Types fietsaccu's en plaatsing

We kunnen tot op heden 5 soorten fietsaccu's aantreffen in de elektrische fietsen:


Batavus Staccato Easy

Plaatsing accu

De verschillende plaatsen waar de accu zich op de fiets bevindt zijn onder te verdelen in de volgende mogelijkheden:

  • Allereerst is er een mogelijkheid tussen het achterwiel en de zadelstang wat als consequentie zal hebben dat de fiets iets langer zal worden, waardoor de mogelijkheden voor vervoer op een fietsendrager achter op de auto tot beperkingen kunnen leiden. Het kan immers zijn dat de fiets niet meer op de fietsendrager past, of dat de fiets te ver uit zal steken aan werszijden van de auto. Een voordeel van een dergelijke accuplaatsing is dat de accu in het midden van de fiets zit, wat de stabiliteit van het fietsgedrag zal bevorderen.
  • De tweede uitvoering is de plaatsing van de accu in het frame, waardoor de accu meteen mooi is weggewerkt. Nadeel van dit systeem is dat de accu niet uitneembaar is en dat de accu dus niet van de fiets genomen kan worden om ergens anders op te kunnen laden. Ook is de accu, indien dit nodig is, alleen maar door de fietsenmaker te vervangen. De oplaadmogelijkheden zijn zeker onderweg beperkter dan met een afneembaar exemplaar.
  • Een andere optie is de plaatsing van de accu in de fietstas, en de laatste mogelijkheid is de accu die is uitgevoerd als een doosje dat is weggewerkt onder de bagagedrager. Deze doos is makkelijk te verwijderen.


Loodaccu

De goedkopere elektrische fietsen, die nu op de markt zijn, zijn, net als de eerste generatie elektrische fietsen overigens, nog met dit type accu uitgerust. Deze accu's zal men zeker niet meer terugvinden in het huidige segment kwaliteitssfietsen. Ze hebben verder het grote nadeel dat ze letterlijk loodzwaar zijn en ze hebben ondanks gunstigere berichten hierover, een beperkt aantal ladingen. Ze zijn zeer gevoelig voor wisselingen in temperatuur en zeker in koude omstandigheden zullen ze slecht(er) presteren.


Deze accu's die geschikt zijn/waren voor elektrische fietsen zouden zo'n 300 cycli mee moeten gaan. Uit ervaring blijkt echter inmiddels dat het met 200 ladingen wel over is. Het probleem bij dit soort accu's is ook dat een elektrische fiets zodanig veel stroom kan vragen dat het tot onherstelbare schade aan de accu aanleiding kan geven, daar een elektrische fiets de accu te veel kan ontladen.

Inmiddels zijn er in dit loodsegment verschillende generaties accu's de revue gepasseerd, waarbij later verschenen uitvoeringen veelal werden uitgevoerd met een electronische check, waardoor een te diepe ontlading van deze accu's werd voorkomen. Dit heeft de levensduur sterk doen toenemen.

Niet geheel ontladen (tot 80%) van de accu is dus aan te raden voor dit soort accu's evenals het opladen na elk gebruik. Verder is het goed om, voor gebruik, dit soort accu's een aantal keer gedurende telkens een periode van een klein half uurtje te ontladen, om ze vervolgens weer op te laden: Door deze vorm van conditionering van de accu, als gevolg van de ladings/ontladingscyclus, zal de levensduur van dit soort accu's toenemen.

Wanneer er een snelle lader wordt gebruikt bij het laden van de accu, die niet over een electronische regeling beschikt, is het zaak de accu, wanneer deze vol is, van de lader af te koppelen. Gebeurt dit niet, dan zal de accu door het teveel aan laadstroom, erg warm worden en kapot gaan.

Sneller laden van de accu, doordat de laadstroom (A) groter is dan de helft van de capaciteit (bijv. 12 Ah) zal de levensduur van de accu eveneens verkorten. Zorg dus voor een lader met een laadstroom die gelijk is aan, of minder dan, de helft van de capaciteit van de accu. Sneller laden betekent hier dus ook: Sneller een nieuwe accu moeten kopen!

Verder is het slecht om de accu ontladen achter te laten; al was het alleen maar omdat een ontladen accu bevriest in een dergelijke situatie. Het is bovendien niet onverstandig om de accu regelmatig, na een maand of twee, weer eens compleet op te laden, waarbij het gebruik van een druppellader de voorkeur heeft, omdat deze aangesloten kan blijven.

Eigenlijk is de combinatie loodaccu's / elektrische fiets inmiddels geschiedenis, en heeft plaatsgemaakt voor modernere en vooral lichtere uitvoeringen


Nikkel cadmium accu – Ni-Cd

Deze accu is kleiner en veel lichter en was jaren terug derhalve de aangewezen accu om de loodaccu te vervangen. De nikkel-cadmium accu komt tegenwoordig nog voor bij de goedkopere electrische fietsen.

Een nadeel van dit soort accu's is dat ze gevoelig zijn voor het zogeheten geheugeneffect. Dit is een inwendig chemisch effect dat optreedt als telkens hetzelfde laad /ontlaad traject wordt afgelegd. De Ni-Cd cellen die van latere datum zijn hebben hier wel veel minder last van dan de eerdere.



Dit soort accu zou dus eigenlijk telkens volledig ontladen moet worden om dit effect te vermijden, hetgeen praktisch bijna niet te doen is. Veelal werden deze ontladingen dan ook niet correct of slecht uitgevoerd, wat snel tot gevolg had dat deze accu's de helft van hun capaciteit verloren. Ze kunnen echter goed tegen de wat koudere omstandigheden en zijn (nog) redelijk verkrijgbaar, en uitgevoerd in 24 Volt en 5 of 7 Ah. De energiedichtheid is vrij laag maar het type cel kan relatief hoge vermogens opnemen en afgeven.

Dit soort accu's bij voorkeur niet onder de 5 graden Celcius opladen, en wanneer de accu nieuw is, is het zaak de accu minimaal een keer zonder onderbreking volledig op te laden. Ze zijn ook tamelijk gevoelig voor een te diepe ontlading, wat de polariteit van de zwakkere cellen kan doen omkeren: Oppassen hiervoor dus! Als de accu lang niet gebruikt is, wat overigens slecht is voor de accu en eigenlijk sowieso voorkomen dient te worden, moet deze eerst weer langzaam worden opgeladen. De maximale capaciteit van Ni-Cd accu's komt pas na ongeveer 5 cycli tot stand.


Nikkel metaalhydride – Ni-Mh accu

Deze accu is qua kostenplaatje, gewicht en volume vrijwel gelijk aan de Ni-Cd accu. Het verschil zit hem in de grotere capaciteit in vergelijking met de Ni-Cd accu en ze hebben veel minder last van het reeds besproken geheugeneffect en de energiedichtheid is ook hoger. Het gewoon weer opladen na gebruik is hierdoor ook minder problematisch geworden.


Sparta ION EntreeDit soort accu is nog regelmatig op nieuwe fietsen te zien. Wanneer deze accu niet gebruikt wordt is een nadeel dat ze relatief snel ontladen en ook bij extreme kou zullen de prestaties afnemen.

Indien de lader( een die geschikt is voor een Ni-Mh!!) is uitgevoerd met een refreshfunctie is het aan te bevelen om deze functie, na een keer of 10 a 20 gebruik van de accu te hebben gemaakt, te activeren. Ni-Mh is een accu met een uitstekende techniek, die inmiddels zijn bestaansrecht wel heeft bewezen: Misschien een oude techniek, maar zeker nog niet ouderwets. Dit soort accu is dan ook nog regelmatig op nieuwe fietsen te zien.

Een NiMH accu is drie keer zo zwaar als een Li-Ion accu, en is tevens een stuk groter, maar wel goedkoper. Het aantal oplaadcycly is beperkter dan de Li-Ion accu.

Metaalhydride is een verbinding van metaal en waterstof. Waterstofmoleculen worden door het oppervlak van het metaal geabsorbeerd en als waterstofelement in het metaalrooster ingebed. In metaalhydride kan bij gelijk volume meer waterstof opgeslagen worden dan waterstof in vloeibare vorm inneemt. Metaalhydriden worden ook toegepast voor waterstofopslag. In de Ni-Mh cel bevat de positieve elektrode het nikkel (nikkelhydroxide) en de negatieve elektrode de metaalhydride. Als de accu geladen wordt, stromen waterstofionen van de positieve elektrode naar de negatieve elektrode waar ze opgenomen worden in het metaalhydride. Als de accu wordt ontladen, stromen de waterstofionen weer terug naar de positieve elektrode en de elektronen gaan via een externe stroomkring van negatief naar positief.


Lithium Ion – Li-ion accu

Deze accu wordt veel in de moderne kwaliteitsfiets aangetroffen. De Lithium Ion accu is de meest moderne accu en is zeer gebruiksvriendelijk. De accu is licht in gewicht en het volume is vergelijkbaar met een Nicd-accu. Deze techniek die een verzamelnaam is voor oplaadbare cellen van diverse legeringen zoals mangaan en kobalt, is nog sterk in ontwikkeling. De energiedichtheid van de accu is relatief hoog. Andere voordelen van deze accu zijn dat hij veel minder gevoelig is voor kou en het bekende geheugeneffect.

Gazelle Chamonix InnergyEen voordeel van een Lithium-Ion accu is, dat deze Lithum-Ion accu's een langere levensduur hebben en belangrijk lichter en kleiner zijn. Dit soort accu's kent bovendien praktisch geen probleem voor wat betreft zelfontlading, terwijl een NiMh accu binnen een maand tijd de helft van zijn lading zal verliezen.


De Sparta, Batavus en Koga-Miyata zijn 'af fabriek' uitgerust met de term ION voor zijn elektrische fietsen. Dit heeft geen betrekking op de bij deze fietsen gebruikte accu's!! Deze serie fietsen heeft geen Li-Ion accu's maar NiMH accu's!

Een nadeel van de Li-Ion accu's zijn dat de laatsten ongeveer 20% van de accucapaciteit per jaar verliezen. Dit proces begint al vanaf het moment dat het produkt de fabriek verlaat, zodat een accu die reeds enige tijd in de schappen ligt navenant aan capaciteit zal verliezen.....Nieuw is hier dan al snel een relatief begrip.....! Helaas is Li-Ion ook een stuk duurder dan een NiMH, zodat de prijs van dit type accu, in vergelijking met andere accu's, aan de pittige kant is.

Deze Li-Ion accu is uitgevoerd met BMS ( battery managment systeem), wat ervoor zorgt dat de cellen tijdens het proces van opladen continue in de gaten worden gehouden, door middel van de uitrusting van de accu met een electronische printplaat, zodat alle cellen op dezelfde wijze geladen alswel ontladen worden, hetgeen de levensduur van de accu ten goede komt en dan ook aanzienlijk verlengd. De print die diverse regelfuncties heeft, bewaakt eveneens een te sterke overlading van deze accu, wat ontbranding tot gevolg zou kunnen hebben. Refreshen is door deze print eveneens overbodig geworden.

De positieve elektrodevan een Li-ion accu bevat een lithiummetaaloxide, de negatieve elektrode bestaat uit grafiet. Tussen de elektroden zit een watervrij elektrolyt (een zout in een oplosmiddel). Bij het laden van de accu gaan positief geladen lithiumionenvan de positieve elektrode naar de negatieve elektrode.

Bij het ontladen gaan de lithiumionen weer terug naar de metaaloxide van de positieve elektroden, terwijl de elektronen via de externe stroomkring van de negatieve elektrode (de minpool) naar de positieve elektrode (de pluspool) bewegen. Om een zo’n hoog mogelijke capaciteit te bereiken wordt er door fabrikanten geëxperimenteerd met de materialen. Hiermee zijn een aantal wellicht te ver gegaan met ontbrandende laptopaccu's als gevolg. Lithium is immers een alkalimetaal en dus brandbaar ontbrandbaar en het kan ontploffen bij contact met water.


Lithium-polymeer (Li-Po) accu

Dan zijn er nog soorten waarvan nog moet worden bezien of ze geschikt zijn voor de fiets. Zo is er de ontwikkeling van de Lithium-polymer (Li-Po) accu. Deze accu is afgeleid van de Li-ion accu. Tot op heden vormt de mogelijkheid van een te sterke ontlading een beletsel voor toepassing en geschiktheid voor de fiets. De toepassingen van deze accu op andere terreinen, zoals bijvoorbeeld de electronica, zijn echter in volle gang, daar de prestaties veelbelovend zijn en niet in de laatste plaats door het aantal cycli, dat de 800 beloopt.



Een ander veelbelovend produkt op accugebied is de ijzerfosfaatcel (LiFePo4). De toepassing van deze accu wordt bestudeerd door autobouwers die zoekende zijn naar een vervanger van de Ni-Mh accu waarmee de huidige hybride automodellen (nog) zijn uitgerust.

Zoals uit het bovenstaande mag blijken, staan de ontwikkelingen op het gebied van de fietsaccu zeker niet stil. De voorlopige conclusie kan zijn, dat van de genoemde accu's de NiMh en de Li-ion het beste geschikt voor de toepassing op de elektrische fiets.......wat overigens snel zal kunnen veranderen..