Hoe ver kun je gaan met de fietsaccu?

Door Gerard van Kampen (tekst) en Patrizia Tilly (foto's)

Met flinke tegenwind een berg op fietsen is geen pretje. Trapondersteuning helpt, maar ook een accu is niet onuitputtelijk. Hoe ver kunnen we gaan?

Een gebruikelijke hoeveelheid energie voor een fietsaccu is 360 wattuur. Om erachter te komen hoe ver de fietser hiermee kan komen, moet eerst duidelijk zijn welk vermogen er nodig is om de fiets vooruit te brengen. Dit is van veel factoren afhankelijk. Als eerste de fiets zelf: is deze goed gesmeerd en loopt ‘ie goed? Hoe is de rolweerstand? Die wordt bepaald door de staat van de weg en door de bandenspanning. Hard opgepompte banden verminderen de rolweerstand. Het gewicht van fiets en berijder spelen een rol, maar meer nog de luchtweerstand en voor- of tegenwind. Moet de fietser omhoog, tegen een heuvel op, dan spelen de helling en het gewicht een grote rol. De snelheid is ook een belangrijke factor voor het benodigde vermogen, maar weer iets minder voor de afstand die met een acculading mogelijk is, want bij een hogere snelheid wordt de tijd korter.

Op internet zijn verschillende programmaatjes te vinden om te bepalen welk vermogen er onder verschillende omstandigheden nodig is. In het ideale geval: een gladde weg en geen wind, vraagt 18 kilometer per uur fietsen een vermogen van circa 55 watt. Bij 22 kilometer per uur wordt dat al 85 watt. Als je zelf mee trapt en er 40 watt in wilt steken, moet de accu bij 22 kilometer per uur dus 45 watt leveren. Een volledig geladen accu met 360 wattuur houdt dat dus 8 uur vol: 360 gedeeld door 45. In die 8 uur is het mogelijk om 8 keer 22 is 176 kilometer af te leggen.

Omhoog fietsen

Bij een matige tegenwind, een fietssnelheid van 18 kilometer per uur en verder dezelfde ideale omstandigheden, wordt het heel anders. Er is dan al 160 watt nodig. Bij voor dezelfde 40 watt mee trappen, moet de accu dus 120 watt leveren. Die houdt dat slecht 360 gedeeld door 120 is 3 uur vol. De afstand loopt terug tot 3 keer 22 is 66 kilometer. Wie besluit een lagere snelheid van 15 kilometer per uur te accepteren, heeft daar volgens het rekenmodel 115 watt voor nodig. Dan is er 75 watt uit de accu nodig, wat deze 4,8 uur volhoudt. Dan wordt het bereik 72 kilometer. Met wat langzamer fietsen bij tegenwind, kom je met een zelfde acculading dus verder. Tijdens een fietstocht is de wind ongeveer evenveel mee als tegen. Het wegdek en de fiets zijn nooit ideaal. Een eigen inspanning van 40 watt komt overeen met relaxed fietsen. De energievoorraad van 360 wattuur is dan in de regel voldoende voor een afstand van 60 tot 80 kilometer. Omhoog fietsen vraagt ook extra vermogen. Bij ideale omstandigheden en een helling van 2 procent, zoals de gemiddelde stijging van de Vennbahn in de Eifel, is er circa 120 watt nodig. Met een lichte tegenwind loopt dit op tot 170 watt. Met 40 watt eigen vermogen moet de accu 130 watt leveren en houdt dat 360 gedeeld door 130 is 2,7 uur vol, waarbij het na 41 kilometer is afgelopen.

E Bike Camper 4

Accupack

De Li-ionaccu is ondanks de stevige prijs favoriet als fietsaccu. Een andere bekende oplaadaccu is de NiMH-accu, maar die is bij hetzelfde volume twee keer zo zwaar en heeft maar de helft van de capaciteit. Een van de nadelen van de Li-ionaccu is de chemische veroudering, waardoor de capaciteit ook afneemt als de accu niet wordt gebruikt. Alleen daardoor al is de levensduur begrensd tot drie à vijf jaar. Een ander probleem van Li-ionaccu’s is dat er ondanks de geavanceerde productiemethode sprake is van een grote spreiding in capaciteit van de cellen. Aan het eind van de productielijn worden de cellen dan ook getest en in categorieën ingedeeld. Bij het samenstellen van de cellen tot een accupack is het van belang dat de fabrikant cellen gebruikt die zoveel mogelijk identiek zijn, want één mindere cel zorgt ervoor dat de totale accu minder presteert. Om kleinere verschillen tussen de cellen te ondervangen, heeft elke accu een batterijmanagementsysteem (BMS). Dat zorgt voor een gelijke verdeling van de laad- en de ontlaadstroom over de cellen en dat het laden stopt als de accu vol is en dat de spanning wordt onderbroken als de accu leeg raakt.

Fietsafstand

Nog een gevaar is dat de accu, te ver leeg raakt. Het BMS moet dit voorkomen, maar als een accu leeg wordt weggelegd, kan deze door zelfontlading verder leeg raken, onder een kritische grens raken en kapot gaan. De levensduur van een Li-ionaccu is beperkt tot ongeveer 600 tot 1.000 volledige cycli van laden en ontladen. Het aantal cycli neemt echter toe als de accu niet volledig geladen en ook niet helemaal ontladen wordt. Afhankelijk van het type accu, kan laden tot 80 procent en ontladen niet minder dan 20 procent het aantal cycli verhogen tot wel 1.500 of meer. De haalbare fietsafstand is dan wel wat minder en voor de levensduur gaat de chemische veroudering dan ook wel een rol spelen. Deze veroudering gaat overigens sneller bij een volledig geladen accu, bij hogere én bij lagere temperaturen. Om te voorkomen dat een accu kapot gaat door zelfontlading, of te snel chemisch veroudert, is het dus het beste om een niet gebruikte accu te bewaren in half geladen toestand, bij een temperatuur tussen de 5 en 15 graden Celsius.

Dit artikel verscheen in een andere vorm in Kampeerauto nr. 3 2015