{"id":11027,"date":"2023-07-30T14:00:47","date_gmt":"2023-07-30T12:00:47","guid":{"rendered":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/?p=11027"},"modified":"2025-01-06T17:02:02","modified_gmt":"2025-01-06T16:02:02","slug":"der-e-mtb-akku","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/?p=11027","title":{"rendered":"Der E-MTB Akku"},"content":{"rendered":"\n<p>Es w\u00e4re m\u00fcssig dar\u00fcber zu streiten, ob der Akku bei einem E-MTB wichtiger ist als der Motor oder umgekehrt. Beide Komponenten sind unverzichtbare Bestandteile des gleichen Systems und werden i.d.R. vom gleichen Hersteller geliefert und aufeinander abgestimmt.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><a href=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/bosch-ebike-powertube750-explosionszeichnung_v2.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"972\" height=\"800\" src=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/bosch-ebike-powertube750-explosionszeichnung_v2.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-11062\" srcset=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/bosch-ebike-powertube750-explosionszeichnung_v2.jpg 972w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/bosch-ebike-powertube750-explosionszeichnung_v2-300x247.jpg 300w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/bosch-ebike-powertube750-explosionszeichnung_v2-768x632.jpg 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 709px) 85vw, (max-width: 909px) 67vw, (max-width: 1362px) 62vw, 840px\" \/><\/a><figcaption class=\"wp-element-caption\">Explosionszeichnung eines E-Bike Akkus vom Typ &#171;Bosch PowerTube 750&#187;  &#8211; Quelle: <a href=\"https:\/\/www.bosch-ebike.com\/de\/service\/akku-guide\">Bosch<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>In meinem <a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/www.trekbikes.com\/ch\/de_CH\/bikes\/mountainbikes\/e-mountainbikes\/rail\/rail-9-8\/p\/30694\/\" target=\"_blank\">TREK Rail 9.8<\/a> z.B. verrichten ein Bosch Performance CX Motor gemeinsam mit einer Bosch PowerTube 625 (Wh) ihren Dienst. Meine folgenden Ausf\u00fchrungen beziehen sich auf die genannte Kombination, d\u00fcrften aber sinngem\u00e4ss auch auf andere Systeme \u00fcbertragbar sein.<\/p>\n\n\n\n<p>W\u00e4hrend der Motor auch von sehr ambitionierten T\u00fcftlern kaum sinnvoll modifiziert werden kann, hat jeder Anwender durchaus M\u00f6glichkeiten, den Akku seines E-Bikes durch eine passend zum jeweiligen Anwendungsfall gew\u00e4hlte Ladestrategie bestm\u00f6glich auf eine Tour vorzubereiten. Unter Ladestrategie verstehe ich in diesem Zusammenhang die Kombination aus Ladedauer und ggf. Ladeintensit\u00e4t (z.B. Standard-Ladeger\u00e4t mit 4 A, oder Schnellladeger\u00e4t mit 6A), damit innerhalb n\u00fctzlicher Frist der n\u00e4chste Wegpunkt einer Tour m\u00f6glichst zuverl\u00e4ssig erreicht werden kann. Die &#171;n\u00fctzliche Frist&#187; kann durch Zeitknappheit nach hinten begrenzt sein, etwa durch die drohende Ankunft einer Regenfront, den Einbruch der Dunkelheit o.\u00e4..<\/p>\n\n\n\n<p>Um hier eine &#171;informierte Entscheidung&#187; treffen zu k\u00f6nnen, ist die Kenntnis der technischen Hintergr\u00fcnde einer wiederaufladbaren Antriebsbatterie (&#171;Akku&#187;) n\u00fctzlich.<\/p>\n\n\n\n<p>Die technischen Daten eines Akkus dr\u00fccken sich z.B. aus in seiner<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Kapazit\u00e4t [Wh]<\/li>\n\n\n\n<li>Lebensdauer (Anzahl Vollladezyklen, bis eine definierte Verschlechterung der Kapazit\u00e4t erreicht ist)<\/li>\n\n\n\n<li>Ladezeit bis &#171;voll&#187;<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>Das spannende Problem besteht darin, dass sich diese drei Kriterien nicht alle gleichzeitig optimieren lassen. Man kann z.B. nicht gleichzeitig die maximale Lebensdauer mit k\u00fcrzesten Ladezeiten (entsprechend h\u00f6chsten Ladestr\u00f6men) erzielen. Auch kann man die m\u00f6gliche Kapazit\u00e4t des Akkus mit erh\u00f6hten Ladestr\u00f6men nicht so vollst\u00e4ndig aussch\u00f6pfen, wie es eigentlich (nominell) m\u00f6glich w\u00e4re. Insofern ist jede Ladestrategie ein Kompromiss, der nur ein oder zwei der obigen Kriterien optimiert. Diese wechselseitigen Beeinflussungen wollte ich gerne besser verstehen, um z.B. auf zuk\u00fcnftigen Langstrecken mit meinem E-Bike die Zeit f\u00fcrs Zwischendurch-Aufladen lang genug, aber nicht unn\u00f6tig lang f\u00fcr das zuverl\u00e4ssige Erreichen des n\u00e4chsten Zwischen-Ladepunkts zu w\u00e4hlen.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-medium-font-size\"><strong>Aufbau der Antriebsbatterie<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Um die von Antriebsmotoren in Elektro-Fahrzeugen ben\u00f6tigten Spannungen, Str\u00f6me und Kapazit\u00e4ten bereitzustellen, werden  mehrere Li-Ion Einzelzellen in einer Reihenschaltung zu einem Strang der gew\u00fcnschten Spannung, sowie i.d.R.  durch Parallelschaltung mehrerer derartiger Str\u00e4nge zu einer Batterie der gew\u00fcnschten Kapazit\u00e4t verschaltet. Das gilt f\u00fcr einen Tesla \u00fcbrigens genauso wie f\u00fcr ein E-Bike. <\/p>\n\n\n\n<p>Die derzeit noch weltweit am weitesten verbreitete Standard Li-Ion Zelle hat die Typbezeichnung  &#171;18650&#187;. Die &#171;18&#187; bezeichnet den Zellendurchmesser&nbsp;[mm], die &#171;650&#187; die Zellenl\u00e4nge * 10 [mm]. Eine 18650 Zelle hat also typisch einen Durchmesser von 18 mm und eine L\u00e4nge von 65&nbsp;mm. Es gibt sie von verschiedenen Herstellern, in unterschiedlichen Ausf\u00fchrungen, z.B. mit\/ohne L\u00f6tfahnen, mit\/ohne integrierte Schutzelektronik, sowie in unterschiedlichen Kapazit\u00e4ten und (leicht variierenden) Nennspannungen. Nehmen wir z.B. die von Panasonic in den Handel gebrachte NCR18650GA:<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"712\" height=\"495\" src=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/NCR18650GA.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-11047\" srcset=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/NCR18650GA.png 712w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/NCR18650GA-300x209.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 709px) 85vw, (max-width: 909px) 67vw, (max-width: 984px) 61vw, (max-width: 1362px) 45vw, 600px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\">So sieht sie aus, eine einzelne Panasonic NCR18650GA Li-Ion Zelle<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>Und <a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Datasheet-Panasonic-NCR18650GA.pdf\" target=\"_blank\">hier geht&#8217;s<\/a> zu ihrem Datenblatt. <\/p>\n\n\n\n<p>Lt. Datenblatt weist eine Einzelzelle eine <strong><em>Nennspannung<\/em><\/strong> von 3.6 Volt auf, und eine &#171;typische&#187; Kapazit\u00e4t von 3&#8217;450 mAh (oder 3.45 Ah) auf. Daraus ergibt sich ein rechnerisches Energiespeicherungsverm\u00f6gen von <strong>12.42 Wh pro Einzelzelle<\/strong>. Die Nennspannung bezeichnet hierbei die Spannung, bei der die Zelle zu etwa 50% geladen ist.<\/p>\n\n\n\n<p>Nun wird mein &#171;PowerTube 625&#187; von Bosch mit einer Kapazit\u00e4t von 625&nbsp;Wh beworben, bei einer Nennspannung von 36 Volt. Die &#171;36 Volt&#187; lassen messerscharf vermuten, dass zum Erreichen dieser Spannung exakt 10 Zellen \u00e1 3.6 Volt in Reihe geschaltet werden m\u00fcssen. Damit h\u00e4tten wir bereits ein Speicherverm\u00f6gen von 10 * 12.42 Wh = 124.4 Wh f\u00fcr einen einzelnen Strang aus 10 Zellen. Um eine Gesamtkapazit\u00e4t von etwa(!) 625 Wh zu erreichen, werden f\u00fcnf parallel geschaltete Str\u00e4nge zu je zehn  Zellen ben\u00f6tigt, f\u00fcr dann nominell 622 Wh. Die Abweichung von weniger als 0.5% von der beworbenen Nennkapazit\u00e4t kann man gelten lassen. Diese elektrische Konfiguration wird im Jargon mit <strong>10s5p<\/strong> abgek\u00fcrzt: <strong>5 p<\/strong>arallele Str\u00e4nge aus jeweils <strong>10 s<\/strong>eriell geschalteten Einzelzellen. Insgesamt enth\u00e4lt ein PowerTube 625 also 50 Einzelzellen vom Typ 18650. <\/p>\n\n\n\n<p><strong>Randbemerkung<\/strong> an dieser Stelle: die Vorg\u00e4ngerklasse von 500 Wh Akkus hatte entsprechend eine Konfiguration von 10s<strong>4<\/strong>p, die Nachfolgeklasse mit 750 Wh eine solche von 10s<strong>6<\/strong>p.<\/p>\n\n\n\n<p>Wer sich f\u00fcr den mechanischen Aufbau eines Bosch PowerTubes interessiert, findet im Internet zahlreiche Videos, die einen Komplettzerlegung, einen sogenannten &#171;tear-down&#187; beschreiben. Z.B. <a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=Nmny9BWas50\">dieses hier<\/a> oder <a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=3HQfAxmuxQE\">dieses<\/a>.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-medium-font-size\"><strong>SoC &#8211; State of Charge (Ladezustand)<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>F\u00fcr das weitere Verst\u00e4ndnis ist es wichtig sich bewusst zu machen, dass eine Einzelzelle (und konsequenterweise eine aus Einzelzellen aufgebaute Batterie) unterschiedliche Ladezust\u00e4nde aufweisen kann, zwischen &#171;ganz leer&#187; und &#171;ganz voll&#187;. Entscheidend ist hierbei, dass man eine Zelle nicht \u00fcber den &#171;leer&#187;-Zustand hinaus weiter <strong>ent<\/strong>laden darf &#8211; das w\u00e4re eine Tiefentladung. Auch kann (darf!) man sie nicht \u00fcber den &#171;voll&#187;-Zustand hinaus weiter aufladen. In beide F\u00e4llen w\u00fcrden chemische Prozesse die Zelle dauerhaft sch\u00e4digen, bis zum m\u00f6glichen Risiko der Selbst-Entz\u00fcndung.<\/p>\n\n\n\n<p>Die typische Ladeschlussspannung f\u00fcr Li-Ion Einzelzellen liegt bei 4.2 V, und muss lt. Herstellerangeben hochgenau mit <strong>\u00b10.05 V<\/strong> eingehalten werden. Die Angaben f\u00fcr die Entladeschlussspannung schwanken je nach Hersteller und Zellentyp zwischen 2.5 V und 3.0 V. Es d\u00fcrfte klar sein, dass man bei einer Entladung bis zum niedrigeren Wert der Zelle (Batterie) mehr Energie entnehmen kann. Gleichermassen d\u00fcrfte klar sein, dass Hersteller im Wettbewerb andere Hersteller gerne \u00fcbertrumpfen m\u00f6chten, z.B. mit h\u00f6heren Kapazit\u00e4tsangaben. Hier sollte man im eigenen Interesse immer die jeweiligen Datenbl\u00e4tter der Zellen miteinander vergleichen um beurteilen zu k\u00f6nnen, unter welchen Randbedingungen eine evtl. h\u00f6here Kapazit\u00e4t gemessen wurde.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Ladeschluss- und Entladeschlussspannung werden \u00fcber die Zellen- (bzw. Batterie-)Spannung erkannt<\/strong>. <\/p>\n\n\n\n<p>Damit unter Bedingungen eines Massenmarkts auch die Dummies unter den Verbrauchern nicht in Versuchung geraten, diese technologisch vorgegebenen Grenzen zu \u00fcberschreiten, werden Antriebsbatterien mit diversen elektronischen Schutzschaltungen versehen, die sie (die Batterien) vor \u00dcberladung, Tiefentladung, Kurzschluss, \u00dcbertemperatur etc. sch\u00fctzen.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-medium-font-size\"><strong>Balancing<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Auch wenn die Einzelzellen, aus denen sich eine Antriebsbatterie zusammensetzt, in <strong>Masse<\/strong> produziert werden, unterscheiden sie sich doch aufgrund von Serienstreuung geringf\u00fcgig in ihren elektrischen Eigenschaften. Das kann dazu f\u00fchren, dass in einer Serienschaltung von Einzelzellen eine Zelle w\u00e4hrend eines Ladevorgangs zuerst ihre Ladeschlussspannung erreicht, w\u00e4hrend die \u00fcbrigen Zellen des gleichen Strangs sich noch unterhalb ihrer Ladeschlussspannung befinden.<\/p>\n\n\n\n<p>Bei einer \u00dcberwachung auf Strangebene l\u00e4sst sich ein solcher Zustand nicht erkennen:<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><a href=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/unbalenced_strang.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"630\" height=\"630\" src=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/unbalenced_strang.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-11082\" srcset=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/unbalenced_strang.png 630w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/unbalenced_strang-300x300.png 300w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/unbalenced_strang-150x150.png 150w\" sizes=\"auto, (max-width: 709px) 85vw, (max-width: 909px) 67vw, (max-width: 984px) 61vw, (max-width: 1362px) 45vw, 600px\" \/><\/a><figcaption class=\"wp-element-caption\">Unbalancierter Strang bei Erreichen der Ladeschlussspannung von 3 * 4.2V = 12.6 V, mit mittlerer Einzelzelle \u00fcberlastet!         <a href=\"https:\/\/320volt.com\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/li-iyon-li-po-piller-12-6v-serial.png\">Bildquelle<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p>Um die \u00dcberlastung einzelner Zellen in einem Zellenverbund auszuschliessen, ist man zu einer \u00dcberwachung auf Einzelzellebene \u00fcbergegangen. Doch dies bringt neue Nachteile mit sich:<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><a href=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/unbalanced_waste.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"700\" height=\"274\" src=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/unbalanced_waste.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-11085\" srcset=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/unbalanced_waste.jpg 700w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/unbalanced_waste-300x117.jpg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 709px) 85vw, (max-width: 909px) 67vw, (max-width: 984px) 61vw, (max-width: 1362px) 45vw, 600px\" \/><\/a><figcaption class=\"wp-element-caption\">Verschwendung ohne Balancing                    <a href=\"https:\/\/www.grepow.com\/blog\/what-is-the-lithium-battery-balancing.html\">Bildquelle<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>Wenn man von der mittleren Vierergrupe von (in Serie geschalteten) Einzelzellen ausgeht, wird bei einer Aufladung (rechte Vierergruppe) die gr\u00fcne Zelle zuerst ihre <strong>Lade<\/strong>schlussspannung erreichen, und dadurch die Ladung des gesamten Strangs stoppen. In dem Fall hat man es mit verschwendeter (d.h.: nicht genutzter) Speicherkapazit\u00e4t des Strangs zu tun.<\/p>\n\n\n\n<p>Umgekehrt wird, ausgehend von der mittleren  (in Serie geschalteten) Vierergrupe, bei einer Entladung (linke Vierergruppe) die orange Zelle zuerst ihre <strong>Entlade<\/strong>schlussspannung erreichen, und damit die Entladung des Strangs stoppen. In diesem Fall hat man es mit verschwendetem (d.h.: nicht genutztem) Rest-Energieinhalt des Akkus zu tun &#8211; auch nicht gut.<\/p>\n\n\n\n<p>So entstand das Konzept, die Ladezust\u00e4nde aller Einzelzellen einer Batterie laufend miteinander zu vergleichen und sich entwickelnde Ungleichgewichte in deren Ladezust\u00e4nden laufend auszugleichen, sie zu <strong>balancieren<\/strong>. In ersten, primitiven Implementationen wurde die Energie \u00fcberdurchschnittlich aufgeladener Einzelzellen \u00fcber zugeschaltete Lastwiderst\u00e4nde &#171;verheizt&#187;, w\u00e4hrend inzwischen aktuelle Balancer die Energie \u00fcberdurchschnittlich aufgeladener Einzelzellen intern zu unterdurchschnittlich aufgeladenen Zellen verschieben.<\/p>\n\n\n\n<p>Ein Klick auf die folgende Grafik f\u00fchrt zu einer sch\u00f6nen und anschaulichen, interaktiven Visualisierung eines derartigen <a href=\"https:\/\/liionbms.com\/balance\/\">cell balancers<\/a> und seiner unterschiedlichen, m\u00f6glichen Optimierungsstrategien.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><a href=\"https:\/\/liionbms.com\/balance\/\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"601\" src=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/BMS-Simulator-1024x601.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-11033\" srcset=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/BMS-Simulator-1024x601.png 1024w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/BMS-Simulator-300x176.png 300w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/BMS-Simulator-768x451.png 768w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/BMS-Simulator-1536x901.png 1536w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/BMS-Simulator-2048x1202.png 2048w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/BMS-Simulator-1200x704.png 1200w\" sizes=\"auto, (max-width: 709px) 85vw, (max-width: 909px) 67vw, (max-width: 1362px) 62vw, 840px\" \/><\/a><figcaption class=\"wp-element-caption\">Quelle: <a href=\"https:\/\/liionbms.com\/balance\/\">https:\/\/liionbms.com\/balance\/<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p>Die Gesamtheit aus Schutzschaltungen und Balancer bezeichnat man als <strong>BMS <\/strong>(battery management system). Dieses ist typischerweise Bestandteil kommerziell erh\u00e4ltlicher Antriebsakkus (z.B. Bosch PowerTubes).<\/p>\n\n\n\n<p>Neben der Elektronik des BMS enth\u00e4lt ein PowerTube auch noch in gewissem Umfang Software. So wird z.B. die Anzahl der bisher erlebten Aufladezyklen im Akku gespeichert und kann mit Bosch-Diagnoseger\u00e4ten ausgelesen werden. Auch k\u00f6nnen sich neuere Bosch-Akkus vom Typ PowerTube \u00fcber eine CAN-Bus Schnittstelle gegen\u00fcber dem Bosch Fast Charger als schnellladef\u00e4hig identifizieren, wodurch der erh\u00f6hte Ladestrom von 6A des Bosch Fast Chargers erst freigeschaltet wird.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-medium-font-size\"><strong>E-Bike Akku als Verschleissteil<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Ein Li-Ion Akku ist im Laufe seiner Betriebszeit Alterungsprozessen unterworfen, die sein Energiespeicherverm\u00f6gen unweigerlich reduzieren.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"706\" src=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Kapazitaet_Zyklen-1024x706.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-11116\" srcset=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Kapazitaet_Zyklen-1024x706.png 1024w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Kapazitaet_Zyklen-300x207.png 300w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Kapazitaet_Zyklen-768x530.png 768w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Kapazitaet_Zyklen-1536x1059.png 1536w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Kapazitaet_Zyklen-2048x1413.png 2048w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Kapazitaet_Zyklen-1200x828.png 1200w\" sizes=\"auto, (max-width: 709px) 85vw, (max-width: 909px) 67vw, (max-width: 1362px) 62vw, 840px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Abnahme der Speicherkapazit\u00e4t in Abh\u00e4ngigkeit von der Anzahl Ladezyklen.   Quelle: <a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Datasheet-Panasonic-NCR18650GA.pdf\" target=\"_blank\">Datenblatt<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p>Das Diagramm sagt aus, dass eine Li-Ion Einzelzelle vom Typ NCR18650GA nach 500 Ladezyklen einen Kapazit\u00e4tsverlust von urspr\u00fcnglich 3&#8217;450 mAh im Neuzustand auf knapp 2&#8217;200 mAh hinnehmen muss &#8211; eine Reduktion auf weniger als zwei Drittel des Werts im Neuzustand! Um diesen Wert richtig einordnen zu k\u00f6nnen, muss man das &#171;Kleingedruckte&#187; in der rechten oberen Ecke des obigen Diagramms beachten:<\/p>\n\n\n\n<p>Die Rede ist hier von 500 <strong>Vollladezyklen <\/strong>\u00fcber 100% des m\u00f6glichen Spannungshubs zwischen der spezifizierten <strong>Entlade<\/strong>schlussspannung von 2.5 V und der <strong>Lade<\/strong>schlussspannung von 4.2 V. Wenn man den m\u00f6glichen Hub nicht vollst\u00e4ndig aussch\u00f6pft, also z.B. nur bis 30% Restladung entl\u00e4dt und nur bis z.B. 90% Vollladung aufl\u00e4dt, l\u00e4sst sich angeblich eine erhebliche (jedoch leider nicht quantifizierte) Erh\u00f6hung der Akku-Lebensdauer erzielen.<\/p>\n\n\n\n<p>Egal wie schonend man mit dem Li-Ion Akku seines E-Bikes umgeht: irgendwann ist ein Ersatz f\u00e4llig. Schon alleine, weil die Restkapazit\u00e4t die bisher gewohnten Langstrecken nicht mehr ausreichend unterst\u00fctzt. So ein Ersatz-Akku ist leider nicht billig. Im \u20ac-Raum muss man f\u00fcr einen Original Bosch PowerTube 625 mit Preisen oberhalb ca. \u20ac 600.- rechnen, in der Schweiz mit Preisen ab etwa CHF 800.-. Diese Kosten relativieren sich ein wenig, wenn man bedenkt, dass der Akku zum Austauschzeitpunkt eine Fahrstrecke von wenigstens 25&#8217;000 km unterst\u00fctzt haben d\u00fcrfte. F\u00fcr einen durchschnittlichen Hobby-Biker eine beachtliche Strecke und somit eine Erhaltungs-Investition, die nur alle paar Jahre anfallen d\u00fcrfte.<\/p>\n\n\n\n<p>Trotzdem: Vor dem Hintergrund von<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>regelm\u00e4ssigem Ersatzbedarf<\/li>\n\n\n\n<li>hohen Ersatzteilkosten<\/li>\n\n\n\n<li>Propriet\u00e4ren Steckverbindungen<\/li>\n\n\n\n<li>Propriet\u00e4rem Protokoll auf dem CAN-Bus<\/li>\n\n\n\n<li>und somit: einem ausgepr\u00e4gten <a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Vendor_lock-in\" target=\"_blank\">Vendor-Lock-In<\/a><\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>hat sich eine <a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/www.pedelecforum.de\/forum\/index.php?threads\/bosch-active-can-daten-sammlung.40358\/\" target=\"_blank\">aktive Hacker-Szene <\/a>rund um Bosch E-Bike Antriebssysteme herausgebildet, die einerseits Kosten sparen m\u00f6chte, andererseits von Bosch  gesetzte technische Beschr\u00e4nkungen sprengen m\u00f6chte. Das grunds\u00e4tzliche Vorgehen besteht darin, mittels eines <a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/www.fischl.de\/usbtin\/\" target=\"_blank\">geeigneten Adapters<\/a> die CAN-Bus Signale auf einer USB-Schnittstelle bereitzustellen und diese dann mittels eines Terminalprogramms mitzuschneiden und reverse zu engineeren. Wer sich f\u00fcr derartige Verfahren interessiert, findet im oben verlinkten Forum\/Thread einen guten Startpunktf\u00fcr weitere Recherchen.<\/p>\n\n\n\n<p>So interessant das sein mag &#8211; das ist nicht mein Ziel. Ich h\u00e4tte es gerne etwas konkreter. Deshalb habe ich eine vollst\u00e4ndige Ladekurve eines PowerTube 625 aufgenommen, mit Spannungs- und Stromverlauf ab vollst\u00e4ndig im Bike leer gefahrenem Akku bis zur automatischen Abschaltung beim Erreichen des vom Bosch-Ladeger\u00e4t als &#171;voll&#187; erkannten Zustands. Inklusive der Ladezeiten, Spannungs- und Energieniveaus des Akkus beim Wechsel von einer n-stufigen auf eine n+1 -stufigen Anzeige im Balkendisplay.<\/p>\n\n\n\n<p>Diese sehr konkreten und handfesten Ergebnisse beschreibe ich im <a href=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/?p=11152\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener nofollow\">Folgeartikel<\/a>. Mit besonderer Schwerpunktsetzung auf eine Interpretation der f\u00fcnf-stufigen Balkenanzeige meines Purion-Displays:<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"780\" height=\"468\" src=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/display-bosch-purion.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-11143\" srcset=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/display-bosch-purion.jpg 780w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/display-bosch-purion-300x180.jpg 300w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/display-bosch-purion-768x461.jpg 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 709px) 85vw, (max-width: 909px) 67vw, (max-width: 984px) 61vw, (max-width: 1362px) 45vw, 600px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\"><br>Bosch Purion-Display mit f\u00fcnfstufiger Balken-Kapazit\u00e4tsanzeige (im Bild sind vier\/f\u00fcnf sichtbar)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p><strong>Spoiler Alert<\/strong>: die Balkenanzeige zeigt <strong>_nicht_<\/strong> den aktuellen bzw. verbleibenden Energieinhalt des Akkus an &#8230;<\/p>\n\n\n\n<p>An dieser Stelle haben wir aber alle erst einmal eine Pause verdient. \ud83d\ude0e<\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Es w\u00e4re m\u00fcssig dar\u00fcber zu streiten, ob der Akku bei einem E-MTB wichtiger ist als der Motor oder umgekehrt. Beide Komponenten sind unverzichtbare Bestandteile des gleichen Systems und werden i.d.R. vom gleichen Hersteller geliefert und aufeinander abgestimmt. In meinem TREK Rail 9.8 z.B. verrichten ein Bosch Performance CX Motor gemeinsam mit einer Bosch PowerTube 625 &hellip; <a href=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/?p=11027\" class=\"more-link\"><span class=\"screen-reader-text\">&#8220;Der E-MTB Akku&#8221; <\/span>weiterlesen<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_stc_notifier_status":"sent","_stc_notifier_sent_time":"2025-01-06 17:25:22","_stc_notifier_request":false,"_stc_notifier_prevent":false,"_stc_subscriber_keywords":"","_stc_subscriber_search_areas":"","footnotes":""},"categories":[23,211],"tags":[239,167,202,247],"class_list":["post-11027","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-biken","category-engineering","tag-akku","tag-e-mtb","tag-energie","tag-li-ion"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/11027","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=11027"}],"version-history":[{"count":110,"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/11027\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":14303,"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/11027\/revisions\/14303"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=11027"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=11027"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=11027"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}