Auswahlhilfe Akkupack

Wir haben Ihnen hier einen kleinen Leitfaden zusammengestellt, der auf unseren jahrelangen Erfahrungen im Bezug auf Auswahl der Akkugröße für Ebikes basiert.
Bitte beachten Sie dass die nachfolgen Daten reine Empfehlungen sind, die auf unsere Erfahrung basieren.
 

Die Akkuchemie

Der erste und wichtigste Schritt ist die Auswahl der Zellenchemie - bzw. des Zellenhersteller.
Es gibt am Markt viele Hersteller die verschiedene Chemien verwenden. Aufgrund der eingesetzten Chemie in der Zelle wird definiert ob es sich um eine Hochkapazitive Zelle mit hoher Energiedichte handelt, oder um eine Zelle für Hochstromanwendung.
Je nach Anwendung und den gewünschten Ladezyklen / Akkugewicht sowie zur Verfügung stehender Platz, wir die erfordliche Zelle ausgewählt.
Es ist natürlich auch eine Preisfrage bzw. auch in gewisser Weise eine "Geschmacksfrage" welche Zellen verwendet werden.
Für Ebikes haben sich die LIMN Zellen als Standart durchgesetzt.
Aufgrund unserer Erfahrungen und Feedback von Kunden können wir für "normale" Ebike Anwendungen die Sanyo Zellen oder die etwas günstigeren Samsung Zellen empfehlen.
Werden Akkupacks mit hoher Energiedichte auf kleinsten Raum benötigt, so geht es dann eher in Richtung der Panasonic Zellen.
Sollten Akkuzellen für Anwendungen mit erhöhter Anzahl von Ladezyklen benötigt werden so sind A123 Zellen die 1te Wahl. Hier kommt dann LiFePo4 als Chemie zum Einsatz.
 

Die Akkuspannung

Für die Bafang Motoren wird üblicherweise ein 36V Akkupack verwendet. Sämtliche Drehzahlangaben sind auf 36V bemessen. Es kann aber auch ein 48V Akkupack verwendet werden. Zu beachten ist dann allerdings, dass sich die Endgeschwindigkeit des Motor um etwa 1,3 erhöt.
Motoren mit höherer Leistung ab 500W sollten mit 48V Akkus betrieben werden, da hier geringere Phasenströme für dieselbe Leistung verwendet werden können. Dies wirkt der Kabelerwärmung vor, bzw. sorgt für ein längeres Motorleben.
Akkus mit Berührungsspannungen über 60V DC sollten nur von versierten und Personen mit Sachkenntnissen im Bereich Elektrotechnik verwendet werden. Ab diesem Spannungsbereich verlässt man den Bereich von Kleinstspannung. In der weiteren elektrischen Verdrahtungen am Fahrzeug sind sicherheitstechnische Maßnahmen erforderlich!
Wir stehen Ihnen auch gerne bei der Qual der Wahl des Akkupacks gerne beratend zur Verfügung.
Sie brauchen uns nur eine Email schreiben - und wir antworten Ihnen prompt!

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Die Kapazität

Der Akku ist der maßgebliche Faktor bei der Festlegung der Reichweite.
Dem Ebike System bzw. Pedelec System steht während der Fahrt nur jene zusätzliche Energie zur Verfügung, die zuvor in den Akku geladen worden ist, bzw. jene maximale Energie die der Akku physikalisch speichern kann.
Die Energiekapazität bei Akkus wird üblicherweise in Wh (Watt / Stunden) angegeben.
Ist diese Angabe auf dem Akkus nicht vorhanden, so kann diese leicht selbst ermittelt werden.
 
Es gilt die Formel:  
Energie [Wh] =  Spannung [Volt] * Kapazität [Ah]
 
So hat z.b. ein 36V Akku mit 10Ah - eine Energie von 360Wh
Die Einheit Wh gibt an, wie viel Energie der Akku speichern kann.
 
Demnach gilt beim Kauf:
Je größer der Wh Wert, desto größer auch die Reichweite!
 
 

Der Unterstützungsfaktor

Neben der Speicherkapazität der Batterie wirkt sich auch der Unterstützungsfaktor signifikant auf die Reichweite des Pedelecs aus.
Generell gilt: Je mehr der Motor den Fahrer beim Treten unterstützt, desto geringer die Reichweite.
 
Bei der Verwendung unseres programmierbaren Controller, lässt sich z.B. der Unterstützungsfaktor in drei Stufen einstellen, bzw. mit dem 6 Speed Display in 6 Stufen. Kombiniert man beide Systeme, so kann man auch 18 Stufen auswählen.

Beim Kelly Controller stehen 2 Unterstützungstufen zur Auswahl.
Mittels dem 6 Speed Display kann man diese Stufen allerdings auf 12 Stufen erweitern.

Mit der Einstellung der Unterstützungsstufe variiert die Reichweite je nach Einstellung: Tritt der Fahrer fester in die Pedale, steigt folglich auch die Reichweite.

Folgende Faktoren beeinflussen die Reichweite des Pedelecs bei einer Akku-Ladung:
  • Gewicht (Fahrer und Rad)
  • Luftwiderstand
  • Laufwiderstand (Rollwiderstand)
  • Beschleunigungswiderstand (Gesamtmasse mit Nutzlast)
  • Steigung/Gefälle
  • Eigener Krafteinsatz
  • Rekuperation (Rückgewinnung)
  • Akkukapazität (bei Nennspannung)
  • Fahrweise - vorrausschauendes Fahren - (Stopp / Go Fahrweise)
  • Betriebstemperatur (Akkutemperatur)
sowie
  • Wirkungsgrad des Motors
  • Wirkungsgrad der Leistungselektronik
Viele Hersteller geben die maximale Reichweiter ihrer Räder sehr optimistisch an. Die meisten Hersteller haben diese Angabe meist unter Laborbedingungen ermittelt. Viele Kunden sind dann meist über die tatsächliche Reichweite enttäuscht, und haben schlussendlich keine Freude mit Ihrem System.
 
 

Die Reichweite

Erfahrungen bezüglich Reichweite - Energiebedarf aus Kundeninfos bzw. Selbsterfahrungen
 
Bafang Pedelec Systeme 250W - programmierbarer Controller
Der Energiebedarf lässt sich mit folgenden Richtwerten ermitteln
15km/h - etwa 6Wh/km
20km /h - etwa 7,5Wh/km
25km /h - etwa 10Wh/km
Für Bergfahrten werden meist 50Wh auf 100 Höhenmeter benötigt.
 
Daraus ergibt sich in der Praxis folgende Werte.
Annahme Akku 36V - 10Ah - 360Wh - Fahrer 80kg - Normales Mittreten im Fahrbetrieb
Bafang System 250W 26" oder 28"
• 15km/h Reichweite: 60km
• 20km/h Reichweite: 48km
• 25km/h Reichweite: 36km 
 
Puma Pedelec System 500W - programmierbarer Controller (mit Tretunterstützung Fahrer)
Der Energiebedarf vom Pumasystem im Bereich unter 30km/h ist mit dem Bafang System gleichzusetzen. Der Benutzer ist vielmehr aufgrund der höheren Leistung eher dazu geneigt das System in einem höheren Geschwindigkeitsbereich zu betreiben, wodurch natürliche ein höherer Energiebedarf besteht.
15km/h - etwa 6 Wh/km
20km /h - etwa 7,5Wh/km
25km /h - etwa 10Wh/km
30km /h - etwa 15Wh/km
35km /h - etwa 20Wh/km

Für Bergfahrten werden meist 50Wh auf 100 Höhenmeter benötigt.
In der Praxis sieht das ganze so aus

Höhenprofil
   
 
Daten: Strecke 22,9km
Höhenmeter Steigung: 441hm
Gefälle:488hm
Für diese Strecke reicht ein Akku mit 36V 10Ah um die Stecke mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 30km/h zu bewältigen 
 
 

Physikalische Grundlagen

Wir werden oft gefragt: " Welche Geschwindigkeit schaffe ich mit den Bafang Motoren, bzw. mit den Puma Motoren"
Grunsätzlich hat die Nenndrehzahl des Motor eine Auswirkung auf die maximale mögliche Drehzahl Endgeschwindigkeit des Systems (Bergmotor / Normalmotor / Speedmotor)
Die maximale Geschwindigkeit in der Ebene hängt praktisch nur vom Luftwiderstand ab.
Im Bereich unter 25km/h spielt die Motorleistung nicht allzu eine große Rolle, erst ab 25 km/h sollte der Luftwinderstand als Bremsfaktor berücksichtigt werden.
Hinzu kommen noch die Verluste von Reibung, Reifenwiderstand usw. ohne die Berücksichtung des Wirkungsgrades des Pedelec Systems.
Um dieses Thema kurz und bündig abzuhandeln kann folgende Tabelle als Faustformel verwendet werden.
Diese Angabe sind Richtwerte für ein "normales" Fahrrad mit aufrechter Fahrweise
 
Luftwiderstand 
km/h W
5 1
10 5
15 25
20 50
25 100
30 200
35 300
40 460
45 750
50 1100
 
Zum leichteren Verständnis kann hierbei gesagt werden, dass durch Erhöhung der Geschwindigkeit von 5km/h von 20km/h auf 25km/h die doppelte Menge an Energie (Entweder mechanisch mittreten oder aus dem Akku) benötigt wird.

Schwieriger wird das ganze in der Steigung.
Hierzu kommt meist, dass hier der Kunde in den meisten Fällen den Motor die Arbeit verrichten lassen möchte, und nur minimal hinzutreten kann, bzw. möchte.

Unten sehen sie eine Tabelle, die als Hilfestellung dient, um zu ermitteln, welche Motorenleistung benötigt wird um eine Steigung mit einer definierten Geschwindigkeit zu bewältigen.
Wichtig ist es zu wissen, dass Getriebemotoren wie Bafang und Puma, eine gewisse Grundgeschwindigkeit benötigen um eine Steigung effektiv zu bewältigen. Da sich in diesem Motoren ein Getriebe befindet, muss eine gewisse Grundgeschwindigkeit, bei Bergmotoren etwa 10km/h, bei Normalmotoren etwa 13km/h und bei Schnellmotoren etwa 16km/h vorhanden sein.
Bei Geschwindigkeiten unter diesen Werten, dreht sich der Motor selbstverständlich auch noch, er erreicht aber nur mehr eine schlechte Wirkleistung, und die meiste Akkuenergie wird in Wärme umgewandelt.
Sollte das Pedelec System vorrangig für Steigungen verwendet werden, sollte ein Bergmotor gewählt werden. - Als Bergmotoren werden Motoren mit einer niedrigen Nenndrehzahl bezeichnet.
 
Benötige Motorenleistung (inklusive Verluste für 100kg Systemgewicht - OHNE Treten
   
Steigung 0%
 
Steigung 5%
 
Steigung 10%
 
Steigung 15%
Wh/km 6 - 8,3
Wh/km 20 - 25
Wh/km ca 35
Wh/km ca 50
Km/h
W
Km/h
W
Km/h
W
Km/h
W
10
15
20
25
30
70
90
120
180
250
10
15
20
25
30
200
300
400
500
700
10
15
20
25
30
350
500
700
850
1100
10
15
20
25
30
500
700
900
1200
1500
 
Um das Pedelec System effektiver bzw. effizienter zu gestalten gibt es folgende Möglichkeiten:
Die Motorenunterstützung unter 20km/h einstellen, - mit dem prog. 3 Stufencontroller problemlos möglich
Verwendung von speziellen Ebike Reifen, die härter sind und weniger Rollwiderstand haben.
Soviel wie möglich mitreten....