Akkuwerkzeuge: Power für anspruchsvolle Anwendungen. Leistungsträger - BM online

Akkuwerkzeuge: Power für anspruchsvolle Anwendungen

Leistungsträger

Aktuelle Power-Akku-Generationen für Elektrowerkzeuge speisen auch leistungshungrige Maschinen bis hin zur Kapp- und Kreissäge.Dabei gehen Hersteller jedoch verschiedene Wege. Heinz-Alfred Losch

I Viele Jahre ging es bei der Akkuentwicklung immer nur um höhere Kapazitäten der Akkupacks. Die Hersteller steigerten die Kapazität der bei Werkzeugen fast überall verwendeten Akkuzellen der Größe 18650 (ca. 18 mm Durchmesser, 65 mm Länge) nach und nach von 1,0 Ah auf 3,0 Ah. Die maximale Stromabgabe wurde dabei nur wenig verbessert.

Beim 6,0-Ah-Akkupack mit zwei parallel geschalteten Zellreihen, den Bosch Ende des Jahres 2014 als Erster vorstellte, sank die Hochstromfestigkeit anfangs sogar wieder ab. Die Zellen der 6,0-Ah-Akkus von Bosch lieferten einen Entladestrom von gerade mal 15 A. Andere Zellhersteller versprechen mittlerweile bis zu 20 A pro Zelle. Auch in den 6,0-Ah-Akkus anderer Werkzeughersteller und dem neuen 6,2-Ah-Akku von Festool sind Zellen dieser Generation verbaut. Ein Strom von 30 A (2 x 15 A) in einem zweireihigen 18-V-Akku entspricht gerade mal 540 W. Solche Akkupacks haben zwar eine hohe Kapazität bei geringen Strömen, werden aber beim Einsatz in stromfressenden Geräten, wie Handkreissägen oder Winkelschleifer, viel zu schnell heiß. In normalen Akkuschraubern ist das kein Problem, aber dort ist die hohe Kapazität auch nicht notwendig, da oft schon ein einreihiger Akkupack für die Arbeit eines ganzen Tages ausreicht.
Höhere Ströme für starke Maschinen
Das Problem der Werkzeughersteller ist, für leistungshungrige Geräte so viel Strom wie bei Netzgeräten aus den Energiespeichern ziehen zu können. Denn erst, wenn die elektrische Leistung der Akkuwerkzeuge mit denen der kabelgebundenen Geräte ebenbürtig ist, steht dem Einsatz von kräftigen Akkumaschinen auf der Baustelle nichts mehr im Wege. In den letzten beiden Jahren zeigten die Hersteller unterschiedliche Wege zu leistungsfähigeren Akkupacks: So überraschte Metabo im Sommer 2015 mit dem ersten LiHD-Akku. Statt Akkuzellen der Größe 18650 sind in den LiHD-Akkupacks Zellen der Größe 20700 (ca. 20 mm Durchmesser und 70 mm Länge) verbaut. Diese größeren Panasonic-Zellen sollen laut Hersteller einen Entladestrom von 32 A ermöglichen. Metabo spricht sogar von 65 A bei einem zweireihigen Akkupack. Das ergibt bei einem 18-V-Akku eine Leistung von 1170 W. Durch den besseren Wirkungsgrad von Akkumaschinen entspräche dieser Leistungswert sogar einer Netzmaschine mit 1264 W (Faktor 1,08).
Neue Zellen erfordern neues Akkupackdesign
Die 20700er-Zelle ist nicht nur größer als die bisher üblichen Akkuzellen für Akkuwerkzeuge, sondern mit einem um 50 % reduzierten Innenwiderstand auch deutlich leistungsfähiger. Damit die größeren Zellen in die Akkupacks hineinpassen, müssen sie etwas größer sein. Ebenso müssen die Zellverbinder und Kontakte sowie die Elektronik so gestaltet sein, dass sie die höheren Ströme problemlos verkraften können.
2015 stellte Metabo die ersten LiHD-Akkus mit 6,2 Ah (zweireihig) und 3,1 Ah (einreihig) vor. Außerdem gab es noch einen zweireihigen Akku mit nur 5,5 Ah Kapazität. Er entspricht weitgehend dem 6,2-Ah-Akkupack. Da der Energieinhalt (18 V x 5,5 Ah) mit 99 Wh unter der 100-Wh-Grenze liegt, muss dieser Akku vom Hersteller nicht teuer als Gefahrgut verschickt werden.
Mit dem 2016 vorgestellten EneRacer-Akku zog Bosch nach und bietet nun ebenfalls einen Akkupack mit den größeren Zellen an. Er wird bei Bosch mit 6,3 Ah gelabelt. Auf der Bosch-Pressekonferenz in diesem Frühjahr stellte Bosch-Power-Tools-Geschäftsführer Henk Becker den EneRacer-Akku im Vergleich zu anderen Hochleistungs-Akkus der 18-V-Klasse als im Schnitt 24 % leichter und 35 % kleiner dar. Mit welchen Konkurrenzprodukten Becker den EneRacer verglichen hat, lässt sich anhand der Farbe der feinen Linien auf seiner Folie erahnen (s. Foto 3). Den etwa ebenso großen und schweren LiHD-Akku von Metabo, den es mittlerweile schon in einer zweiten Generation mit 3,5 und 7,0 Ah gibt, hat er dabei wohl vergessen.
Alternativ zu Metabo und Bosch bieten Dewalt und Milwaukee Akkupacks an, in denen jeweils drei Zellreihen parallel geschaltet sind.
Die M18-9.0-Red-Lithium-High-Demand-Akkupacks mit 9,0 Ah von Milwaukee verwenden Akkuzellen mit jeweils 3,0 Ah. Hier zeigen sich vergleichbare Schwächen wie bei den 6,0-Ah-Akkupacks, nur auf etwas höherem Niveau. Der entladbare Strom beträgt laut Zellenhersteller 45 A (3 x 15 A). Das sind lediglich 810 W. Verglichen mit den 720 W bei einem zweireihigen Li-Ion-Akku mit 5,0 Ah liefert der 9,0-Ah-Akkupack also kaum höhere Leistung, ist aber fast 1,7-mal so schwer.
Deutlich leistungsfähiger ist der Flexvolt-Akku von Dewalt. Hierbei handelt es sich ebenfalls um einen dreireihigen Akkupack, der wahlweise Maschinen mit 18 V oder 54 V versorgt. Mit seinen robusten 2,0 Ah-Zellen hat der Akku im 18-V-Betrieb 6,0 Ah und liefert max. rund 75 A (3 x 25 A). Das sind 1350 W. Im 54-V-Betrieb werden es allerdings auch nicht mehr. Mit einem Gewicht von 1,044 kg ist der dreireihige Dewalt-Akku zwar etwas leichter als der Milwaukeee-Akku, aber immerhin noch knapp 1,6-mal so schwer wie ein 5,0-Ah Akkupack. Verglichen mit dem LiHD-Akkupack von Metabo und dem EneRacer von Bosch ist der Flexvolt-Akku mit 6,0 Ah (bei 18 V) etwa 1,2- bis 1,3-mal so schwer bei etwa 1,15-facher Leistung.
Nicht die Spannung allein zählt
Doch der 54-V-Betrieb bietet keine wirklichen Vorteile, denn die elektrische Leistung ist dieselbe – egal ob man den Akku mit 18 oder 54 V betreibt. Der technische Vorteil durch die höhere Spannung ist sehr gering, wirkungsvoller ist einzig und allein der Marketingwirbel. 54 hört sich eben nach mehr an als 18. Nützlich für den Hersteller ist auch die sonst eher lästige Aufsteckkappe, die die drei Akkureihen voneinander trennt. Dadurch kann Dewalt die Transportbestimmungen, die ab 100 Wh einen teuren Versand als Gefahrgut erfordern, unterlaufen. Statt 108 Wh sind in dem Flexvolt-Akkupack mit aufgesteckter Kappe lediglich dreimal 36 Wh enthalten.
Von Nachteil bei der der Dewalt-Lösung ist die eingeschränkte Kompatibilität. So lassen sich die Flexvolt-Akkus lassen zwar in den 18-V-Maschinen nutzen, sind für viele Anwendung aber zu schwer und zu unhandlich. Umgekehrt passen jedoch die vorhandenen 18-V-Akkus nicht in die sehr leistungsstarken 54-V-Maschinen.
Flexvolt mit 20700er Zellen
Nichtsdestotrotz hat Dewalt mit dem neuen Flexvolt-Akku auf Basis der 20700er-Zellen und 9,0 Ah bei 18 V den derzeit wohl leistungsfähigsten 18-V-Akku im Programm, denn mit einem maximalen Entladestrom von ca. 96 A kommt dieser Akkupack auf eine max. Leistungsabgabe von 1728 W. Bei 54 V liefern die Zellen genauso viel Leistung. Doch Dewalt will noch mehr: In der Flexvolt-Paneelsäge (vorgestellt im Januar 2017 auf der BAU) kommen gleich zwei Akkupacks mit zusammen 108 V zum Einsatz, die eine Leistung von 3456 W liefern könnten. Das würde sogar für eine mittlere Stationärmaschine reichen. Doch die wiederum ist ohnehin nicht mobil.
Zwei Akkus können mehr Strom liefern
Die Zwei-Akku-Lösung ist aber auch in Europa beliebt. Zwei 18-V-Akkus liefern 36 V. Die reinen 36-V-Systeme sind indes vom Aussterben bedroht. Makita und Dewalt haben sie bereits eingestellt. Bei Bosch steht das 36-V-System bei Elektrowerkzeugen nicht mehr besonders im Fokus. Einzig Metabo hat letztes Jahr ein neues 36-V-System zusammen mit seinem großen Winkelschleifer auf den Markt gebracht. Mittlerweile haben die Nürtinger mit einem 5-kg-Akku-Kombihammer nachgelegt. Weitere Maschinen sollen folgen. Allerdings liefert auch Metabo alle 36-V-Maschinen zusätzlich in einer 2 x 18-V-Version.
So kann der Anwender entscheiden, ob ihm das einfachere Handling mit einem 36 V-Akkupack oder der Austausch mit vorhandenen 18-V-Akkupacks wichtiger ist. Der 36-V-LiHD-Akku von Metabo ermöglicht ebenso wie zwei 18-V-LiHD-Akkus: eine max. Leistung von 2340 W – genug für nahezu alle handgehaltenen Elektrowerkzeuge und halbstationären Geräte. Die 2 x 18-V-Lösungen von Festool und Makita auf Basis von 18650er-Zellen können da nicht mithalten. Auch wenn sie durch den paarweisen Betrieb den möglichen Entladestrom verdoppelten, erreichen sie je nach Zellversion knapp 1100 bis gut 1400 W – was immerhin ausreichend ist, um kleinere Handkreissägen zu betreiben.
Wer ist der „Stärkste im ganzen Land“?
Auf der Suche nach dem stärksten Akkupack liefert derzeit Metabo mit dem 36-V-LiHD-Akkupack das leistungsstärkste Gesamtpaket. In der 18-V-Klasse kann der Flexvolt-Akku 9,0 Ah von Dewalt den stärksten Entladestrom liefern. Allerdings ist er auch ca. 1,5-mal so schwer wie der EneRacer von Bosch und der LiHD-Akku von Metabo, deren Entladestrom längst nicht so viel geringer ist. Der M18-9.0-Red-Lithium-High-Demand-Akku von Milwaukee enttäuscht ebenso wie andere Akkupacks mit 18650er-Zellen mit 3 Ah, wenn sehr hohe Ströme für besonders satte Leistung fließen sollen. I

Akku-Wissen: Fachbegriffe im Überblick

Akkuzelle: In modernen Werkzeugakkus sind Lithium-Ionen-Zellen mit jeweils 3,6 Volt (V) Nennspannung eingebaut.
Zellengröße: In Akkuwerkzeugen wurden bisher überwiegend Rundzellen der Größe 18650 (ca. 18 mm Durchmesser, 65 mm Länge) eingebaut. Die größeren Zellen des Typs 20700 (20 mm Durchmesser, 70 mm Länge) sind deutlich leistungsfähiger.
Akkuspannung: Sie errechnet sich aus der Anzahl der in Reihe geschalteten Akkuzellen. Fünf Zellen mit 3,6 V ergeben 18 V.
Kapazität: Kapazität ist die Ladungsmenge in Amperestunden (Ah), die sich pro Akkuzelle speichern lässt. Sie bestimmt die Ausdauer. 1 Ah entspricht einem Strom von 1 A in einer Stunde. Die max. Kapazität wird durch die Zellart bestimmt. Durch Parallelschalten mehrerer Zellen vervielfacht sich die Kapazität. Man spricht von ein-, zwei- oder dreireihigen Akkupacks.
Energieinhalt: Das Produkt aus Spannung (V) und Kapazität (Ah) ergibt den Energieinhalt eines Akkupacks in Wh.
Strom: Gemeint ist hier der maximal aus einem Akku entnehmbare Dauerstrom in Ampere (A). Dieser wird definiert durch eine bestimmte Temperaturerhöhung während einer komplette Entladung. Durch Parallelschalten von Zellen lässt sich der Strom verdoppeln, verdreifachen usw.
Akkuleistung: Die elektrische Leistung ist das Produkt aus Spannung und Strom und wird in Watt (W) ausgedrückt. Die Akkuleistung ist folglich das Produkt aus Spannung und max. entnehmbarem Strom und nicht, wie oft irrtümlich behauptet, die Akkukapazität.

Der Autor
Heinz-Alfred Losch ist als freier Journalist spezialisiert auf die Bereiche Elektro- und Handwerkzeuge sowie Messtechnik.

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