Warum funktionieren Ihre Lithium-Akkus auf ebenen Straßen normal, verlieren aber an Steigungen an Leistung?

Viele Nutzer von E-Bikes kennen dieses Problem:

Auf ebenen Straßen funktioniert die Batterie einwandfrei, doch beim Bergauffahren lässt die Leistung schnell nach oder das Fahrzeug schaltet sich plötzlich ab.

Der erste Gedanke ist normalerweise:

“Ist die Akkukapazität zu gering?”

Ein Leistungsverlust beim Bergauffahren bedeutet jedoch nicht immer, dass die Batterie nicht über genügend Kapazität verfügt.

Die tatsächlichen Faktoren, die die Kletterleistung beeinflussen, sind:

• Sofortige Entladungsfähigkeit
• Kontinuierlicher Entladestrom
• Leistung der Batteriezellen
• BMS-Schutz-Einstellungen

Für Anwendungen mit hoher Belastung wie E-Bikes, Golfwagen, fahrerlose Transportfahrzeuge (AGVs) und Roboter muss eine Batterie mehr leisten als nur Energie zu speichern. Sie muss eine hohe und stabile Leistungsabgabe gewährleisten.

Teil 1. Eine größere Akkukapazität bedeutet nicht immer eine bessere Steigleistung

Bei der Auswahl einer Lithium-Batterie achten viele Kunden vor allem auf:

• Spannung (V)
• Kapazität (Ah)
• Reichweite

Zum Beispiel:

Eine 48-V-Batterie mit 20 Ah hat eine größere Kapazität als eine 48-V-Batterie mit 10 Ah.

Die Kletterfähigkeit hängt jedoch hauptsächlich von folgenden Faktoren ab:

• Maximaler Dauer-Abgabestrom
• Spitzenableitstrom
• Zellentladungsrate
• Einstellungen für die Strombegrenzung des BMS

Einfach ausgedrückt:

Ah gibt an, wie lange der Akku hält, während Ampere angibt, wie viel Strom er liefern kann.

Bei einer Batterie mit hoher Kapazität, aber unzureichender Entladeleistung kann es unter hoher Belastung dennoch zu Spannungsabfällen und Leistungseinbußen kommen.

Teil 2. Warum sinkt die Batteriespannung beim Bergauffahren?

Beim Befahren einer Steigung benötigt der Motor mehr Drehmoment und zieht deutlich mehr Strom.

Zum Beispiel:

Normales Fahren:

• Motorstrom: 10 A – 15 A

Bergauffahren:

• Der Stromverbrauch kann auf 30 A, 40 A oder sogar noch höher ansteigen.

Bei einer Entladung mit hohem Strom sind folgende Vorgänge in der Batterie zu beobachten:

Spannungsabfall

Wenn der Innenwiderstand der Batteriezellen hoch ist:

• Höhere Stromabgabe
• Größerer Spannungsabfall

Wenn die Spannung unter den Schutzschwellenwert des BMS fällt:

• Das BMS kann die Leistungsabgabe unterbrechen
• Das Gerät funktioniert plötzlich nicht mehr.

Aus diesem Grund treten bei einigen Nutzern folgende Probleme auf:

“Warum schaltet sich mein Akku aus, obwohl er noch eine Kapazität von 50% anzeigt?”

Teil 3. Die Batteriezellen bestimmen die Leistung unter hoher Belastung

Ein Lithium-Akku besteht aus mehreren Batteriezellen.

Verschiedene Zellen weisen unterschiedliche Leistungseigenschaften auf.

Standardzellen:

✅ Für den normalen täglichen Gebrauch geeignet
❌ Begrenzte Hochstrom-Ausgangsleistung
❌ Bei hoher Belastung treten eher Spannungsabfälle auf

Hochleistungszellen:

✅ Unterstützt höhere Entladeströme
✅ Schnellere Reaktion bei Laständerungen
✅ Geeignet für Anwendungen mit hohem Leistungsbedarf

Für Anwendungen wie beispielsweise:

• E-Fahrräder
• Elektrische Motorräder
• AGV-Roboter
• Industrielle Ausrüstung

Die richtige Auswahl der Zellen ist wichtiger als eine bloße Erhöhung der Akkukapazität.

Teil 4. Wie kann das BMS beim Bergauffahren zu einem Leistungsverlust führen?

Das BMS (Batteriemanagementsystem) leistet mehr als nur den Schutz der Batterie. Es regelt auch, wie viel Leistung die Batterie sicher abgeben kann.

Das BMS verwaltet:

• Schutz vor Überladung
• Schutz vor Überentladung
• Überstromschutz
• Temperaturschutz
• Zellausgleich

Wenn die Strombegrenzung des BMS zu niedrig ist:

Beispiel:

Anforderungen an den Motor:
40 A

BMS-Grenzwert:
30A

Das System erkennt möglicherweise einen zu hohen Strom und löst die Schutzvorrichtung aus.

Daher erfordert ein leistungsstarkes Batteriesystem eine optimale Abstimmung zwischen:

• Batteriezellen
• Motor
• Steuergerät
• BMS

Fortgeschrittene Anwendungen erfordern unter Umständen auch intelligente Kommunikationsfunktionen wie beispielsweise:

• CAN
• UART
• RS485

Teil 5. Auch die Temperatur beeinflusst die Leistung beim Bergauffahren

Die Temperatur hat einen erheblichen Einfluss auf die Leistung von Lithium-Batterien.

In kalten Umgebungen:

• Die chemischen Reaktionen in der Batterie verlangsamen sich
• Die verfügbare Kapazität nimmt ab
• Die Ausgangsleistung wird reduziert
• Die Spannung fällt schneller ab

Dies ist besonders wichtig für:

• Outdoor-Ausrüstung
• Kühlhausumgebungen
• Regionen in hohen Breitengraden

Mögliche Lösungen sind unter anderem:

• Batteriezellen für den Einsatz bei niedrigen Temperaturen
• Heizungsanlagen
• Temperaturgesteuertes BMS

Anwendungen wie fahrerlose Transportfahrzeuge (AGVs), Roboter und Geräte für den Außenbereich erfordern Batteriekonzepte, die auf den tatsächlichen Betriebsbedingungen basieren.

Teil 6. Wie lässt sich die Hill-Climbing-Leistung von Lithium-Batterien verbessern?

Sollten bei Ihrem Gerät während des Kletterns Leistungseinbrüche auftreten, sollten Sie folgende Punkte optimieren:

✅ Wählen Sie Hochleistungs-Batteriezellen

Hochleistungszellen verbessern:

• Spitzenausgangsleistung
• Lastreaktion
• Stromstabilität

✅ Steigerung der Dauerausgabekapazität

Die Batterie sollte unter Berücksichtigung folgender Kriterien auf den Motor abgestimmt werden:

• Spannung
• Kapazität
• Kontinuierlicher Entladestrom

✅ Optimierung des BMS-Designs

Ein ordnungsgemäß konfiguriertes BMS gewährleistet die Kompatibilität zwischen:

• Akku
• Motorleistung
• Anforderungen an den Controller
• Betriebsbedingungen

✅ Wählen Sie eine maßgeschneiderte Lithium-Batterielösung

Unterschiedliche Anwendungen erfordern unterschiedliche Batteriekonzepte:

Yizhan Electronics: Maßgeschneiderte Lithium-Batterielösungen für Anwendungen mit hoher Belastung

Als professioneller Hersteller von Lithium-Akkus konzentriert sich die Dongguan Yizhan Electronics Technology Co., Ltd. auf folgende Bereiche:

• Maßgeschneiderte Lithium-Akkusätze
• LiFePO4-Batterielösungen
• Antriebsbatteriesysteme
• OEM-/ODM-Akkuherstellung

Wir bieten:

• Spannungsanpassung
• Anpassung der Kapazität
• BMS-Entwicklung
• Tragwerksplanung
• Prototypenentwicklung und Serienfertigung

Von E-Bikes und Golfwagen bis hin zu fahrerlosen Transportfahrzeugen (AGVs) und intelligenten Robotern – Yizhan Electronics entwickelt Batterielösungen, die auf den tatsächlichen Anwendungsanforderungen basieren, um auch unter hoher Belastung eine stabile Leistungsabgabe zu gewährleisten.

Haben Sie Probleme mit Leistungsverlust beim Bergauffahren, kurzer Laufzeit oder instabiler Leistung? Kontakt um die richtige Lithium-Batterielösung für Ihre Anwendung zu finden.

FAQ

1. Warum verliert meine Lithium-Batterie beim Bergauffahren an Leistung?

Eine Lithiumbatterie kann beim Bergauffahren an Leistung verlieren, da der Motor eine höhere Stromabgabe benötigt. Wenn die Batteriezellen, das BMS oder die Entladekapazität die erhöhte Belastung nicht bewältigen können, kann die Batteriespannung schnell abfallen und Schutzmaßnahmen auslösen.

Zu den Hauptursachen zählen:

Unzureichender Entladestrom
Hoher Innenwiderstand der Batteriezellen
Falsche BMS-Stromeinstellungen
Betrieb bei niedrigen Temperaturen
Batteriealterung

2. Bietet eine Lithium-Batterie mit höherer Ah-Kapazität eine bessere Steigfähigkeit?

Nicht immer.

Die Batteriekapazität (Ah) bestimmt im Wesentlichen, wie viel Energie die Batterie speichert und wie lange das Gerät betrieben werden kann.

Die Leistung beim Bergauffahren hängt stärker ab von:

Kontinuierlicher Entladestrom
Spitzenabflussleistung
Qualität der Batteriezellen
BMS-Konfiguration

Ein Akku mit höherer Kapazität und geringer Entladungsrate kann unter hoher Belastung dennoch an seine Grenzen stoßen.

3. Wie viel Ampere benötigt eine Lithium-Batterie zum Bergauffahren?

Der benötigte Strom hängt von der Anwendung, der Motorleistung, dem Fahrzeuggewicht, dem Steigungswinkel und den Betriebsbedingungen ab.

Zum Beispiel:

Bei E-Bike-Anwendungen kann eine Dauerentladung von 20 A bis 40 A erforderlich sein.
Golfwagen benötigen bei höheren Lasten möglicherweise eine höhere Stromabgabe.
Förderfahrzeuge (AGV) und Industrieroboter erfordern eine auf die Betriebszyklen abgestimmte Entladeleistung

Ein professioneller Batteriehersteller kann die erforderliche Entladeleistung auf der Grundlage der konkreten Anwendung berechnen.

4. Kann das BMS dazu führen, dass sich meine Lithium-Batterie beim Bergauffahren abschaltet?

Ja.

Das BMS schützt die Batterie vor gefährlichen Zuständen. Beim Bergauffahren kann der Motor plötzlich einen hohen Strombedarf haben.

Überschreitet der Strom den Schutzgrenzwert des BMS, kann das BMS den Überstromschutz auslösen und den Ausgang vorübergehend abschalten.

Ein ordnungsgemäß konzipiertes Gebäudemanagementsystem (BMS) sollte folgende Anforderungen erfüllen:

Leistungsfähigkeit der Batteriezellen
Motorleistung
Technische Daten des Controllers
Bewerbungsvoraussetzungen