Waarom worden accu's warm tijdens het gebruik? Uitleg over interne weerstand.
Het overkomt iedereen: je hebt je topkwaliteit boormachine van Makita of DeWALT net in de hand, je bent lekker aan het werk en na een minuut of tien voel je dat de handgreep warmer wordt. Niet gloeiend heet, maar duidelijk voelbaar.
Of je drone-accu die na een flinke vlucht te warm is om direct op te laden. Is dat normaal? Of is er iets mis met je dure materiaal? Evenement: je accu warmt op. Oorzaak: interne weerstand. Laten we dat rustig uitpluizen, zonder ingewikeld technisch geneuzel, maar meteen met de harde praktijk uit de werkplaats.
Wat is die interne weerstand eigenlijk?
Stel je een accu voor als een supersnelle rivier. De energie wil zo snel mogelijk van de ene kant naar de andere kant.
De interne weerstand, in technische taal de ESR (Equivalent Series Resistance), is eigenlijk een klein dammetje in die rivier.
Dat dammetje zit van nature in de accu. Het is er altijd. Hoe kleiner en strakker de accu gebouwd is, hoe kleiner dat dammetje is.
Bij professioneel gereedschap van topmerken zoals Festool of Metabo proberen ze dat dammetje zo klein mogelijk te maken. Waarom ontstaat dat dammetje?
Omdat de energie letterlijk weerstand ondervindt als het door de materialen in de accu-cellen stroomt. Het is net als fietsen tegen de wind in. Je moet meer moeite doen. Die extra moeite die de energie moet doen om toch bij je gereedschap te komen, zet zich om in warmte.
Dat is de basiswet van de natuur: energie die overwint wordt warmte.
Dus, hoe harder de energie moet werken om door de accu te komen, hoe warmer de accu wordt.
Waarom gebeurt dit nu juist bij professioneel gereedschap?
Jij en ik gebruiken onze spullen niet voor de sier. We draaien gaten in hardhout of staal.
We vragen continu veel stroom aan de accu in een kort tijdsbestek. Dat heet een hoge stroomsterkte, ofwel een hoge 'discharge rate'. Probeer je 200 schroeven in een harde balk te draaien met een boormachine op volle toeren?
Dan wil de accu in een seconde enorm veel energie leveren. Als die energie met geweld door dat interne dammetje (de weerstand) moet worden geperst, ontstaat er wrijving.
En wrijving betekent hitte. Het is een direct gevolg van de prestaties die we van onze 18V of 36V machines vragen. Een accu die stilhangt, blijft koud. Een accu die vol gas geeft om een 13mm boor door een staalbalk te jagen, zal opwarmen.
Dat is het bewijs dat hij hard aan het werk is. Denk aan je high-end boormachine.
Die heeft een motor die zomaar 1500 tot 2000 watt kan leveren. Alleen al de kabels en connectoren in de accu en machine moeten dat vermogen aan kunnen. Elk onderdeel heeft een beetje weerstand.
Als je die 2000 watt uit de accu trekt, telt al die mini-weerstandjes op. Het resultaat?
Een warme broodjes na een halfuur zwoegen.
De techniek achter de warmte: Een kijkje in de keuken
Laten we het concreet maken. Neem een professionele 18V 5.0Ah accu van bijvoorbeeld Milwaukee (M18) of DeWALT (Flexvolt). Wil je de levensduur van je accu's verlengen? Dat begint bij correct dagelijks gebruik.
Deze accu's gebruiken hoogwaardige 18650 of 21700 cellen. De interne weerstand van zo'n complete accupack is vaak rond de 20 tot 40 milliohm (0.02 - 0.04 ohm). Dat klinkt als niks, en dat is het ook.
Totdat je er duizenden watts doorheen jaagt. De formule voor warmte (P) is simpel: Vermogen = Stroming (I) × Weerstand (R).
De warmte die vrijkomt in de accu zelf is: P = I² × R.
Als je een boormachine op volle toeren zet, kan de stroom makkelijk oplopen tot 30 of 40 Ampère. Reken maar even mee: 40A × 40A = 1600. Die 1600 vermenigvuldig je met die weerstand van 0.04 ohm. Dan krijg je 64 Watt aan pure warmte die binnenin die accu vrijkomt.
64 Watt. Dat is ongeveer de warmte van een ouderwetse gloeilamp.
Stel je voor dat er een gloeilamp in je accu brandt. Die warmte moet eruit. De accu wordt warm.
Dat is pure fysica. Als je dan ook nog een snellader gebruikt (zoals de DeWALT 12V/20V MAX XR snellader), dan laad je met 4 tot 8 Ampère er weer bij.
Dat veroorzaakt óók warmte. Dus een accu die net intensief gebruikt is en direct in de snellader gaat, kan makkelijk 50°C of meer worden. Dat is normaal, maar wel iets om rekening mee te houden.
Wat merk je in de praktijk en hoe ga je ermee om?
Het opwarmen van de accu is op zichzelf geen ramp. Het is een teken dat de interne weerstand laag is en de accu in staat is veel stroom te leveren.
Echte problemen ontstaan pas bij extreme hitte. Accu's hebben veiligheidssystemen ingebouwd. Een Bosch Professional of Metabo accu schakelt zichzelf uit als de temperatuur te hoog oploopt (meestal rond de 60°C). Dat voel je dan: je boormachine stopt ermee, terwijl de accu nog vol is. Gebruik je goedkope imitatie accu's, dan ontbreken deze beveiligingen vaak.
Dat is het veiligheidssysteem dat ingrijpt. Een ander effect is levensduur.
Een warme accu is een vermoeide accu. Als je constant een accu op de rand van zijn temperatuurcapaciteit gebruikt, slijt hij sneller.
De chemische processen binnenin worden dan te agressief. De cellen degraderen. Je merkt dit doordat de accu na verloop van tijd sneller leegloopt en minder vermogen kan leveren. Hij wordt ook warmer dan hij vroeger werd bij hetzelfde werk.
Het tegenovergestelde zie je soms bij Chinese 'goedkope' aftermarket accu's. Ze claimen dezelfde prestaties, maar als je ze gebruikt, worden ze extreem heet. Waarom?
Omdat de interne weerstand veel hoger is door minder kwalitatieve cellen en slechtere verbindingen. Die 64 Watt warmte uit onze berekening wordt dan misschien wel 100 Watt. Dat is energie die verloren gaat en niet in je boor terechtkomt. Je betaalt met een warmere accu en minder looptijd.
Praktische tips voor de serieuze klusser
Wil je je dure accu's van Festool, Makita of Milwaukee in topconditie houden? Een accu-adapter gebruiken tussen verschillende merken? Dan zijn er een paar simpele regels die je direct toepast.
- Gebruik de juiste accu voor de klus: Een 2.0Ah accu is sneller leeg, maar kan vaak minder stroom leveren zonder heet te worden dan een 5.0Ah of 12.0Ah accu. Grotere accu's delen de stroomlast over meer cellen. De weerstand per cel is lager. Gebruik voor zwaar werk (schuren, zagen) dus de zwaardere accu's. Die blijven koeler.
- Rust gunnen: Als je zware werkzaamheden doet, wissel je accu's af. Leg de warme accu even weg. Laat hem afkoelen voordat je hem op de lader zet. Dit verlengt de levensduur aanzienlijk.
- Koop kwaliteit: Blijf bij de originele merkaccu's. Die 100 euro meer voor een echte Metabo LiHD accu betaalt zich terug in lagere interne weerstand, langere looptijd en koeler werken.
- Let op de lader: Snelladers (4.0A en hoger) warmen de accu op tijdens het laden. Zet een hete accu nooit direct op een supersnelle lader. Wacht tot hij kamertemperatuur heeft. De meeste moderne laders (zoals de Makita DC18RC) meten de temperatuur en passen de laadsnelheid aan, maar het helpt altijd om het de accu zelf makkelijker te maken.
- Controleer contacten: Een slecht contact (vuil of verbogen pinnen) geeft extra weerstand op die plek. Dat zorgt voor vonken en hitte op één specifieke plek. Maak de contacten van je accu en machine regelmatig schoon met een droge doek.
Het draait allemaal om het beheersen van die warmte en de weerstand. Als je je accu voelt opwarmen tijdens intensief werk, hoef je niet direct in paniek te raken. Denk even aan die interne weerstand.
Het is het geluid van een motor die vol gas geeft. Behandel je spullen goed, gun ze hun rust en ze zullen jou jarenlang trouw dienen in de werkplaats.