Hoe kan je de levensduur van een accu verlengen?

verlengen levensduur accu

Veel eigenaren van een elektrische fiets denken dat ze geen invloed hebben op de levensduur van de accu. Ze laden de accu netjes volledig op en rijden hem waarschijnlijk haast op voordat hij weer aan de lader gaat. Dat (ont)laadgedrag is juist niet goed voor de levensduur van de accu. Je hebt als bereider van een ebike flink veel invloed op de de levensduur van de accu. Daarmee kan je honderden euro's besparen. De grootste invloed kan je uitoefenen tijdens de aanschaf van de fiets door te kiezen voor een accu type die een lange levensduur heeft en als tweede, als de optie geboden wordt door de fabrikant, om de accucapaciteit zo groot mogelijk te kopen. Dit kost flink meer geld maar dat betaalt zich later ruimschoots terug.

In het kort

Een accu heeft een beperkte levensduur. Na honderden keren opnieuw laden zal je een nieuwe moeten kopen en dat kost al gauw 500 euro of meer. Als je de levensduur flink wil verlengen, en dat kan met een factor twee tot vier, dan moet je A: de accu niet helemaal oprijden (ontladen) en B: de accu niet volledig opladen. Als je niet allebei kan of wil, kies dan er voor het niet volledig opladen van een accu omdat daarmee de levensduur zeer sterk beperkt wordt. Je zal het mogelijk niet geloven, maar door een accu te kopen met een grotere capaciteit, bijvoorbeeld 750 Wh in plaats van 500 Wh kan je de levensduur ook (nog eens) verlengen.

Let op

Er bestaan tientallen verschillende type accutechnologiën. Iedere type accu moet anders behandeld worden om de levensduur te optimaliseren. Zo moet je een autoaccu (lood accu) juist wel volledig opladen terwijl dit bij ebike accu's juist niet gewenst is. Dit artikel beschrijft levensduur besparende maatregelen maar deze hebben alleen maar betrekking op Lithium Ion accu's (Li-Ion) zoals je die aantreft in elektrische fietsen, smartphones, accugereedschap, laptops, tablets, elektrische auto's,motors/brommers/scooters/steps/hooverboards/stofzuigers; eigenlijk alle apparaten waarbij vemeld staat dat ze een Li-Ion accu bevatten.

Levensduur afhankelijk van accu-type

Primair is de levensduur van een elektrische fiets-accu afhankelijk van het type accu. Zo zal een Nikkel Metaalhydride (NiMh) accu relatief kort meegaan een een LiFePo4 accu het langst. Maar naast dit gegeven kan de levensduur van de accu sterk beïnvloed worden door de accu met zorg te ontladen en weer op te laden.

De fabrikant van de accu kan de levensduur alleen maar specificeren onder bepaalde condities. Zo zal gespecificeerd worden dat een bepaalde accu, bij een bepaalde temperatuur, wanneer deze ontladen wordt met een bepaalde stroom, en daarna volledig wordt geladen met een bepaalde stroom een levensduur heeft van bijvoorbeeld 500 laadcycli. Na deze 500 laadcycli is de accu niet defect maar zal de accu nog maar bijvoorbeeld nog maar 70% van zijn oorspronkelijke capaciteit beschikbaar hebben.

Fabrikanten van accu's specificeren soms ook wat de invloed van temperatuur is op de levensduur, of wat de invloed is van hoge ontlaad en/of laadstromen. Daarnaast specificeert de fabrikant meestal ook wat de invloed is van de mate (diepte) waarin de accu iedere keer wordt ontladen. Dat wordt met een technische term DoD genoemd, Depth of Discharge.

Welke maatregelen kunnen de levensduur van de accu verlengen?

Welke maatregelen kan je nemen om de levensduur van de accu te verhogen?
  • Ontlaad de accu niet tot hij helemaal leeg is.
  • Laad de accu niet helemaal op.
  • Ontlaad de accu met zo'n klein mogelijk stroom.
  • Bewaar de accu bij voorkeur bij een lage temperatuur.
  • Zet je fiets niet in de brandende zon of leg je accu niet in de auto die in de zon staat.
  • Bewaar de accu bij langdurig inactief gebruik met 40% lading.
  • Diep ontlaad een accu nooit.

Ontlaad de accu niet tot hij helemaal leeg is

ontladingsdieptelaadcycli
100%300-500
50%1200-1500
25%2000-2500
10%3750-4750

In tegenstelling tot wat de meeste bezitters van een elektrische fiets denken is het niet slim om de accu (vrijwel) geheel "op te rijden". Voor de meeste accu's geldt, maar zeker voor Li-ion accu's, hoe minder diep je ze ontlaad, hoe langer ze meegaan.

In de tabel hiernaast is te zien wat de invloed van de "Depth of Discharge" is. Wanneer je een Li-ion accu altijd compleet ontlaad en daarna weer tot 100% oplaadt kan je een levensduur verwachten van 300 tot 500 laadcycli. Wanneer je echter de accu maar voor 50% ontlaadt en daarna weer oplaadt, dan gaat de Li-ion accu 1200 tot 1500 (omgerekende complete) laadcycli mee.

Wanneer je de ebike accu dus steeds maar tot 50% oprijdt en daarna weer volledig oplaadt (dat is omgerekend een halve laadcylcus), dan kan je de accu dus 1200-1500 x 2 = 2400-3000 keer tot 50% ontladen en tot 100% opladen.

Als je van te voren weet dat de afstand woon-werk-woon zo groot is dat je bijvoorbeeld 80% van je accucapaciteit gaat gebruiken, is het economisch zeer verstandig om, als de fabrikant althans die optie biedt, een grotere capaciteit accu te kopen die standaard geleverd wordt. Want, bij de standaard accu ontlaad je (in dit voorbeeld) de accu iedere dag tot 80%, maar koop je meteen een accu met een grotere capaciteit dan zal je de accu wellicht maar dagelijks tot 50% ontladen. Zoals we hiervoor hebben geschreven levert dat een enorme levensduurverlenging op. Je betaald wel iets meer voor een accu met een grotere capaciteit maar dat bedrag verdien je dubbel en dwars terug omdat je de accu véél minder snel hoeft te vervangen omdat hij "op" is.

Mocht de fabrikant van de elektrische fiets geen grotere accu capaciteit aanbieden dan blijven nog twee opties open. Je kan een tweede accu kopen die je gebruikt voor de terugreis of je koopt een tweede acculader die je gebruikt om op het werk, wanneer je accu voor de helft ontladen is, iedere keer weer op te laden.

Laad de accu niet steeds helemaal op

lading na opladenlaadcycli
100%300-500
90%600-1000
70%1200-2000
50%2400-4000

We schreven hiervoor al, het niet helemaal leegrijden van je accu levert een flink langere levensduur op. Maar dat geldt nóg meer voor het niet helemaal opladen van je accu. Vooral in de laadfase tussen de 80 en 100%, en nog meer tussen de 90 en 100% krijgt de accu het zwaar te verduren. Als je de tijd zou opnemen zal je merken dat het opladen tot 80% relatief snel gaat maar de laatste 20% en vooral de laatste 10% kost relatief veel tijd en kost onevenredig veel energie. Maar bovenal, het laden voorbij de 80-90% grens bekort de levensduur zeer sterk.

In de tabel hiernaast kan je zien wat de invloed is bij Lithium ion accu's wanneer je ze maar ten dele oplaadt. Wanneer je de Lithium accu tot 100% oplaad en volledig ontlaad kan je zo'n 300 tot 500 laadcycli verwachten. Laad je hem iedere keer tot maar 90% op en ontlaad je hem dan geheel, dan kan de accu zo'n 600 tot 1000 (omgerekend complete) laadcyclus meemaken. Wordt de accu iedere keer maar tot 70% opgeladen dan kan je 1200 tot 2000 (omgerekend complete) laadcycli van je accu verwachten.

De accu niet helemaal leegrijden en de accu niet helemaal volladen, wat een gedoe zal je denken. Dat is het, maar het gaat je veel geld opleveren. Als je het té veel gedoe vindt en je wilt tóch iets doen, kies dan voor het niet volledig opladen van de accu, dat levert een grotere levensduurverlenging op dan het beperken van het ontladen van je fietsaccu.

De conclusie is dus dat het slim is om de accu niet geheel op te laden. Alleen, hoe doe je dat? Want als je accu aansluit op de acculader wordt de accu automatisch tot 100% opgeladen. De acculader heeft helaas geen knopje waarmee je maximale laadgraad in kan stellen. De enige mogelijkheid is om dit met de hand bij te houden. Veel moderne verwijderbare accu's hebben een aantal ledjes, bijvoorbeeld vijf stuks, die aangeven hoever de accu ontladen / geladen is. Die zou je kunnen gebruiken als indicatie. Laad de accu dus niet op tot alle ledjes branden maar bijvoorbeeld tot 4 van de 5 ledjes branden. In dat geval is de accu tot 80% opgeladen (ieder ledje stelt 20% voor bij vijf ledjes).

Je zal wellicht denken, de accu niet te ver opladen, en ook niet te ver ontladen tijdens het fietsen, dan hou ik weinig over. Dat is inderdaad juist. Daarom ook het advies om de accucapaciteit zo groot mogelijk te kiezen. Dat kost wellicht een paar honderd euro meer, maar dat geld verdien je makkelijk terug doordat de accu een veel langere levensduur heeft.

Hoe kan je het eenvoudigst bepalen hoelang de accu geladen moet worden na een fietsritje? Dit doe je door eenmalig het ontlaad gedrag van je fiets en het laadgedrag van de acculader te meten. Dat doe je als volgt: laad eerst de accu volledig op. Kies een specifieke trapondersteuningsstand (laag/normaal/hoog) uit die je in de toekomst gaat gebruiken (want dat bepaalt in zeer grote mate de ontlaadstroom van de accu).

Ga daarna een lange fietsrit maken en meet hoeveel tijd je kan blijven rijden met trapondersteuning. Natuurlijk kunnen dat ook meerdere ritjes zijn maar dan moet je de tijden van die ritjes bij elkaar op tellen. Nu weet je hoe lang de accu jou trapondersteuning kan geven bij een bepaalde trapondersteuningsstand. Nu moet je de lege accu een keer volledig opladen en de tijd opnemen die nodig is voor de acculader om deze legen accu volledig op te laden.

Stel je accu was geheel leeggereden na drie uur fietsen. Dat is dus 180 minuten. En stel dat de accu, na deze testrit, in vijf uur weer geheel geladen was. Dat is dus 5x60=300 minuten. Met deze twee waarden kan je in de toekomst goed bepalen hoelang je accu geladen moet worden na een bepaalde fietsrit.

Stel je maakt een fietsrit van 90 minuten, dan is je accu dus (in dit voorbeeld) voor 50% ontladen. Dan moet je accu nadien voor 150 minuten aan de acculader. Handig is als je de verhouding tussen de "laadtijd" en "ontladingstijd" uitrekent. Dat is in dit voorbeeld 300 / 180 = ongeveer 1,7. Na de fietsrit van 90 minuten moet je de accu voor 90 x 1,7 = 153 minuten aan de lader koppelen. Je hoeft dus niet meer te letten op de "ladingsledjes" van je accu maar je kan met een eenvoudige (countdown) timer / eierwekker precies bijhouden wanner je moet stoppen met laden.

Je hebt hiervoor gelezen dat het voor de accu zeer goed is om hem niet totaal op te laden. Maak een keuze voor een bepaalde ladingsgraad. Stel dat je kiest voor het laden van de accu tot maximaal 90%. Daarmee verdubbel je de levensduur van de Lithium accu en dat is natuurlijk enorm veel en aan te raden. Dan moet je na je eerste fietsrit (eenmalig) een correctie toepassen op de laadtijd waardoor de accu niet voor 100% maar voor (ongeveer) 90% geladen wordt. Als we uitgaan van voorgaand voorbeeld dat we 90 minuten gefietst hadden dan zouden we hem 153 minuten aan de lader moeten koppelen om de accu voor 100% te laden. Deze ene keer moet dat wat minder lang worden. Hoeveel dat is gaan we uitrekenen. Om de accu van 0 naar 100% op te laden hadden we 300 minuten nodig. Dus 10% van de accu wordt geladen in 30 minuten. In dit voorbeeld moeten we dus eenmalig de accu niet voor 153 minuten maar 153-30=123 minuten laden.

Deze meetmethode van het ontladen en laden van de accu is natuurlijk niet heel nauwkeurig. Je zal na een tijd merken dat bijvoorbeeld de accu niet meer tot 90% maar minder wordt geladen of juist andersom, dat de accu haast volledig geladen wordt (wat niet wenselijk is). Je zal daarom na enige tijd deze meetmethodiek moeten "kalibreren" door bijvoorbeeld de accu nogmaals even helemaal vol te laden en daar de volgende keer weer eenmalig rekening mee te houden door de laadtijd, eenmalig, met zo'n 30 minuten te verkorten (die 30 minuten is maar een rekenvoorbeeld).

Toch af en toe helemaal opladen

Ondank hetgeen je hiervoor hebt gelezen is het verstandig om met regelmaat, zeg twee of drie keer per seizoen, de accu helemaal te ontladen en daarna geheel weer op te laden en eventjes wat langer aan de lader gekoppeld te houden. In de accu zit namelijk een "battery management system". Dat is een heel klein computertje die zorgt dat alle cellen waaruit de accu bestaat evenveel geladen worden. Want cellen zullen onderling altijd een klein beetje verschillen. Al was het alleen al dat de ene cel wat sneller veroudert dan de ander. Het battery management system zal wanneer je de accu geheel oplaad de cellen weer "balanceren" en de zwakkere cellen een beetje extra opladen terwijl de andere cellen reeds geladen zijn (en dan niet verder meer geladen worden).

Naast het bovenstaande is er tweede reden om af en toe de accu geheel te ontladen en daarna weer geheel op te laden. Op je display van je elektrische fiets wordt aangegeven "hoeveel streepjes" je nog hebt. Die streepjes geven aan hoeveel accucapacitiet je nog over hebt tijdens het fietsen. Je ebike weet namelijk hoeveel capaciteit in de accu zit en kan tijdens het rijdsen uitrekenen hoeveel lading (capaciteit) nog over is en geeft dat weer in de vorm van een aantal streepjes (of soms zelfs in procenten). Maar, je accu verouderd door het gebruik en daarmee daalt ook de capaciteit. Maar hoe weet jouw fiets hoeveel potentiële capaciteit nog in je accu beschikbaar is? Dat doet hij door bij te houden wanneer de accu geheel ontladen is en weer helemaal opgeladen wordt. Tijdens dat laden wordt de hoeveelheid energie gemeten die in de accu is geladen en daarmee kan berekend worden hoeveel energie je accu maximaal nog kan opslaan.

Door de accu helemaal op te rijden en helemaal op te laden voorzie je de accu van "nieuwe inzichten" en daarmee kan hij tijdens het fietsen betere aangeven hoeveel capaciteit nog over is. Het aantal streepjes geeft na zo'n kalibratiecylcus, de werkelijke lading van je accu beter weer dan daarvoor.

Is het strikt noodzakelijk dat je dit doet? Nee, het is technisch niet noodzakelijk, alleen geven "het aantal streepjes" in je display minder goed de werkelijke acculading weer. Het kan dus zijn dat je nog twee van de tien streepjes over hebt maar vlak daarna bemerkt dat de accu "op" is. Een kalibratiecylclus door de accu geheel te ontladen en op te laden is dan op zijn plaats.

Ontlaad de accu met zo'n klein mogelijk stroom

Een accu vindt het niet fijn als hij met een grote stroom wordt ontladen. Dat geldt voor alle type accu's. De levensduur zal toenemen naarmate de ontlaadstroom kleiner wordt. Wanneer je met je elektrische fiets trapondersteuning krijgt zal dit komen doordat een stroom gaat lopen vanuit de accu naar de elektromotor. Bij een lichte ondersteuningsstand zal een kleine stroom uit je accu stromen. Kies je voor een hogere ondersteuningsstand dan zal de ontlaadstroom hoger worden. De hoogste ondersteuningsstand trekt de grootste stroom uit je accu. De laagste trapondersteuningsstand zal dus resulteren in een wat langere levensduur van de accu. De verschillen die je hiermee kan bereiken zijn minder groot dan met het minder ver ontladen en laden van de accu maar alle kleine beetjes helpen. Een andere prettige bijkomstigheid van het beperken van de ontlaadstroom is dat de capaciteit van de accu, hoe vreemd dit ook moge klinken, omdat je denkt dat dit een "vast" gegeven is, groter wordt bij een lage ontlaadstroom en kleiner wordt bij een grotere ontlaadstroom. Je kan dus meer energie uit je accu halen bij een lage trapondersteuningsstand.

Bewaar de accu bij voorkeur op een lage temperatuur

De accu zal sneller verouderen bij een hoge dan bij een lage (omgevings)temperatuur. Wanneer je fietst heb je geen invloed op de temperatuur. Maar als je de fiets ergens neerzet kan je kiezen voor een schaduwrijk plekje in plaats van in de zon. Zodra je thuis bent kan je mogelijk een keuze maken waar je de fiets stalt. Kies voor de ruimte waar de temperatuur het laagst is. Hoe lager de temperatuur is hoe langer de accu mee zal gaan. Vermijdt echter temperaturen onder het vriespunt. Wanneer je de fiets niet op een koele plek kan stallen kan je wellicht de accu uit de fiets verwijderen en voor de accu wel een koel plaatsje uitzoeken. Het klinkt gek maar een koelkast zou een heel geschikte plaats zijn. Een koele plaats heeft wel zijn repercussies. De capaciteit van de accu neemt namelijk onder de 21 °C flink (tijdelijk) af. Wanneer je morgen van de elektrische fiets gebruik wilt maken is het slim om de accu nu reeds op kamertemperatuur te brengen. Voorkom ook dat je de accu, die je uit je fiets hebt gehaald, in de auto legt terwijl deze in de brandende zon staat. De temperaturen kunnen in de auto zeer hoog oplopen. Wanneer je de accu's toch in de auto wil bewaren stop deze dan in een tas, die altijd wel wat zal isoleren, of beter nog, wikkel ze in een handdoek. Echt, accu's hebben een bloedhekel aan hoge temperaturen en daarmee wordt de levensduur flink bekort (leg daarom bijvoorbeeld je smartphone ook nooit in de zon maar stop hem in je tas of in je jas).

Bewaar de accu bij langdurig inactief gebruik met (maar) 40% lading

Wanneer je de accu voor een langere tijd, zeg weken, niet gaat gebruiken, bijvoorbeeld omdat je in de winter niet van je elektrische fiets gebruik maakt, is het verstandig om de accu koel op te slaan en dan ook nog eens met een lading van rond de 40%. Het klink wellicht vreemd maar een accu "voor de winter" even goed opladen is dus juist verkeerd! Dit is specifiek van toepassing op Lithium gebaseerde accu's. Je weet inmiddels uit de vorige paragrafen hoe je kan uitrekenen hoeveel tijd je moet fietsen om de accu tot 40% geladen te krijgen. Als dit ongeveer 50% blijkt te zijn is dat geen ramp als je de accu maar niet (haast) volgeladen opslaat. Dat voorgaande niet uit de lucht gegrepen is wordt bewezen door de fabrikanten van elektrische fietsen. Als je een nieuwe elektrische fiets of nieuwe accu voor je elektrische fiets koopt zal deze ook maar voor 40% gevuld zijn. Dat doen de fabrikanten niet voor niets.

Wellicht geloof je bovenstaande niet?

Sommige twijfelen aan de juistheid van de informatie in dit artikel. Gezonde twijfel is altijd goed, raadpleef meerdere bronnen om je mening te vormen. Maar in dit kader is het volgende interessant te weten én geeft aan dat de informatie in dit artikel hout snijdt.

Laptop accu's stonden er, vroeger, om bekend dat de accu heel snel "de geest gaf". En weet dat in een laptop ook Lithium Ion accu's zitten. Daar waren meerdere redenen voor, de belangrijkste waren dat de accu behoorlijk warm werd omdat de laptop behoorlijk warm, soms zelfs heet wordt. En accu's hebben een hekel aan warmte. Daarnaast lieten veel laptopgebruikers de lader constant aan de laptop gekoppeld zitten. De accu was daardoor constant voor 100% opgeladen. Nou, constant opgeladen zijn van een Li-ion accu is redelijk funest voor de levensduur. Logisch dat de laptopaccu soms al na twee-drie jaar er mee ophield.

Fabrikanten van laptop hebben hier van geleerd en leveren steeds vaker de mogelijkheid om de laptop in te stellen voor "maximale levensduur van de accu". Wij hebben dit, op het moment van schrijven, gezien bij laptops die wij gebruiken van Asus en Lenovo, maar zeer waarschijnlijk hebben alle A-merken laptops deze instelmogelijkheid al. Als je voor de accu-levensduur modus kiest zal de accu bijvoorbeeld (dit verschilt per leverancier) maar tot 60% opgeladen worden.

Het zal ons niet verbazen als in de toekomst je de mogelijkheid krijgt bij apparaten die Li-ion accu's gebruiken om te kiezen uit bijvoorbeeld drie standen. Stand 1 levert je de maximale accucapaciteit op (je laptop of ebike) kan dan lang met één lading vooruit, maar de levensduur van de accu is dan het laagst. Kies je voor stand drie, dan is de beschikbare accucapaciteit een stuk minder dan in stand 1 (bijvoorbeeld maar de helft) maar de acculevensduur wordt dan maximaal, mogelijk dat je dan vier keer langer met je accu kan doen. Bij stand 2 zit je precies tussen maximale accucapaciteit en maximale levensduur van de accu.

Als dit bij smartphones geïntroduceerd zal worden, en je kiest dan voor "maximale levensduur" van de accu, zal je dus vaker de accu moeten opladen. Maar je telefoon heeft dan niet meer na twee jaar een sterk verminderde accu en gaat dan bijvoorbeeld vijf jaar mee. Dat is niet alleen goed voor je portemonnee, maar vooral voor het milieu.

Voorkom diep ontladen van de accu

Wanneer een accu verder ontladen wordt dan een bepaalde kritische ontlaadgrens raakt hij defect door het fenomeen diepontlading. Dan zijn de accu vervangen of reviseren de enige twee opties. De elektronica van de elektrische fiets zal, wanneer deze kritische grens benaderd wordt, de accu vanzelf uitschakelen waardoor de trapondersteuning wegvalt. Wanneer je de accu daarna niet weer oplaad maar dagen of weken in ontladen toestand in de fiets laat zitten, zal door de zelfontlading van de accu de spanning van de accu steeds verder dalen en op een gegeven moment onder de kritische grens komen van diepontladen. Het advies is dus simpel, wanneer je de accu helemaal "op" hebt gereden moet je zo snel mogelijk de accu weer opladen. Dit is niet zo kritisch dat dit "meteen" moet gebeuren maar doe dit zeker na een aantal uur of uiterlijk de volgende dag. Hoewel NiMh en Lithium accu's beiden diepontladen kunnen raken (waarmee de garantie op de accu vervalt) is de snelheid van handelen, vooral van toepassing op NiMh accu's en niet zo zeer op Lithium accu's omdat de zelfontlading van NiMh accu's flink hoog is in tegenstelling tot Lithium accu's.

Conclusie

Wil je zo lang mogelijk doen met je accu, volg dan de volgende tips op:

  • Koop een accu met zo'n groot mogelijk capaciteit en gebruik maar een klein deel van de capaciteit.
  • De accu niet te ver ontladen, beter 50% of nog minder ontladen, hoe minder hoe beter.
  • De accu niet te ver opladen, liefst stoppen bij 70%, maar zeker niet boven de 90%.
  • Belast de accu zou weinig mogelijk, fiets in de lichtste trapondersteuningsstand.
  • Laad de accu bij kamertemperatuur op.
  • Bij langdurig niet-gebruik (denk aan weken), opladen tot maar 40% en zo koel mogelijk opslaan (niet onder de 0° Celsius).
  • Bij een geheel ontladen accu deze snel weer opladen, niet dagenlang of langer ontladen laten.

Foutje of aanvulling? Stuur ons een reactie.

nieuws

home­ >verlengen levensduur accu

Cookies
Wij plaatsten alleen strikt functionele cookies. De advertenties die getoond worden zijn "niet gepersonaliseerde advertenties". Er worden dus geen persoonsgebonden cookies geplaatst en daarom hoeven we u, in het kader van de AVG, geen toestemming te vragen, alleen maar te informeren.

ik heb het gelezen