Hemligheten bakom ett bra cykelbatteri

Björn Åslund

5 feb 2021

Ett stort batteri med många wattimmar kan verka betryggande i både prestanda och för att möjliggöra långa körsträckor. Men en viktig faktor är också ”discharge rate”, som visar hur mycket ström batteriet avger kontinuerligt. Det är dock inget som cykel- och motortillverkarna berättar öppet om.

Inför köp av ny elcykel vill man förstås ha lång körsträcka mellan laddningarna, mycket ork i backar, och även lång livslängd på batteriet. Då krävs ett batteri av hög kvalitet.

Men det är svårt att utläsa batteriets kvalitet utifrån de fakta som cykel-tillverkarna brukar lämna. Det är vanligen bara batteriets spänning (V), antal ampere-timmar (Ah), vilket brukar räknas om till kapacitet i wattimmar (Wh), som egentligen visar hur mycket energi som finns lagrat i batteriet.

Större batteri (i antal Wh) ger som regel högre prestanda, främst lång körsträcka. Troligen blir det också längre livslängd innan det tappar i kapacitet då ett större batteri inte behöver laddas så ofta. Varje laddning ger ju ett visst slitage av batteriet.

Men dessa data ger inte hela sanningen. Man kan ta två elcyklar med till synes likvärdiga batterier, båda med 36 volt/-
11 Ah. Det kan visa sig att cyklarna skiljer en hel del i prestanda, den ena cykeln kan ha betydligt bättre ork i tunga backar. Och batteriernas livslängd, antal laddcykler, kan också skilja en hel del.

En del av prestanda beror på typ av elmotor, men också på batteriet. Hemligheten sitter i de små battericeller som cykelbatteriet är uppbyggt av. Ett vanligt cykelbatteri brukar vara uppbyggt av 30–40 celler av litiumjon-typ, numera oftast av typen 18650. Men det finns en mängd varianter av denna celltyp, från olika tillverkare, och med olika prestanda.

Men vilka celler som finns i batteriet är inget som tillverkare av cyklar och motor-system informerar öppet om vid försäljning av elcyklar. Sådana uppgifter finns inte i manualer och på hemsidor. Inte ens googling hjälper särskilt mycket, utan det krävs att man vänder sig till tillverkarna och frågar. Och inte en s det ger tydliga svar alla gånger, visar våra frågor till tillverkare (se faktarutan).

En väg till insyn är att man slaktar batterierna, något som Alex Storborg sysslar med vid batterirenovering under firmanamnet Envolt. Han har plockat isär en hel del äldre cykelbatterier och försett dem med nya celler. Som regel blir det celler av bättre kvalitet än de gamla. Vilket också påverkar elcykelns prestanda.

– Efter cellbyte får jag ibland kommentarer om att batteriet har blivit mycket bättre, till och med bättre än när det var nytt. Man märker att cykeln är mer på i backarna och motvind. Detta beror på att spänningsfallet blivit mindre under last, uppger Axel Storborg.

Den faktor han utser som kritisk är ”discharge rate”. Översätttill svenska bör det bli urladdningstakt. Det handlar om den maximala strömstyrka (A) som batteriet kan urladdas kontinuerligt. Ju högre värde i ampere (A) eller milliampere (mA), desto bättre för batteriets prestanda, eftersom det har lågt inre motstånd och mindre spänningsfall under hård last. Det blir alltså mer av både ström och spänning vilket ger mer effekt till motorn.

Dessa uppgifter pekar på en metod att avslöja cykelbatterier med låg urladdningstakt. Det gäller att utsätta batteriet och elcykeln för ett rejält kraftprov, lämpligen att cykla uppför en lång och brant backe. Man observerar samtidigt indikatorn för batterinivån på cykelns display. Om den tydligt går ned ordentligt några snäpp, och eventuellt upp igen när backen slutar, så har vi att göra med ett batteri med låg urladdningstakt. På billigare elcyklar med enklare batterier händer det ofta att nivåindikatorn sjunker från exempelvis nivå 4 till 2 i långa backar. Och sedan går den åter till 4.

Nivåindikatorn visar batteriets spänning, som alltså sjunker tydligt. Med tiden får batteriet högre inre motstånd, så ett gammalt men bra batteri kan uppvisa samma symtom.

Förmodligen känns också motorn inte så rapp i den tunga backen, om vi har att göra med ett batteri som tappar vid hård belastning. 10 A urladdningstakt eller högre per cell verkar vara den nivå som tillverkare med höga ambitioner väljer på battericellerna, att döma av de uppgifter som Allt om elcyklar fått fram.

Förutom bättre prestanda finns andra vinster med hög urladdningstakt. Högt strömuttag från cellerna alstrar värme, och höga temperaturer bidrar till att skada batteriet. Det resulterar i att kapaciteten fortare degraderas, och man får inte ut lika många laddcykler innan det är dags för nytt batteri. Celler med hög urladdningstakt blir inte lika uppvärmt som ett enklare batteri vid samma strömuttag, varför man alltså kan räkna med längre livslängd.

Den som funderar på att renovera elcykelbatterier, bör alltså satsa på celler med hög urladdningstakt. Det förekommer att batteri-renoverare sätter in enklare celler, för att hålla nere kostnaden på renoveringen som kan gå på fler tusen kronor.

Även om batteritekniken har blivit bättre under senare år, så kan det vara en tydlig skillnad mellan olika cyklars batterier. Jag som skrivit artikeln har testat en mängd elcyklar, och har noterat motorsystem som tydligt tappar spänning vid hård belastning i backar. Faktiskt också på system med höga prislappar.

Denna iakttagelse bekräftas av Axel Storborg:

– Det finns fortfarande många system med celler som inte är optimala för en elcykel eftersom deras discharge rate är låg. Men det handlar om att tjäna pengar. Moderna celler med låg discharge rate kan kosta 50 procent mindre jämfört med lika moderna celler som har en högre discharge rate.