Wat zijn de verschillende accu typen?

Terug naar vorige pagina

Er zijn op dit moment 4 meest voorkomende typen voor het gebruik in elektrische fietsen (waarvan de eerste eigenlijk niet meer in nieuwe fietsen wordt gebruikt.). De Nikkel Cadmium (NiCd) ,de Nikkel Metaal Hydride accu (NiMh), de Li-Ion accu en de nieuwste de LiFePo4.

NiCd accu - klik voor meer info

NiCd accu

Deze accu zal u niet veel meer tegen komen, en zult u alleen nog in 2e hands fietsen terugvinden. De NiCd accu is geheel vervangen door de NiMh accu.

Voordelen:
robuust, goede levensduur. Hoge vermogensopname geen probleem, goede energiedichtheid, Afhankelijk van gebruik tussen de 500 en 1000 opladingen voor vervanging.
Nadelen: milieuvraagstukken en daardoor steeds duurder worden.

NiMh accu - klik voor meer info

NiMh accu

De NiMh hebben de NiCd accu´s vervangen voor het huis / tuin en keukengebruik. Het prijsverschil in productie en aanschaf is eigenlijk geen belemmering meer om NiCd te gebruiken, de NiMh zijn in Europa op dit moment de standaard. Wereldwijd is er een verschuiving in de toepassing E-bikes naar de moderne Lithium technieken.

Voordelen
: Goed beschikbaar, kunnen tegen sterk wisselende vermogensafgifte, hoge energiedichtheid.
Nadelen: Wat minder levensduur t.o.v. de NiCD en Lithium technieken.

Vanwege de zelfontlading van dit type batterij is een regelmatige lading: bij stilstand toch elke maand een keer laden, aanbevolen. Bij ingebouwde batterijen zoals bij de fietsen van Sparta, Batavus en Koga Miyata kan de fiets als u deze niet gebruikt altijd aan de lader staan. Ook laders met een druppelfunctie mogen aan de batterij aangesloten blijven totdat u de fiets weer gebruikt. Het geheugeneffect (memory effect) is voor NiMh vrijwel nihil. De zelfontlading van een NiMh accu is groter dan van een NiCd accu. U zult vaker moeten herladen ook indien de accu is opgeslagen. De gebruiksmogelijkheden van de NiMh cellen zijn beperkt van –5 graden Celsius tot ca 40 graden Celsius.

Li-ION / LiFePo4 - klik voor meer info

Li-ION accu / LiFePo4

Een lithium-ion accu is een accu waar het materiaal Lithium in verwerkt zit. Dit is een verzamelnaam voor lithium batterijen en die zijn op dit moment met een opmars bezig. Dus iedere soort accu, LiPo, LiFePo4, Li-NCM (ookwel NMC, MNC ), LiCoMgO2… zijn allemaal lithium accu’s. Andersom is dat niet zo. Niet iedere Lithium-ion Accu is een Lithium Polymeer Accu. Geen geheugeneffect meer en refreshen is ook niet meer nodig. De meeste van ons zijn bekend met dit soort accu´s, omdat ze gebruikt worden in MP3 spelers, mobiele telefoons, etc.

Voordelen:
Licht van gewicht, relatief veel capaciteit.
Nadelen: De prijs is op dit moment nog hoog.

Een lithium-Polymeer accu is iedere accu waar lithium en een polymeer materiaal in verwerkt zit. Een polymeer betekent: “een samenvoeging van andere materialen”. De meeste Lithium-Polymeer accu’s zijn LiCoO2 (Lithium + Cobalt + diOxide) of Li-MnO2 (Lithium + Mangaan + diOxide) Je hoort weleens over LiFePO4 (Lithium + IJzer + Fosfor + tetraOxide) dat is ook een Lithium-Polymeer én dus ook een Lithium-ion accu.

LiFePo4

Het grote voordeel, zoals ook bij de Li-Ion, t.o.v. NiCad en NiMH is het lagere gewicht en de grotere capaciteit van de cellen maar wel minder dan bij de Li-Ion. Doormiddel van het serieel en/of parallel schakelen is het mogelijk een accupack te maken welke geschikt is voor diverse toepassingen.

U vindt met regelmaat gegevens op de batterijen die worden toegepast zoals spanning in volts (V) en de C. Dit staat voor de capaciteit van de accu uitgedrukt in mAh. Het aantal milli ampere dat de accu in een uur kan leveren. Spanning en capaciteit geven samen het vermogen van de batterij.

accu bagagedragerDe verschillende type accu’s benoemd

  1. Litium-ion (Li-ion genoemd)
  2. Lithium-Polymeer (LiPo genoemd) == Litium-ion
  3. LiFePO4 (soms LFP genoemd) == Lithium-Polymeer == Litium-ion
  4. Li-NCM == Lithium-Polymeer == Litium-ion

Kwaliteit van de cellen

Wat eigenlijk véél belangrijker is is de kwaliteit van de cellen die gebruikt worden. Er zijn A-B-C-D-E-F en ungraded cellen te koop “op de markt”. Daarvan hoort de consument helemaal nooit iets.

De cellen in accu behuizingen zijn over het algemeen “18650” cellen (vorm ongeveer aan een AA batterij) met een “nominale voltage” van 3.6V en een daadwerkelijke voltage (zie hieronder) dat varieert.

Alle accu cellen komen vanaf dezelfde productie lijn van 1 producent en hebben de naam van de producent, aan het einde worden ze zogenaamd ge-grade. A (4.2V) en B (4.0V)  grading gebruiken de cel-fabrikanten voor hun eigen klanten.

C (3.8V)  en D (3.6V) grading verkopen ze aan individuele accupakket bouwers waarbij ze erbij vermelden dat die niet onder de naam van die producent verkocht mogen worden (wat in de praktijk toch gewoon gebeurt)

E (3.4V) en F (3.2V) grading verkopen ze aan opkopers waarbij de naam van de producent weer niet gebruikt mag worden (die het dan weer doorverkopen aan handelaren die het weer als cellen van die producent op de markt brengen) Ungraded (3.0V of lager!) word verkocht aan partijen die ze eigenlijk moeten recyclen (maar die vaak ook de ungraded cellen gewoon weer aan opkopers verkopen… en die… je begrijpt het…).

De consument denkt vaak “als ik dat-en-dat materiaal koop, dan koop ik iets goeds”. Dat is dus niet helemaal waar, bekijk het volgende voorbeeld:

Een Li-LiFePO4 in F-grade (10Ah x 3.2V = 320Wh, op het etiket staat dan gewoon 360Wh: 10Ah x 3.6V) is stukken slechter dan een simpele Lithium accu in A-grade (10Ah x 4.2V = 420Wh, waar óók 360Wh op het etiket staat).

In cijfers:

Voorbeeld:
Stel, iemand neemt 100Watt per uur af met de accu’s in het voorgaande voorbeeld, bij de “nieuwe” LiFePO4 F-grade kan hij dan 3.2 uur (+/- 64 Km) fietsen en bij de “oude” Li-ion A-grade 4.2 uur (+/- 84 Km), voordat de accu leeg is. Let hier dus goed op bij aanschaf van de juiste accu.

Laden en ontladen van lithium cellen

accu E-GoingLithium cellen zijn vergeleken met NiCd en NiMH cellen veel kritischer bij het laden en ontladen. Er zijn twee zaken waar u absoluut rekening mee moet houden bij het laden en ontladen en dat is de maximale ontlaadspanning en maximale laadspanning. Het is bij deze technieken erg belangrijk dat de batterij beter wordt gecontroleerd op laadstroom, laadspanning en ontlaadstroom en ontlaad spanningen. Dit mag niet, nooit buiten de vastgestelde waarden vallen. Gebeurt dit wel dan is de kans groot dat de cellen beschadigd raken, of zelfs spontaan in brand vliegen. Om dit te realiseren op een voor u veilige manier wordt de batterij uitgerust met een BMS (batterij management systeem). Dit zorgt voor een goede en veilige prestatie van alle Lithium batterijen zonder dat u er rekening mee hoeft te houden. Let op: het BMS is afhankelijk van het type lithium cel dat wordt gebruikt. Alle lithium batterijen kunnen gevaar opleveren als u daar zelf mee gaat experimenteren! Dus voor uw veiligheid nooit doen! Het is ook noodzaak dat u de gebruiksaanwijzing van de fiets, accu en lader goed doorleest om problemen te voorkomen.

Elektrische fiets accu onder de bagagedragerLiFePo4 staat voor Lithium-IJzer-Fosfaat en is de laatste ontwikkeling op het gebied van accu’s. Op dit moment zijn er inmiddels al diverse elektrische fietsen te koop met dit soort type accu. Eén van de grote voordelen van LiFePo4 is de langere levensduur maar de techniek heeft t.o.v. Li-Ion nog altijd een wat geringe capaciteit binnen het zelfde gewicht en volume. Het andere grote voordeel is dat dit de meest veilige lithium techniek is die op dit moment bestaat.

U kunt op de elektrische fiets de batterij dus zonder problemen ‘leeg rijden’ zonder bang te zijn voor structurele schade aan de accu. Daarnaast is de accu ook weer snel op te laden.

Door al deze voordelen zal de LiFePo4-accu vermoedelijk binnen enkele jaren standaard op de elektrische fiets te vinden zijn en naast de fiets ook op vele andere vormen van elektrisch vervoer. Het enige nadeel is de prijs van de accu op dit moment.

De voor- en de nadelen van de accu’s op een rij

1 – Nikkel Metaal Hydride accu (NiMh)

Voordelen: Redelijk energie dichtheid en bestand tegen sterk wisselende vermogensafgifte.

Nadelen: Wat kortere levensduur en kan slecht tegen temperatuur schommelingen.

2 – Li-Ion accu

Voordelen: Hoge capaciteit.

Nadelen: In vergelijking met de LiFePo4 een iets kortere levensduur en vrij prijzig in aanschaf.

3 – LiFePo4 accu

Voordelen: Hoog vermogen per gewicht en snel op te laden.

Nadelen: De accu is in aanschaf behoorlijk prijzig.

Bronnen: Miton accurevisie, FMH Motors