Wszystko o bateriach do rowerów elektrycznych

Akumulator to jeden z najważniejszych komponentów każdego roweru elektrycznego. Bez niego nawet najlepszy silnik będzie całkowicie bezużyteczny. Dlatego warto znać podstawowe parametry, takie jak choćby pojemność przekładająca się na maksymalny zasięg. Ważne są również zasady bezpiecznego użytkowania takiego elementu. W tym artykule poznasz najważniejsze informacje dotyczące baterii w e-bike’ach. 

 Rodzaje baterii w rowerach elektrycznych

Nie da się ukryć, że postęp technologiczny, jaki dokonał się w ostatnich latach w bateriach elektrycznych, mocno wpłynął na ewolucję e-bike’ów. Obecnie wykorzystywane są wersje Li-ION czyli litowo-jonowe o pojemności od 250 Wh do ok. 1000 Wh. Charakteryzują się one bardzo dużą wytrzymałością, w dodatku ważną zaletę stanowi odporność na długie okresy nieużywania. To niezwykle istotne zwłaszcza dla osób, które nie jeżdżą na rowerze zimą, a zależy im, aby sprzęt zachował sprawność na kolejny sezon.

Dlaczego starsze typy akumulatorów nie nadają się do użytkowania w e-bike’ach? Przede wszystkim wpływa na to słaba odporność na wstrząsy. Modele żelowe i litowo polimerowe (Li-Poly) łatwo ulegałyby uszkodzeniom i szybkiemu zużyciu. Wiązałoby się to nie tylko ze spadkiem wydajności, ale przede wszystkim z niebezpieczeństwem. Zniszczona albo zbyt wyeksploatowana bateria może ulec samozapłonowi lub eksplodować, co powoduje bardzo duże zagrożenie dla zdrowia rowerzysty i generuje zagrożenie pożarowe.

Rowery elektryczne – wszystko, co warto wiedzieć

Podział baterii do e-bike’ów ze względu na miejsce montażu

Baterie w rowerach elektrycznych mogą być montowane na różne sposoby. W pierwszych współczesnych e-bike’ach, jak np. wypuszczony w 2010 roku Haibike eQ XDURO akumulatory najczęściej montowane były na ramie, a dokładniej – mocowane na niej jako dodatkowy, niezintegrowany element. Takie rozwiązanie nadal można jeszcze spotkać, jednak głównie w tańszych modelach. Negatywnie wpływa na estetykę i naraża komponent na czynniki zewnętrzne, ale zapewnia łatwy dostęp.

Z biegiem czasu, przede wszystkim w okolicach 2020 roku producenci zaczęli przykładać większą wagę do walorów wizualnych, czego przykładem był choćby chowany wewnątrz ramy system Bosch PowerTube. Dlatego obecnie baterie najczęściej są zintegrowane z ramą. Mogą chować się w niej całkowicie lub być umieszczane w specjalnym wycięciu.

Alternatywnym rozwiązanie, spotykanym głównie w rowerach trekkingowych i miejskich jest umieszczanie jej na bagażnikach. Nie psuje to estetyki, a jednocześnie gwarantuje łatwy dostęp, kiedy np. rowerzysta chce zabrać ją do domu, aby ją naładować lub przechować, kiedy na zewnątrz panuje mróz. Przykładem roweru z takim systemem jest Tunturi E-Power.

 Porównanie popularnych baterii e-bike od znanych marek

Akumulatory Shimano - tabela specyfikacji

Akumulatory Bosch - tabela specyfikacji

Akumulatory Yamaha - tabela specyfikacji

 Pojemność baterii a zasięg roweru elektrycznego

Podstawowym parametrem, na który zwraca uwagę większość kupujących rower elektryczny albo sam akumulator jest pojemność baterii. W gruncie rzeczy to właśnie ona decyduje o tym, jaki dystans można pokonać na jednym ładowaniu. Wyrażana jest za pomocą watogodzin, oznaczanych jako Wh. Im większa wartość tego parametru, tym więcej zasilania zapewni. To z kolei przekłada się na dystans, jaki można pokonać na jednym ładowaniu.

Wysoka wydajność ma jednak swoją cenę. Im więcej Wh ma bateria, tym większe są jej rozmiary. Oznacza to nie tylko, że zajmuje więcej miejsca, ale przede wszystkim, że jest cięższa. Determinuje to zjawisko gęstości energetycznej, czyli tego, ile energii można zgromadzić w 1 kg baterii. W nowoczesnych modelach zazwyczaj na 1 kg przypada ok. 200-300 Wh. Warto jednak pamiętać, że ta masa dotyczy tylko ogniw, a nie całej konstrukcji.

Ile kosztuje jazda rowerem elektrycznym?

Rower elektryczny (i tak już ciężki) z większym akumulatorem waży jeszcze więcej. Warto mieć to na uwadze zwłaszcza w przypadku osób, które szukają wyłącznie e-bika na dojazdy do pracy i muszą codziennie wnosić rower po schodach – lepiej ładować go częściej niż przeciążać kręgosłup.

 Pojemność baterii a zasięg roweru elektrycznego

Warto wiedzieć, że choć pojemność akumulatora ma decydujący wpływ na zasięg roweru, to istotne są również inne czynniki.

• masa rowerzysty – to tak naprawdę jeden z najważniejszych czynników. Im większa masa rowerzysty, tym intensywniej musi pracować silnik, aby zapewnić wspomaganie na stałym poziomie. Dlatego zasięg często różnie się w zależności od tego, ile waży osoba jadąca na rowerze elektrycznym.
• sprzęt – masa roweru oraz szerokość opon dość mocno wpływają na pobór energii. Im szersze ogumienie, tym większe opory toczenia, co przekłada się na zwiększone zapotrzebowanie na energię.
• technika jazdy – sposób, w jaki rowerzysta pedałuje, ma duże znaczenie dla zasięgu baterii. Najbardziej efektywna jest wysoka kadencja licząca ok. 70-90 obrotów na minutę. Pozwala to silnikowi na płynną pracę, podczas gdy wolniejsze obroty korby zwiększają jego wysiłek, a tym samym drenaż akumulatora.
• warunki atmosferyczne – na obciążenie silnika, a tym samym zwiększone zapotrzebowanie na prąd wpływa również pogoda, a zwłaszcza dwa zjawiska. Pierwszym z nich jest niska temperatura. Mróz sprawia, że pojemność baterii znacznie się zmniejsza. Dlatego planując trasę zimą, trzeba mieć na uwadze, że bateria akumulator szybciej się wyczerpie. Drugi czynnik to jazda pod wiatr. Jeżeli podmuchy są silne, mechanizm będzie musiał wkładać więcej energii we wspomaganie rowerzysty.
• warunki na trasie – duży wpływ ma też rodzaj trasy. W terenie, zwłaszcza w górach, bateria zużywa się znacznie szybciej. Wyboje, a przede wszystkim podjazdy zmuszają silnik do intensywnej pracy. Dlatego właśnie w modelach MTB montowane są duże akumulatory gwarantujące spory zapas energii.

 Jakie pojemności baterii dla konkretnych typów rowerów?

Nie da się ukryć, że każda dyscyplina kolarstwa wymaga innej pojemności. W przypadku rowerów miejskich, które są wykorzystywane w łatwym terenie i przy spokojnej jeździe, pojemność zazwyczaj nie przekracza 250-500 Wh. To samo dotyczy elektrycznych szosówek, które ze względu na swoją smukłą konstrukcję nie mają przestrzeni na montaż większych baterii.

Zupełnie inaczej sprawa wygląda w przypadku modeli trekkingowych oraz e-MTB. Są one wykorzystywane w terenie, często na długich dystansach, a w przypadku rowerów górskich, do pokonania są też liczne i często strome podjazdy. Silnik pracuje wówczas znacznie intensywniej, co przekłada się na zwiększone zapotrzebowanie na energię. Dlatego akumulatory w takich e-bike’ach są znacznie większe. Zwykle mają od 625 do nawet blisko 1000 Wh.

 Range Extender – dodatkowa bateria zewnętrzna do zwiększenia zasięgu roweru elektrycznego

Warto wiedzieć, że zasięg roweru elektrycznego można zwiększyć. Kiedy fabryczny akumulator okazuje się niewystarczający, z pomocą przychodzą tzw. baterie zwiększające zasięg – range extendery. Te urządzenia, to tak naprawdę osobne, mniejsze baterie przypominające bidon, mocowane zazwyczaj do ramy dzięki specjalnym koszykom i łączone przewodami z akumulatorem bazowym. Zapewniają one zwykle od ok. 160 Wh do 250 Wh, choć mogą osiągnąć nawet 360 Wh dodatkowej pojemności. Jest to więc wartość, która w elektrycznych rowerach miejskich lub szosowych niejednokrotnie odpowiada wielkości standardowej baterii. Takie rozwiązanie sprawdzi się zwłaszcza u osób, które lubią pokonywać długie trasy i potrzebują zapasu mocy, aby cieszyć się wspomaganiem przez długi czas.

W przypadku systemów marki Bosch funkcjonuje także technologia Dual Battery. Jak sama nazwa wskazuje, obejmuje ona dwie baterie, co może dać nawet 1125 Wh całkowitej pojemności. To solidny zapas mocy, wystarczający na naprawdę długie trasy. Podobne rozwiązanie można też spotkać w systemie TQ.

 Wpływ oprogramowania na pracę baterii. Czy znani producenci efektywniej wykorzystują potencjał?

Nie da się ukryć, że nowoczesne oprogramowanie w odczuwalny sposób wpływa na czas pracy baterii. Zaawansowane systemy pozwalają zoptymalizować pracę silnika, tak, aby oszczędzać energię. Przykładem takiego rozwiązania jest choćby Auto Shift od Shimano, czyli automatyczna zmiana biegów. System automatycznie dobiera biegi, dostosowując je do danych zbieranych przez silnik oraz czujników monitorujących pracę kolarza. Dzięki temu utrzymywana jest odpowiednia kadencja, co nie tylko pozwala zoptymalizować pobór prądu, ale też zmniejsza zużycie poszczególnych komponentów napędu.

Istotne są również opcje dostępne w aplikacjach, takich jak Shimano E-TUBE czy Bosch eBike Flow. Można w nich dokonać personalizacji trybów wspomagania. Dzięki temu silnik będzie wspierał rowerzystę w taki sposób, jaki będzie mu odpowiadał. Można więc ustawić tryb oszczędny, który wydłuży czas pracy baterii kosztem siły wspomagania. Na szczególną uwagę zasługuje system Bosch eBike Smart System. Dzięki niemu użytkownik może ustawić trasę w aplikacji, a następnie określić, z jakim poziomem naładowania baterii chce dotrzeć do celu. System automatycznie reguluje wówczas wspomaganie w taki sposób, aby po dojechaniu na miejsce akumulator był w odpowiednim stanie. Warto wiedzieć, że aplikacja uczy się stylu jazdy rowerzysty i z biegiem czasu coraz lepiej przewiduje stan akumulatora, a zgodnie z informacjami producenta po ok. 20 jazdach Range Control przekazuje dokładne dane.

Ranking rowerów elektrycznych

 Żywotność akumulatora w rowerze elektrycznym – co oznacza cykl ładowania?

Część sprzętów elektronicznych dosyć szybko zaczyna cierpieć na problem skróconej żywotności. W praktyce oznacza to, że po pewnym czasie eksploatacji, np. po roku, w pełni naładowana bateria przestaje wystarczać na tak długo, jak na początku. Dobrze znamy to zjawisko, chociażby ze smartfonów, gdzie wraz z wiekiem telefonu rośnie częstotliwość potrzeby podłączania go do gniazdka. Czy podobnego zjawiska powinni obawiać się także właściciele rowerów elektrycznych?

Odpowiedź brzmi tak, ale na szczęście w minimalnym stopniu. Producenci akumulatorów  do rowerów często podają parametr, który pozwoli określić długowieczność ich produktu. Jest to liczba cykli ładowania, do której bateria zachowuje oryginalną sprawność. W wysokiej jakości modelach od znanych marek przy około 1000 cyklach ładowania urządzenie utrzymuje 80% swojej pierwotnej pojemności. Tego typu informacje uzyskuje się na podstawie badania, w którym za jeden cykl przyjmuje się laboratoryjne naładowanie do 100%, a następnie szybkie rozładowanie do 0 za pomocą specjalnego urządzenia.

Ile kosztuje jazda rowerem elektrycznym?

Praktyka pokazuje, że normalna eksploatacja okazuje się bardziej przyjazna dla elektroniki i w rzeczywistości wynik okaże się jeszcze lepszy. Według firmy Bosch, zazwyczaj czas eksploatacji baterii do roweru elektrycznego wynosi od 3 do 5 lat lub na dystans ok. 20-40 tysięcy kilometrów. Warto pamiętać także o tym, że przekroczenie podanej przez producenta cykli ładowania nie powoduje konieczności wymiany baterii. E-bike można dalej eksploatować, jednak w tym wypadku można spodziewać się odczuwalnego spadku maksymalnego zasięgu roweru elektrycznego.

 Jak dbać o akumulator w rowerze elektrycznym?

Aby akumulator służył przez dłuższy czas, a jego eksploatacja była bezpieczna, należy przestrzegać pewnych zasad. Zaniedbane baterie szybko stracą swoją pojemność. W przypadku nieprzestrzegania zasad bezpieczeństwa może nawet dojść do ich zapłonu lub eksplozji. Dlatego warto zwracać uwagę na kwestie, takie jak:

• Unikanie całkowitego rozładowania, zwłaszcza jeśli akumulator ma być nieużywany przez dłuższy czas. Na co dzień najlepiej przechowywać go naładowanego do poziomu między 20% a 100%, a w razie długiej przerwy w jeździe, np. zimowania, warto naładować baterię do poziomu 30%-60%.
• Akumulator powinien być przechowywany w temperaturze pokojowej, czyli ok. 15–20°C, w suchych warunkach. Jeżeli rower pozostawiany jest na zewnątrz, najlepiej zabierać akumulator do domu, zwłaszcza w okresie zimowym.
• Użytkowanie baterii zimą, w temperaturach poniżej 0°C wymaga przechowywania jej w domu i wkładania do roweru dopiero tuż przed jazdą. Na dłuższe trasy najlepiej zabezpieczać ją specjalną osłoną termiczną.
• Jeżeli zależy Ci przede wszystkim na długim okresie eksploatacji baterii, to najlepiej korzystać z fabrycznych ładowarek. Zazwyczaj mają one 2A, nie są więc tak szybkie, jak modele 4A czy nawet 6A dostępne w droższych systemach. Warto jednak wiedzieć, że wolniejsze ładowanie jest zdrowsze dla akumulatora i wydłuża jego żywotność.

• Pamiętaj, że baterie do ebike’ów należy czyścić w odpowiedni sposób. Najlepiej użyć wilgotnej ściereczki. Złącza wtykowe od czasu do czasu warto przemyć specjalnymi preparatami. Baterii nigdy nie wolno myć strumieniem wody ani myjkami. Przy czyszczeniu e-bika należy ją zdemontować i ostrożnie wyczyścić osobno.

Co skraca, a co wydłuża żywotność baterii do rowerów elektrycznych?

Eksploatacja baterii do roweru elektrycznego wiąże się także z innymi zasadami, dotyczącymi choćby transportu. Każdy posiadacz e-bika musi wiedzieć, że baterii do rowerów elektrycznych nie można transportować samolotem. Jest to związane z przepisami bezpieczeństwa.

Przewożąc rower elektryczny samochodem, np. na bagażniku dachowym lub na hak warto zdemontować baterię. Dzięki temu e-bike jest lżejszy i łatwiej go zamocować, a sama platforma jest odciążona. Dodatkowo bateria nie jest narażona na czynniki zewnętrzne.

Warto również znać zasady przeciwpożarowe. Każdy producent zamieszcza je w instrukcji. Przede wszystkim należy dbać o stan baterii. Zazwyczaj to właśnie uszkodzenia powodują bardzo rzadkie, ale jednak zdarzające się pożary. Zniszczenia mogą być również wewnętrzne, wywołane np. nieprawidłową eksploatacją, czyli stosowaniem nieoryginalnej ładowarki albo pozostawieniem baterii całkowicie rozładowanej przez długi czas. Jeżeli akumulator zmienia swój kształt, puchnie, to oznaka, że nie należy go ładować i trzeba wymienić na nowy.

Tutaj pojawia się kolejna kwestia – czyli co zrobić ze zużytym akumulatorem od roweru elektrycznego? Taka bateria nie może po prostu trafić do śmietnika i na wysypisko, trzeba zadbać o jej odpowiedni recykling. Niektórzy producenci wprowadzają tzw. opłaty recyklingowe, uiszczane przy zakupie, które mają zapewnić właściwą utylizację po zakończeniu eksploatacji baterii. Jeżeli producent nie oferuje takiej możliwości, akumulator trzeba oddać na PSZOK, gdzie zostanie we właściwy sposób zutylizowany i poddany recyklingowi. Inna opcja to oddanie akumulatora sprzedawcy, od którego kupuje się nowy egzemplarz.