Wie sehen die E-Bike-Akkus der Zukunft aus? Wird die Reichweite weiter steigen oder geht der Trend in eine andere Richtung? Wir haben mit Bosch über die neuesten Entwicklungen gesprochen und spannende Einblicke in die Technologien von morgen erhalten. Welche Antworten hat der Branchenprimus auf die großen Fragen zur Akku-Zukunft? Lest selbst!
Wir beobachten neue technologische Entwicklungen im Bereich der Akkutechnologie sehr genau und bewerten diese kontinuierlich anhand definierter Kriterien. Gleichzeitig beschäftigen wir uns aktiv und gemeinsam mit Partnern und Lieferanten mit neuen Zelltechnologien und bewerten deren Potenzial bereits in der Vorentwicklung durch eigene Proof-of-Concepts und umfangreiche Tests.
Für die absehbare Zukunft wird die Lithium-Ionen-Technologie auf NMC-Basis in zylindrischen Zellen jedoch der etablierte Standard für eBike-Akkus bleiben, da sie eine ausgereifte und zuverlässige Lösung darstellt und aktuell das optimale Verhältnis von Energiedichte, Gewicht und Baugröße bietet.
Wir arbeiten stetig daran, diese bewährte Technologie weiter zu optimieren. Dies umfasst eine Steigerung der Energiedichte, die wahlweise leistungsstärkere oder kompaktere Akkus ermöglicht, sowie die Reduzierung wertvoller Rohstoffe wie Kobalt, dessen Anteil wir seit 2013 bereits um 65 Prozent senken konnten.
Alternative Technologien wie Festkörperzellen oder andere Zellchemien befinden sich derzeit noch in einem frühen Stadium der Forschung und Entwicklung und sind noch von einer Industrialisierung für den eBike-Massenmarkt entfernt. Wir analysieren deren Potenzial für künftige eBike-Anwendungen, insbesondere im Hinblick auf Aspekte wie Schnellladen, Leistung bei tiefen Temperaturen, Langlebigkeit und Sicherheit. Die Performance eines Akkus wird jedoch nicht allein durch die Zellchemie bestimmt. Das gesamte System, bestehend aus dem Design des Batteriepacks, der Verbindungstechnik und insbesondere dem intelligenten Batterie-Management-System (BMS), ist entscheidend für die Langlebigkeit, Leistungsfähigkeit und Sicherheit. Unser Fokus liegt darauf, ein optimal abgestimmtes Gesamtsystem anzubieten, das den vielfältigen Anforderungen der eBikerinnen und eBiker für verschiedenen Use-Cases gerecht wird.
Nach unserer Einschätzung sind zylindrische Zellen mit einer auf NMC und Si basierenden Zellchemie für den Einsatz in eBikes derzeit der am besten geeignete Energieträger. Bosch eBike Systems beobachtet und forscht kontinuierlich an den Entwicklungen in der Batterietechnologie. Technologien wie Halbfest-/Feststoffbatterien oder Kondensatoren haben für den spezifischen Anwendungsfall eBike jedoch noch nicht die erforderliche Reife erreicht, um die hohen Anforderungen an Sicherheit, Langlebigkeit, Leistung und das ausgewogene Verhältnis von Energiedichte, Gewicht und Baugröße zu erfüllen.
Unser aktueller Fokus liegt daher auf der kontinuierlichen Weiterentwicklung und Optimierung der bewährten Lithium-Ionen-Technologie. Für eBikerinnen und eBiker ist nicht allein die maximale Energiedichte entscheidend. Ein optimales Produkt ergibt sich aus dem Zusammenspiel von hoher Kapazität, geringem Gewicht, kompakter Bauform und ergonomischem Handling. Unser Ziel ist es, für jeden Anwendungsfall ein passendes, sicheres und leistungsfähiges System anzubieten, das auf die bewährte und stetig verbesserte Lithium-Ionen-Technologie vertraut.
Wir beschäftigen uns intensiv mit der Weiterentwicklung von Batterietechnologien und arbeiten dabei eng mit Partnern aus Wissenschaft, Forschung und Industrie zusammen. Unser interdisziplinäres Zellteam vereint Expertise aus den Bereichen Elektrochemie, Zellarchitektur und Systemintegration und arbeitet gemeinsam mit Start-ups und etablierten Lieferanten an der eBike-Zelle der Zukunft.
Durch die enge Zusammenarbeit mit renommierten Forschungsinstituten stellen wir darüber hinaus sicher, dass unsere Batterielösungen auch in Zukunft höchste Ansprüche an Leistung, Sicherheit und Nachhaltigkeit erfüllen.
In unserem Akkulabor am Standort Kusterdingen validieren wir nicht nur komplette Akkupacks, sondern auch einzelne Zellen – das ist ein wichtiger Teil unserer Qualitäts- und Entwicklungsarbeit. Darüber hinaus führen wir umfangreiche Zelltests unter verschiedenen Anwendungsbedingungen durch, entwickeln Versuchsträger, wie Prototypen-Akkupacks mit neuen Zellen und bewerten neue Technologien bereits in der Vorentwicklung mit Proof-of-Concepts.
Bei der Akkuentwicklung profitieren wir auch vom globalen Bosch-Netzwerk, das es uns ermöglicht, relevante Trends und Innovationen frühzeitig in unsere Entwicklungsarbeit einfließen zu lassen.
Wir gehen davon aus, dass es in den kommenden drei bis acht Jahren Fortschritte bei Halbfest- und Festkörperzellen für eBikes geben wird – insbesondere, wenn es darum geht, diese Technologien für den Einsatz in eBikes zu industrialisieren. Das bedeutet, dass Zellen künftig besser auf die spezifischen elektrischen und geometrischen Anforderungen von eBike-Systemen zugeschnitten und in größerem Maßstab produziert werden können.
Mit dieser Industrialisierung rechnen wir auch mit einer wirtschaftlichen Skalierung, die die Herstellungskosten deutlich reduziert und den Einsatz solcher Zelltechnologien im eBike-Bereich zunehmend attraktiv macht.
Technologisch erwarten wir vor allem Verbesserungen bei der gravimetrischen Energiedichte, also einem höheren Energiegehalt bei gleichzeitig geringerem Gewicht, sowie Fortschritte in den Bereichen, Ladegeschwindigkeit und Temperaturverhalten beim Laden. Diese Entwicklungen werden maßgeblich dazu beitragen, die Leistungsfähigkeit und Alltagstauglichkeit zukünftiger eBike-Akkus weiter zu erhöhen.
Halbfest- bzw. Festkörperzellen werden die etablierten Lithium-Ionen-Technologien auf NMC-Basis in zylindrischen Formaten jedoch nicht vollständig ablösen. Vielmehr werden beide Technologien je nach Anwendungsfall parallel existieren. Die klassische Rundzelle auf Lithium-Ionen-Basis ermöglicht besonders schlanke Akkupack-Designs – wie sie bei stylischen Urban eBikes oder sportlichen eMTBs zum Einsatz kommen. Halb- und Festkörperzellen im rechteckigen Pouch-Format bieten diese Designfreiheit nicht in gleichem Maße, können aber dort eingesetzt werden, wo ein kompakter Formfaktor weniger im Vordergrund steht.
Wir beobachten, dass sich der Fokus von der reinen Maximierung der Batteriekapazität hin zu einem ausgewogeneren Gesamtkonzept verschiebt. Anstatt eines reinen "Reichweitenbooms" sehen wir daher eine Entwicklung hin zu intelligenterem Energiemanagement und anwendungsspezifischen Lösungen. Höhere Kapazität bedeutet oft auch mehr Gewicht und ein größeres Bauvolumen, was sich auf das Fahrverhalten, die Handhabung und die Ästhetik des eBikes auswirken kann. Das Ziel ist daher nicht zwangsläufig die größtmögliche Batterie für jedes eBike, sondern eine optimale Balance aus Reichweite, Gewicht und Fahrdynamik, die auf den jeweiligen Einsatzzweck zugeschnitten ist.
Bei Bosch eBike Systems verfolgen wir einen ganzheitlichen Systemansatz. Die Effizienz des Gesamtsystems, bestehend aus Drive Unit, Akku und Steuerungselektronik, ist entscheidend für die tatsächlich erzielbare Reichweite. Durch die kontinuierliche Optimierung dieses Zusammenspiels maximieren wir die fahrbaren km pro kWh. Zudem bieten wir Herstellern und eBikern eine Auswahl an verschiedenen Akkugrößen, sodass für jeden Anwendungsfall die passende Lösung zur Verfügung steht – vom leichten und agilen City-eBike bis zum reichweitenstarken eMTB für lange Touren. Optionen wie unser PowerMore 250 Range Extender ermöglichen eine flexible Erweiterung der Reichweite bei Bedarf, ohne das eBike permanent mit einem größeren und schwereren Akku ausstatten zu müssen. Die Zukunft liegt in der Bereitstellung der richtigen Energiemenge für den jeweiligen Einsatzzweck, um ein optimales Fahrerlebnis zu gewährleisten.
Zu Preisentwicklungen können wir keine Aussage treffen.
Bosch eBike Systems unterstützt grundsätzlich die Idee eines einheitlichen Ladestandards, sieht jedoch USB-C zum jetzigen Zeitpunkt nicht als geeignete Lösung für das Laden von eBike-Hauptakkus an. Die Gründe dafür sind technischer und praktischer Natur. Ein wesentlicher Punkt ist die Spannung: Gängige USB-C-Netzteile liefern eine maximale Ausgangsspannung von 28 Volt, während eBike-Akkus je nach System eine Ladeschlussspannung von bis zu 58,8 Volt benötigen. Um diese Differenz zu überbrücken, wäre ein Spannungswandler im Akku erforderlich, was die Komplexität, die Kosten und den Platzbedarf erhöhen würde.
Zudem ist der USB-C-Standard auf Ströme bis 5 Ampere begrenzt. Dies ist für höhere Anforderungen, wie sie beim Entladen der Batterie oder bei der Nutzung eines Zusatzakkus wie dem PowerMore auftreten, nicht ausreichend. USB-C könnte den bestehenden Ladeanschluss daher nicht ersetzen, sondern würde eine zusätzliche Buchse erfordern. Darüber hinaus ist der USB-C-Anschluss für die Unterhaltungselektronik konzipiert und nicht für die rauen Umgebungsbedingungen wie Regen, Schmutz und Vibrationen ausgelegt, denen ein eBike ausgesetzt ist. Unsere Ladebuchse ist speziell für diese Belastungen entwickelt, um eine hohe Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Aktuell überwiegen bei der Anwendung von USB-C für eBike-Hauptakkus die Nachteile, wir beobachten die technologische Entwicklung des Standards jedoch kontinuierlich.
Unabhängig von USB-C engagieren wir uns für eine standardisierte Ladeinfrastruktur. Bosch eBike Systems ist Teil der herstellerübergreifenden Initiative "Charge2Bike", die eine interoperable Lösung für das öffentliche Laden von eBikes zum Ziel hat.
Unsere Analysen zeigen, dass die überwiegende Mehrheit der eBike-Nutzer ihre Akkus über Nacht lädt und dementsprechend keinen Bedarf für Schnelllademöglichkeiten hat. Aufgrund der hohen Batteriekapazität unserer Akkus deckt die Reichweite in der Regel den Bedarf für den gesamten Tag – Zwischenladungen während der Fahrt sind nur selten erforderlich. Entsprechend ist der Markt für Schnellladegeräte bislang eine Nische. Dies bestätigt sich auch an den Absatzzahlen des leistungsfähigeren 6A-Ladegerätes für die Akkus unserer zweiten Generation.
Gleichzeitig sehen wir aktuell, dass das Interesse für Fast Charging wächst – insbesondere bei sportlich orientierten Fahrern, die unterwegs nachladen möchten.
Um diesem wachsenden Bedarf gerecht zu werden, engagieren wir uns in der Charge2Bike-Initiative – einem herstellerübergreifenden Konsortium, das den Aufbau einer interoperablen Ladeinfrastruktur für sicheres, schnelles und komfortables Laden zum Ziel hat.
In diesem Rahmen entwickeln wir einen Charge2Bike-Adapter, der die Kompatibilität von Ladeinfrastrukturen mit dem Bosch eBike System 2-System und dem Smart System sicherstellt und Fast Charging ermöglichen wird.
Wir beobachten die Entwicklungen im Bereich Fast Charging aufmerksam, analysieren kontinuierlich Markttrends, Nutzungsszenarien und Kundenbedürfnisse und werden bei ausreichender Nachfrage mit passenden Lösungen auf zukünftige Entwicklungen reagieren.
