Autos und einigen größeren Elektrofahrzeugen wie Golfwagen vorkommt.Sie sind auch in einigen Elektrorollern zu finden;vor allem preiswerte Kinderroller von Unternehmen wie Razor.

Blei-Säure-Batterien haben den Vorteil, dass sie kostengünstig sind, weisen jedoch eine sehr geringe Energiedichte auf, was bedeutet, dass sie im Verhältnis zur gespeicherten Energiemenge viel wiegen.Im Vergleich dazu haben Li-Ionen-Batterien etwa die zehnfache Energiedichte im Vergleich zu Blei-Säure-Batterien.

Akkupacks
Um einen Akku mit Hunderten oder Tausenden Wattstunden Kapazität zu bauen, werden viele einzelne 18650 Li-Ionen-Zellen zu einer ziegelsteinartigen Struktur zusammengefügt.Der ziegelartige Batteriesatz wird von einem elektronischen Schaltkreis namens Batteriemanagementsystem (BMS) überwacht und reguliert, der den Stromfluss in die Batterie hinein und aus ihr heraus steuert.
Einzelne Zellen im Batteriepack sind in Reihe (Ende an Ende) geschaltet, wodurch sich ihre Spannung summiert.So ist es möglich, Roller mit 36 ​​V, 48 V, 52 V, 60 V oder sogar größeren Akkus zu haben.

Diese einzelnen Stränge (viele Batterien in Reihe) werden dann parallel geschaltet, um den Ausgangsstrom zu erhöhen.

Durch die Anpassung der Anzahl der in Reihe und parallel geschalteten Zellen können Hersteller von Elektrorollern die Ausgangsspannung oder den maximalen Strom und die Amperestundenkapazität erhöhen.

Eine Änderung der Batteriekonfiguration führt nicht zu einer Erhöhung der insgesamt gespeicherten Energie, ermöglicht aber effektiv, dass eine Batterie mehr Reichweite und eine niedrigere Spannung bietet und umgekehrt.

Spannung und % verbleibend
Jede Zelle in einem Akkupack wird im Allgemeinen mit 3,0 Volt (0 % Ladung) bis hin zu 4,2 Volt (100 % Ladung) betrieben.

Das bedeutet, dass ein 36-V-Akkupack (mit 10 Batterien in Reihe) von 30 V (0 % Ladung) bis 42 Volt (100 % Ladung) betrieben wird.In unserem Batteriespannungsdiagramm können Sie für jeden Batterietyp sehen, wie viel Prozent der verbleibenden Batteriespannung der Batteriespannung entspricht (einige Roller zeigen dies direkt an).

Spannungseinbruch
Jede Batterie leidet unter einem Phänomen namens Spannungsabfall.

Spannungseinbrüche werden durch verschiedene Effekte verursacht, darunter die Lithium-Ionen-Chemie, die Temperatur und der elektrische Widerstand.Dies führt immer zu einem nichtlinearen Verhalten der Batteriespannung.

Sobald die Batterie belastet wird, sinkt die Spannung schlagartig.Dieser Effekt kann zu einer falschen Schätzung der Batteriekapazität führen.Wenn Sie die Batteriespannung direkt ablesen würden, würden Sie denken, Sie hätten sofort 10 % Ihrer Kapazität oder mehr verloren.

Sobald die Last entfernt wird, kehrt die Batteriespannung auf ihren tatsächlichen Wert zurück.

Spannungseinbrüche treten auch bei längerer Entladung der Batterie (z. B. während einer langen Fahrt) auf.Die Lithiumchemie in der Batterie braucht einige Zeit, um mit der Entladegeschwindigkeit Schritt zu halten.Dies kann dazu führen, dass die Batteriespannung am Ende einer langen Fahrt noch schneller abfällt.

Lässt man die Batterie ruhen, kehrt sie zu ihrem wahren und genauen Spannungsniveau zurück.

Kapazitätsbewertungen
Die Batteriekapazität von E-Scootern wird in Wattstunden (abgekürzt Wh) angegeben, einem Maß für die Energie.Diese Einheit ist recht einfach zu verstehen.Beispielsweise speichert ein Akku mit einer 1-Wh-Leistung ausreichend Energie, um eine Stunde lang ein Watt Leistung zu liefern.

Eine höhere Energiekapazität bedeutet höhere Wattstunden der Batterie, was sich bei einer gegebenen Motorgröße in einer größeren Reichweite des Elektrorollers niederschlägt.Ein durchschnittlicher Roller hat eine Kapazität von etwa 250 Wh und kann etwa 10 Meilen mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 24 km/h zurücklegen.Extrem leistungsstarke Roller können eine Kapazität von mehreren Tausend Wattstunden und eine Reichweite von bis zu 60 Meilen haben.

Batteriemarken
Einzelne Li-Ionen-Zellen in einem E-Scooter-Akku werden von nur wenigen verschiedenen international bekannten Unternehmen hergestellt.Die hochwertigsten Zellen werden von LG, Samsung, Panasonic und Sanyo hergestellt.Diese Art von Zellen findet man in der Regel nur in Akkus von Rollern der gehobenen Preisklasse.

Die meisten preisgünstigen Elektroroller und Pendler-Elektroroller verfügen über Akkus aus generischen, in China hergestellten Zellen, deren Qualität stark variiert.

Der Unterschied zwischen Rollern mit Markenzellen und generischen chinesischen Rollern besteht in einer größeren Garantie für die Qualitätskontrolle bei etablierten Marken.Wenn das nicht innerhalb Ihres Budgets liegt, stellen Sie sicher, dass Sie einen Roller von einem seriösen Hersteller kaufen, der hochwertige Teile verwendet und über gute Qualitätskontrollmaßnahmen (QC) verfügt.

Einige Beispiele für Unternehmen, die wahrscheinlich über eine gute Qualitätskontrolle verfügen, sind Xiaomi und Segway.

Batteriemanagementsystem
Obwohl Li-Ion 18650-Zellen erstaunliche Vorteile bieten, sind sie weniger nachsichtig als andere Batterietechnologien und können bei unsachgemäßer Verwendung explodieren.Aus diesem Grund werden sie fast immer zu Akkupacks zusammengebaut, die über ein Batteriemanagementsystem verfügen.

Das Batteriemanagementsystem (BMS) ist eine elektronische Komponente, die den Akku überwacht und das Laden und Entladen steuert.Li-Ionen-Akkus sind für den Betrieb zwischen etwa 2,5 und 4,0 V ausgelegt. Überladung oder vollständige Entladung können die Lebensdauer des Akkus verkürzen oder gefährliche thermische Instabilitäten auslösen.Das BMS soll eine Überladung verhindern.Viele BMS unterbrechen auch die Stromversorgung, bevor die Batterie vollständig entladen ist, um die Lebensdauer zu verlängern.Trotzdem entladen viele Fahrer ihre Batterien immer noch, indem sie sie nie vollständig entladen, und verwenden außerdem spezielle Ladegeräte, um die Ladegeschwindigkeit und -menge genau zu steuern.

Ausgefeiltere Batteriemanagementsysteme überwachen auch die Temperatur des Akkus und lösen bei Überhitzung eine Abschaltung aus.

Kiste
Wenn Sie sich mit dem Laden von Akkus befassen, werden Sie wahrscheinlich auf C-Rate stoßen.Die C-Rate beschreibt, wie schnell der Akku vollständig geladen oder entladen wird.Beispielsweise bedeutet eine C-Rate von 1 °C, dass der Akku in einer Stunde aufgeladen ist, 2 °C bedeutet, dass der Akku in 0,5 Stunden vollständig aufgeladen ist, und 0,5 °C bedeutet, dass der Akku in zwei Stunden vollständig aufgeladen ist.Wenn Sie einen 100-Ah-Akku mit 100-A-Strom vollständig aufladen würden, würde dies eine Stunde dauern und die C-Rate läge bei 1C.

Batterielebensdauer
Ein typischer Li-Ionen-Akku kann 300 bis 500 Lade-/Entladezyklen bewältigen, bevor seine Kapazität nachlässt.Für einen durchschnittlichen Elektroroller sind das 3.000 bis 10.000 Meilen!Bedenken Sie, dass „Verringerung der Kapazität“ nicht bedeutet, dass „die gesamte Kapazität verloren geht“, sondern dass es sich um einen spürbaren Rückgang von 10 bis 20 % handelt, der sich weiter verschlimmert.

Moderne Batteriemanagementsysteme tragen dazu bei, die Lebensdauer der Batterie zu verlängern, und Sie sollten sich keine allzu großen Sorgen machen, sie zu schonen.

Wenn Sie jedoch die Akkulaufzeit so weit wie möglich verlängern möchten, können Sie einige Maßnahmen ergreifen, um die 500-Zyklen-Marke zu überschreiten.Diese beinhalten:

Lagern Sie Ihren Roller nicht über einen längeren Zeitraum voll aufgeladen oder mit angeschlossenem Ladegerät.
Lagern Sie den Elektroroller nicht vollständig entladen.Li-Ionen-Akkus verschlechtern sich, wenn sie unter 2,5 V fallen. Die meisten Hersteller empfehlen, Roller mit einer Ladung von 50 % zu lagern und sie für eine sehr langfristige Lagerung regelmäßig auf diesen Ladezustand aufzuladen.
Betreiben Sie die Rollerbatterie nicht bei Temperaturen unter 32 F° oder über 113 F°.
Laden Sie Ihren Roller mit einer niedrigeren C-Rate auf, d. h., laden Sie den Akku im Verhältnis zu seiner maximalen Kapazität mit einem niedrigeren Wert auf, um die Lebensdauer des Akkus zu verlängern bzw. zu verlängern.Optimal ist das Laden mit einer C-Rate zwischen unter 1.Bei einigen der schickeren oder Hochgeschwindigkeitsladegeräten können Sie dies steuern.
Erfahren Sie mehr darüber, wie Sie einen Elektroroller aufladen.

Zusammenfassung

Die wichtigste Erkenntnis hierbei ist, dass Sie die Batterie nicht überbeanspruchen, damit sie die gesamte Lebensdauer des Rollers überdauert.Wir hören von allen möglichen Leuten, dass ihre Elektroroller kaputt sind, und es ist selten ein Problem mit der Batterie!