Electrifiedebike magazine Alles wat je altijd al wilde weten over accu’s

05-10-2021 - Electrifiedebike magazine, Leesvoer, Nieuws

Alles wat je altijd al wilde weten over accu’s

Wat is eigenlijk het verschil tussen een e-bike en een gewone fiets? De meeste mensen zullen gelijk antwoorden: de motor en de accu. Maar wat weten we eigenlijk van deze laatste? Als je de motor als de spieren van de fiets zou zien, dan zijn de accucellen als de longen. Onmisbaar dus. Daarom hier een overzicht van alles van wat je zou willen en zou moeten weten over dit vitale onderdeel van de e-bike.

Accuraad

Wat is een accu eigenlijk? Een accu is een celstructuur, die elektrische energie opslaat. Wanneer de accu oplaadt, wordt elektrische energie omgezet in chemische energie. En het omgekeerde gebeurt als de motor stroom uit de accu trekt. Accu’s spelen momenteel een steeds grotere rol in ons leven: denk aan de vele schermen die we dagelijks gebruiken. Of aan de talloze draadloze elektrische apparaten waarmee we ons omringen. Maar denk daarnaast natuurlijk aan elektrische auto’s, die ook niet zonder accu’s kunnen. Kortom: de accu speelt een steeds prominentere rol in ons leven.

Geschiedenis van de accu

In 1800 legde de Italiaanse natuurkundige Alessandro Volta koperen en zinken schijven, gescheiden door in zoutoplossing (elektrolyt) gedrenkt vilt, bovenop elkaar. Door de schijven met koperen draden met elkaar te verbinden, ging er stroom lopen tussen de anode en kathode (de beide polen). Volgens een gelijkaardig principe ontwikkelde Johann Wilhelm Ritter kort daarna de eerste accu.

Het hart van de e-bike

Voor e-bikes zijn globaal drie typen accu’s verkrijgbaar: nikkel-cadmium, nikkel-metaalhydride en – veruit het meest voorkomend – lithium-ion accu’s. In genoemde volgorde bieden deze systemen een toenemende mate van energie-efficiëntie en opslagcapaciteit, met daarbij als bijkomend voordeel een afnemend gewicht. Voorbeeld: voor het verkrijgen van een vermogen van 250 Watt was een loodzuuraccu nodig van acht kilo. Tegenwoordig volstaat voor hetzelfde vermogen een lithium-ionaccu van slecht 2,5 kilogram!

Hoe werkt het?

Een fietsaccu werkt als volgt: elke batterijcel van een fietsaccu heeft een eigen wattage bestaande uit voltage en ampère. Een fietsaccu bestaat uit meerdere van deze cellen en met elkaar fungeren ze als één grote batterij. De meeste accu’s hebben een batterijmanagementsysteem (BMS). Dit systeem zorgt dat de waardes van de afzonderlijke cellen binnen de toegestane bandbreedte blijven of het schakelt de accu uit om ontbranding te voorkomen als ze buiten de bandbreedte komen.

De energie-efficiëntie vergeleken

Veel gangbare accu’s beschikken over 250 Wh, dat wil zeggen: een kwart kilowattuur (wat je ongeveer vijf cent per uur opladen kost). Je komt met de meeste e-bikes bij maximale motor-ondersteuning dan ongeveer 35 kilometer ver. Ter vergelijking: met dezelfde energie kan je een pot koffie zetten of tien liter douchewater opwarmen van tien graden Celsius tot 45 graden Celsius.

De levensduur van bike-accu’s

De momenteel gangbare accu’s op e-bikes hebben volgens de fabrikanten een levensduur van 500 tot 700 laadcycli. Maar hou er rekening mee dat het laadvermogen tijdens die laadcycli geleidelijk afneemt. Moderne acculaders laden de accu in drie tot acht uur weer op, afhankelijk van de resterende lading in de accu en de lader. Het laden van ion-lithium accu’s kan te allen tijde, of die nou nog bijna vol zit, halfvol is of bijna helemaal leeg is.

Hierbij moet wel de volgende belangrijke kanttekening worden gemaakt: iedere oplaadbeurt telt mee in het totale aantal keren dat je een accu kunt opladen. Vergelijk het met je mobiele telefoon: toen deze net nieuw was ging hij op één batterijlading langer mee dan nu het geval is. Hou er verder rekening mee dat jouw e-bike waarschijnlijk veel langer mee zal gaan dan de accu. Let dus op de kosten van een vervangingsaccu. Die liggen globaal tussen de 300 en 700 euro…

Accu’s en veiligheid

Beschadigde lithium-ionaccu’s zijn gevaarlijk en kunnen in extreme gevallen exploderen. Dit komt door de reactiviteit van het alkalimetaal lithium. In combinatie met water reageert lithium tot lithiumhydroxide, een licht ontvlambaar waterstofgas. Cel-kortsluiting, het overladen en het diep ontladen van de accu kunnen tot brand leiden. Daarom moet het laden en ontladen via speciale sensoren elektronisch worden gestuurd.

Ondertussen heeft de industrie mechanische en thermische uithoudingsvermogenstesten ingevoerd om de nodige veiligheid te garanderen. Er bestaat tegenwoordig ook al een kwaliteitskeurmerk voor accu’s. Dat wordt verzorgd door de Battery Safety Organization (BATSO). Aangezien bijna alle accu’s verontreinigende stoffen bevatten, vallen ze onder chemisch afval. Je kunt uitgewerkte accu’s inleveren bij de fietsenwinkel of bij de daartoe bestemde gemeentelijke afvalinzamelingsplaats.

Actieradius: een kwestie van rijstijl

Je rijstijl heeft een grote invloed op het bereik. Als je je bij het fietsen altijd met maximaal vermogen laat ondersteunen, zal je nooit het door de fabrikant opgegeven bereik halen. Dat wordt gewoonlijk bepaald door het laagste, minst krachtige ondersteuningsniveau. Dus hoe krachtiger de ondersteuning, hoe sneller het ‘sap’ op is. Als je bij het nemen van hellingen terugschakelt, zowel in versnelling als in ondersteuning, is het al snel mogelijk het dubbele bereik te halen. En vergeet je banden niet. Met té zachte banden rijden vreet stroom! Hou ze dus op de door de fabrikant aanbevolen bandenspanning.

Garantie op accu’s?

Over het algemeen geldt dat een accu is ‘versleten’ als deze een teruggelopen laadvermogen van 85 procent van de oorspronkelijke staat heeft. Dit is meestal al het geval na enkele jaren. De kosten van het vervangen van de accu bedragen enkele honderden euro’s. Steeds meer accu’s hebben een garantietermijn van meer dan twee jaar. Die lengte zal naar een periode van maximaal acht jaar gaan, zo voorspellen deskundigen. Als de garantieperiode minder dan twee jaar bedraagt, is het wellicht lonend een iets duurdere e-bike met een betere accu te kopen. Anders loop je de kans dat je al heel snel in een nieuwe accu moet investeren.

Inaccuraat

Wat vooral niet te doen bij bike-accu’s.

1. Bezuinigen? Bezuinig niet op de aanschaf van een goede accu: een goede accu verschaft je zowel langer rijplezier tijdens je rit, als in de gebruiksduur.

2. Accu zonder garantie? Schaf geen accu zonder garantie aan. Als er iets met de accu is, heb je niets waaraan je rechten kunt ontlenen. Een ‘normale’ acculeverancier geeft twee jaar garantie.

3. Om de haverklap opladen? Hoewel het voordeel van een lithium-ionaccu is dat je hem niet pas hoeft op te laden wanneer hij helemaal leeg is, is het raadzaam de accu niet lukraak op te laden. Een (lithium-ion)accu kent namelijk een totaal aantal laadcycli van zo’n 500 tot 700 keer. Als je dan om de tien kilometer zou gaan opladen, verkort je op die manier de levensduur.

4. Koud opladen? Veel mensen hebben hun e-bike in een (in de winter vooral) koude fietsenstalling dan wel schuur staan en laden daar ook de accu op. Een koude accu presteert echter beduidend slechter. Het is dus beter de (lithium-ion)accu van de fiets af te halen, indien mogelijk natuurlijk, en de accu op kamertemperatuur op te laden.

5. Accu leeg bewaren? Mocht je gedurende een langere tijd niet gebruikmaken van je e-bike, bijvoorbeeld gedurende de winterperiode, berg je (lithium-ion)accu dan niet leeg op. Het opbergen van een lege accu, zeker in combinatie met een lage temperatuur, kan leiden tot zogenaamde diepontlading. Hiervan is het gevolg vaak een sterk verminderde actieradius van de accu en zelfs beschadiging. Het beste laad je de accu op tot zo’n 50 tot 60 procent en berg je hem op bij kamertemperatuur.

De actieradius van de e-bike

Het bereik van je e-bike wordt bepaald door:

Je persoonlijke rijstijl en schakelgedrag
De mate van meetrappen
Diverse rijweerstanden (luchtweerstand, rolweerstand, versnellingsweerstand van de totale massa van de ‘belading’)
De helling of daling van het parcours
De capaciteit van de accu
Buitentemperatuur, temperatuur van de accu
De efficiëntie van het aandrijfsysteem (motorrendement, overbrengingsrendement, regelelektronica)

Lithium-ionaccu’s

De lithium-ionaccu’s worden het meest toegepast. Hier zijn de belangrijkste voor- en nadelen op een rijtje.

Voordelen

Ze zijn uitgerust met de nieuwste technologie en hoogwaardige grondstoffen
Je hebt een lange levensduur
De accu’s hebben een hoog vermogen en (relatief) licht gewicht
Ze zijn thermisch stabiel
Langere periodes van niet-gebruik mogelijk
Ze zijn duurzaam en kostentechnisch de beste optie
Ze hebben een hoge energiedichtheid
Zij zijn de meest milieuvriendelijke variant
Na onvolledige ontlading opladen is niet schadelijk voor de accu
Ze hebben een hoge beladings- en ontladingsgraad
Snel opladen is mogelijk

Nadelen

De lithium-ionaccu heeft zeer goede beschermingselektronica nodig en een hoge kwaliteit verpakking om risico’s te vermijden.

Accu versleten

Zoals je elders in dit verhaal kunt lezen is het vervangen van een versleten accu vaak een kostbare zaak. Er verschijnen daarom steeds meer bedrijven, die versleten accu’s reviseren of opgeknapte gebruikte (‘refurbished’) accu’s aanbieden. Uiteraard is dat de grote accu-aanbieders een doorn in het oog. Immers, iedere accu die gereviseerd wordt, gaat ten koste van een nieuw verkocht exemplaar.

Maar dat is niet het enige bezwaar. “E-bike-accu’s zoals die van ons”, zo meldt Nanne Faas, technisch vertegenwoordiger van Bosch, “dienen te voldoen aan een heel scala van veiligheidseisen. Anders mogen we ze niet verkopen. Revisiebedrijven vallen hierbuiten. Niet dat ze allemaal een slecht product afleveren, maar het is voor de consument niet te zien welk bedrijf goed is en welke niet.”

Nieuwe kopen of oude reviseren

Om die reden zijn er óók fietsenmakers die hun klanten afraden van gereviseerde accu’s gebruik te maken. “Als mijn klanten dat per se willen, dan verwijs ik ze door naar een partij die accu’s reviseert”, zegt een van de fietsenmakers die wij spreken. “Maar ik wil mijn handen er niet aan branden. Misschien gaat er niet snel iets fout met een gereviseerde accu. Maar áls het fout gaat, dan wil ik er niks mee te maken hebben. In mijn zaak verkopen we daarom alleen nieuwe merkaccu’s.”

Hiermee hebben Bosch en consorten wel een punt als ze afraden om fietsaccu’s te laten reviseren. Het is voor de consument namelijk lastig te controleren hoe en met welke materialen een revisie wordt uitgevoerd. Het is belangrijk dat het accurevisiebedrijf gebruikmaakt van hoogwaardige batterijcellen. Kwalitatief goede cellen als die van Samsung en Panasonic hebben de voorkeur boven goedkopere Chinese cellen. Die laatste kunnen namelijk veel minder vaak laden en ontladen. En zo wordt goedkoop uiteindelijk toch duurkoop. Maar niet alleen dienen alle batterijcellen vervangen te worden, ook het batterijmanagementsysteem (BMS) moet worden vernieuwd. Daarbij is het belangrijk dat de cellen en het BMS bij elkaar passen. Is dat niet zo, dan bestaat het risico dat de cellen vroegtijdig stukgaan.

Waar moet je op letten als je een fietsaccu laat reviseren?

Doe het in ieder geval nooit zelf, maar laat het over aan een professioneel bedrijf. Het prijsverschil tussen een nieuwe en een gereviseerde accu kan soms kleiner zijn dan je denkt. Immers, bovenop de prijs van een revisie komen ook de kosten voor het heen en weer sturen van de accu. Op nieuwe accu’s van A-merken zit over het algemeen meer dan twee jaar garantie. Veel revisiebedrijven bieden slechts een jaar tot maximaal twee jaar garantie. Dat drukt de prijs, maar ook de zekerheid.

Controleer of het accurevisiebedrijf gebruikmaakt van A-merk batterijcellen. Wees voorzichtig met het laten inbouwen van meer capaciteit. Natuurlijk, de laatste paar jaar zijn batterijcellen steeds krachtiger geworden. En dat betekent in theorie dat je met dezelfde hoeveelheid cellen verder kunt komen. Maar dat gaat niet altijd op, want er zijn ook revisiebedrijven die gewoonweg méér cellen in een bestaande accubehuizing stoppen. En dat vergroot het risico dat er iets misgaat.

In de drukke periode kan het lang duren eer de revisie is uitgevoerd, met wachttijden tot meer dan twee maanden. In dat geval heb je sneller een nieuwe accu in huis.

Tekst door Arjan Kruik

Foto’s door Harm Spoelstra

Dit artikel staat in het laatst gepubliceerde Magazine: Electrified #1 2021. Deze kun je bestellen in de Soul Webshop. Ook is het blad beschikbaar in de Soul Kiosk App.

van