Wat maakt elektrisch rijden zo leuk?

Hoe werkt een elektrische auto?

Het principe van de elektrische auto is in feite heel simpel: In plaats van een verbrandingsmotor vinden we in een elektrische auto een elektromotor en een accupakket. In veel gevallen gaat het om aandrijving op de voor- of achterwielen, maar bij de sterkere varianten ook om vierwielaandrijving. Men zet simpelweg een extra elektromotor op een van de overgebleven assen.

Een compleet inzicht in de werking van een elektrische auto volgt in onderstaand filmpje.

Welke types elektromotoren zijn er?

Het werkend principe is sinds de uitvinding begin 19e eeuw nog altijd hetzelfde: een trommelvormig stilstaand element (de stator), met daarin een roterend element (de rotor). Beide onderdelen zijn magnetisch en trekken elkaar aan. Door het magnetisch veld door de stator te laten roteren, wordt de rotor als het ware meegetrokken, waardoor hij gaat draaien. De werking ervan kun je nabootsen door 2 magneten, waarvan 1 op een puntje ligt, tegen elkaar te leggen en gebruik te maken van de aantrekkende en afstotende werking van de polen.

Bij elektrische auto’s wordt momenteel gebruik gemaakt van drie typen elektromotoren:

• Synchroonmotor met permanente magneet
  Dit is veruit de meest gebruikte motor. De stator bestaat uit wikkelingen van draad die onder spanning een magnetisch veld opwekken, de rotor bestaat uit een cilinder ingepakt met permanente magneten. De stroomsterkte geeft aan met hoeveel kracht de rotor naar de magneet wordt getrokken (koppel), de rotatiesnelheid het vermogen (kW). Synchroonmotor betekent dat de rotor op kruissnelheid exact synchroon loopt met het magnetisch veld van de stator.
• Synchroonmotor met elektromagneet
  Deze motor wordt momenteel minder gebruikt (de Renault Zoe en BMW’s iX3 zijn auto’s die hiervan gebruik maken), maar de interesse ervan zal stijgen naarmate de beschikbaarheid van zeldzame aardmetalen, nodig voor de permanente magneten, minder wordt. De werking is hetzelfde als bovenstaande motor, maar de magneten werken op elektriciteit in plaats van permanent. Het nadeel is dat ze minder efficient zijn en complexer om te produceren, maar het voordeel is dat de onderdelen op de lange termijn beter beschikbaar blijven en minder afhankelijk zijn van aardmetalen zoals neodymium of boron.
• Asynchroonmotor
  Deze is onder meer te vinden in de Audi E-tron en diverse Tesla’s. Ook hier bestaat de stator uit draadwikkelingen waarin een roterend magnetisch veld wordt opgewekt. De rotot bestaat echter uit een soort metalen, cilindervormige kooi, lijkend op een ‘hamsterwiel’. De stroom die door de stator heen gaat, wekt via inductie stroom en daarmee magnetische velden op in de rotor, die aangetrokken worden door het roterende veld in de stator. De rotatie bij het opwekken van dat magnetische veld in de rotor is altijd een paar procent langzamer dan het magneetveld van de stator, ‘asynchroon’ dus. Dit wordt ook wel ‘slip’ genoemd. Dit en de verhoogde luchtweerstand in de motor is een asynchroonmotor minder efficiënt dan een synchroonmotor. Echter, de productie kost minder en de constructie is simpeler en sterker.

Hoe werkt een accu van een elektrische auto?

De accu is een cruciaal onderdeel van een elektrische auto. De capaciteit van de accu wordt uitgedrukt in kWh (als er gedurende 1 uur een vermogen van 1 kW geleverd wordt, staat dit gelijk aan 1 kWh). De accucapaciteit bepaalt de actieradius. De kracht van de elektromotor bepaalt hoe snel deze kan optrekken, hoeveel gewicht hij mag trekken en wat zijn topsnelheid is. Hoe meer hiervan gebruik wordt gemaakt, des te korter de actieradius van een accu.

In de praktijk valt de actieradius overigens doorgaans lager uit dan de opgegeven actieradius. Met de komst van de WLTP-meetmethode, die de NEDC-methode verving, is de fabrieksopgave wel realistischer geworden. Echter, het blijft overeind dat in de kou een accu minder goed presteert (kortere actieradius). Op lange termijn is kou echter niet schadelijk voor een accu. Dat geldt wel voor warmte. Als een accu te warm wordt, kan dit ten koste gaan van de levensduur. Daarom hebben de nieuwere elektrische auto’s ook een uitgekiend koelsysteem voor de accu.

Voor de levensduur van een accu is het ook het beste als er opgeladen wordt van 20% tot 80%. Een volledig lege accu, maar ook een volledig volle accu moet vermeden worden. Het accu-management zorgt er zelf voor dat er altijd een buffer overblijft. De consequentie hiervan is dat je nooit de volledige capaciteit van een accu tot je beschikking hebt, waardoor in feite de theoretische actieradius die opgegeven wordt door de fabrikanten, volgens de WLTP-methode, bij voorbaat niet gehaald wordt.

EV’s verschillen ook qua remmen van conventionele auto’s. Een elektrische auto kan namelijk afremmen op de elektromotor. De elektromotor functioneert dan als dynamo en op deze manier wordt er energie teruggewonnen. Dit heet regeneratief remmen. Op deze manier hoef je vaak maar een pedaal te gebruiken: het remmen gebeurd immers door het gaspedaal los te laten. Dit wordt ook wel ‘one pedal driving’ genoemd.

Al met al zul je slim moeten omgaan met de capaciteit die tot je beschikking staat, het verkeer om je heen en de afstand die je nog moet rijden. Gelukkig zijn tegenwoordig alle elektrische auto’s voorzien van informatie over laadpalen, waardoor de navigatie daar ook rekening mee kan houden en aangeeft wanneer je bij voorkeur kunt gaan laden. Wil je meer weten over laden en laadpalen, lees dan hier verder.

Hoe bepaal ik de laadtijd en actieradius van een elektrische auto?

Wanneer je auto een batterij heeft met een inhoud van 50 KWh en je laadt op via je standaard stopcontact van 2,3 kW, dan duurt dat dus zo’n 21,7 uur. Want 21,7 uur x 2,3 kW = 50 KWh. Houd er rekening mee dat dit langer duurt, want het laatste stukje opladen gaat altijd iets langzamer om oververhitting (overstroming) van de batterij te voorkomen. Denk maar aan het glas water dat je vol schenkt, het laatste beetje doe je ook voorzichtiger.

De website EV-database heeft een fantastisch overzicht van elektrische auto’s en hun actieradius. Deze vind je hier. Wil je het zelf berekenen, dan mag je het volgende hanteren voor het verbruik:

Aantal kWh accu / Totaal aantal kilometers met een volle accu, vermenigvuldigd met 100

Oftewel: 27,2 (kWh) : 170 (km) = 0,16 x 100 = 16kWh per 100 km

Weet je het verbruik uit de brochure, bijvoorbeeld 16kWh per 100 km en de accu-capaciteit, dus bijv. 50 kWh, dan kun je de actieradius berekenen: 50 (kWh) / 16 (kWh) = 312 km. Let op, dit is niet de werkelijk actieradius, omdat deze afhankelijk is van:

• Buitentemperatuur (koudere omgeving levert minder actieradius)
• Snelheid waarmee je rijdt
• Hoeveelheid regeneratie dat je hebt ingesteld
• Sprintgedrag bij verkeerslichten e.d.

Van € 25.000 tot € 35.000

Van € 35.000 tot € 45.000

Van € 45.000 tot € 60.000

€ 60.000 of meer