Zellentausch am Fahrradakku
Lebensdauer des Akkus von E-bikes
Mit der Zeit lassen die Akkus nach, und die Reichweite sinkt und sinkt. Irgendwann wird die Reichweite dann unangenehm. Dann stellt man fest, dass Bosch für ein solches Teil rund 700,— EUR haben will. Bei mir war das nach 5000 km so weit, also ergeben sich Kosten von 0,14 EUR/km – nur für den Akku. Rechnet man weiter kommt man drauf, dass Fahrradfahren zwar einige Vorteile hat, aber keineswegs wesentich billiger ist als andere Verkehrsmittel. Ernüchternd.
Zellentausch
Das Gehäuse schadfrei zu öffnen ist praktisch unmöglich. Das Gehäuse ist zugeschraubt, und besteht aus zwei Schalen, die mit Clips ineinander verhakt sind. Zwischen diesen ist eine Dichtung, die oder die Dichtflächen werden beim Zerlegen beschädigt. Beim Wiederzusammenbau muss man also anders dichten.
Aha, der Fahrradakku besteht also aus 40 Akkuzellen der gängigsten Bauart: 18650. Ersatzbeschaffung ist also kein Problem, man muss schon die richtigen Typen wählen. Im Original sind INR18650-29E von Samsung SDI verbaut. Das Datenblatt listet 2850 mAh Kapazität und einem maximalen Puls-Entladestrom von 10 A. Der Hersteller gibt dafür 500 (ideale 1C) Ladezyklen Lebensdauer an, an deren Ende die Kapazität mit 70%.des Neuwertes betragen soll. Für die nominellen 250 W benötigt man bei den 36 V Systemspannung also 7 A, bei 4 Zellen Parallel also 1,75 A pro Zelle. Die Samsung Zellen sind 3C Zellen bezüglich der 2,8 A Nennstrom, die Nennbelastbarkeit des Pakets liegt also bei 1150 W, allerdings nur bei ausreichender Kühlung, die so sicher nicht gegeben ist. Als Ersatz habe ich Panasonic NCR18650B gewählt und 50 Stück für 160 EUR gekauft. Die Kapazität ist damit etwas höher, die Nennbelastbarkeit mit 980 W etwas geringer. Wer meint mehr Leistung zu benötigen könnte hier auch Powertool-Zellen wählen, der Bosch Motor kann zumindest bis zur gesetzlich geforderten Abregelung auf 250 W kurzzeitig auch 600 W Leistung umsetzen. Die geforderte Abregelung wird bei Bosch nur thermisch gesteuert. Dann wären schon eher 10C Zellen gefordert, bei denen liegen die Kosten dann eher in Richtung 300,— EUR. Die Kapazitäten solcher Zellen liegen durchweg nur im Bereich von 2000…2500 mAh, insgesamt erreicht man damit also nur 288…360 Wh. Es sei noch darauf hingewiesen, dass solche Zellen dann auch andere Verbindungsbleche benötigen. Powertool Zellen werden üblicher Weise mit viel dickeren Verbinderblechen verschweisst.
Das Akkupaket im Inneren. Mit einem scharfen Stemmeisen sind die Kontaktbleche an den Schweisspunkten leicht zu entfernen, man muss nur aufpassen dass man mit dem Stemmeisen keine Kurzschlüsse macht. Danach kann man den nämlich gleich neu schleifen.
An der Platine ist mir beim Zerlegen durch Unachtsamkeit ein Stecker abgerissen. Dabei wurde leider auch eines der drei Pads für den Stecker auf der Leiterplatte abgerissen. Das habe ich mit einem 0,03 mm Draht repariert und danach mit Epoxit fixiert.
Die Verbindungsbleche sind verknittert, lassen sich aber mit dem Hammer richten.
Die neuen Akkus in der Halterung werden Stück für Stück mir den Verbindungsblechen verschweisst. Dazu hab ich mir ein Schweissgerät selber gebaut, das ist auch hier beschrieben.
Die Brandflecken sind Ergebnisse der Lernkurve beim Schweissen. Es ist enorm wichtig, dass die Bleche an der Schweissstelle mit genügendem Druck aneinander gepresst werden. Sonst gibt das Explosionen, bei denen man besser Gehörschutz trägt. Tatsächlich wird das dadurch erschwert, dass die Bleche nicht neu und perfekt eben, sondern gerichtet sind.
Erkenntnis
Ja, kann man selber machen, man spart über 500,– EUR. Es war aber doch mehr Fummelei als ich vermutet hatte und ich hatte dann auch zusätzlich noch Mehrarbeit wegen dem abgerissenen Stecker, aber das war eben das Risiko. Nebenbei hat der Akku jetzt nicht mehr wie nominell angegeben 400 Wh (aus dem Datenblatt berechnet 410 Wh) sondern 468 Wh Mindestkapazität, bzw. 489 Wh Nennkapazität. Jedenfalls ergibt sich wieder eine ordendliche Reichweite.