Hoe werkt een elektrische auto?

Vergeet zuigers, versnellingsbakken en riemen: een elektrische auto heeft ze niet. Deze voertuigen werken veel gemakkelijker dan een voertuig op diesel of benzine. Automobile-Propre legt hun mechanica gedetailleerd uit.

Qua uiterlijk lijkt een elektrische auto op ieder ander voertuig. Je moet onder de motorkap kijken, maar ook onder de vloer, om de verschillen te zien. Waar een verbrandingsmotor warmte als energie gebruikt, gebruikt hij elektriciteit. Om stap voor stap te begrijpen hoe een elektrische auto werkt, volgen we het pad van elektriciteit van het openbare elektriciteitsnet naar het stuur.

Opladen

Het begint allemaal met opladen. Om te kunnen tanken moet het elektrische voertuig worden aangesloten op een stopcontact, wallbox of laadstation. De verbinding wordt gemaakt met behulp van een kabel met geschikte connectoren. Er zijn er verschillende, die overeenkomen met de gewenste oplaadmodus. Voor het opladen thuis, op het werk of op kleine publieke terminals gebruik je doorgaans je eigen kabel met Type 2 connectoren. Aan de snelsluitklemmen is een kabel bevestigd die aan twee normen voldoet: Europees “Combo CCS” en “Chademo”, Japans. In het begin lijkt het misschien moeilijk, maar het zal in werkelijkheid gemakkelijker worden als je er eenmaal aan gewend bent. Er is geen risico op fouten: de connectoren hebben verschillende vormen en kunnen daarom niet in de verkeerde socket worden gestoken.

Eenmaal aangesloten, loopt de elektrische wisselstroom (AC) die in het distributienetwerk circuleert door de kabel die op het voertuig is aangesloten. Via de boordcomputer voert hij een reeks controles uit. Het zorgt er met name voor dat de stroom van goede kwaliteit is, correct is afgesteld en dat de grondfase voldoende is om veilig opladen te garanderen. Als alles in orde is, geeft de auto elektriciteit door via het eerste boordelement: een omvormer, ook wel ‘boordlader’ genoemd.

Standaard Renault Zoé Combo CCS oplaadpoort.

omvormer

Dit lichaam zet de wisselstroom van het netwerk om in gelijkstroom (DC). Batterijen slaan immers alleen energie op in de vorm van gelijkstroom. Om deze stap te vermijden en het opladen te versnellen, zetten sommige terminals de elektriciteit zelf om om gelijkstroom rechtstreeks aan de batterij te leveren. Dit zijn zogenaamde ‘snelle’ en ‘ultrasnelle’ DC-laadstations, vergelijkbaar met die bij snelwegstations. Deze zeer dure en omvangrijke terminals zijn niet bedoeld voor installatie in een privéwoning.

batterij

In een batterij wordt de stroom verdeeld binnen de samenstellende elementen. Ze komen in de vorm van kleine stapels of zakken die bij elkaar zijn verzameld. De hoeveelheid energie die door een batterij wordt opgeslagen, wordt uitgedrukt in kilowattuur (kWh), wat overeenkomt met een "liter" brandstoftank. De stroom elektriciteit of vermogen wordt uitgedrukt in kilowatt "kW". Fabrikanten kunnen "nuttige" capaciteit en/of "nominale" capaciteit rapporteren. Het is heel eenvoudig: de bruikbare capaciteit is de hoeveelheid energie die daadwerkelijk door het voertuig wordt gebruikt. Het verschil tussen nuttig en nominaal geeft een marge voor het verlengen van de levensduur van de batterij.

Een voorbeeld ter begrip: een batterij van 50 kWh die wordt opgeladen met 10 kW kan in ongeveer 5 uur worden opgeladen. Waarom "rond"? Vanaf 80% verlagen de batterijen automatisch de laadsnelheid. Net als bij een fles water die je uit de kraan vult, moet je de stroom verminderen om spatten te voorkomen.

De in de batterij opgeslagen stroom wordt vervolgens naar een of meer elektromotoren gestuurd. Rotatie wordt uitgevoerd door de motorrotor onder invloed van een magnetisch veld gecreëerd in de stator (statische spoel van de motor). Voordat de beweging de wielen bereikt, gaat de beweging meestal door een versnellingsbak met vaste overbrengingsverhouding om de rotatiesnelheid te optimaliseren.

Overdracht van infectie

Een elektrisch voertuig heeft dus geen versnellingsbak. Dit is niet nodig omdat de elektromotor zonder problemen kan draaien met snelheden tot enkele tienduizenden toeren per minuut. Het zorgt voor directe rotatie, in tegenstelling tot een warmtemotor, die de lineaire beweging van de zuigers moet omzetten in een cirkelvormige beweging door de krukas. Het is logisch dat een elektrische auto veel minder bewegende delen heeft dan een diesellocomotief. Er is geen motorolie nodig, geen distributieriem en daardoor veel minder onderhoud.

Regeneratief remmen

Een ander voordeel van voertuigen op batterijen is dat ze elektriciteit kunnen opwekken. Dit wordt "regeneratief remmen" of "modus B" genoemd. Wanneer een elektromotor “in een vacuüm” draait zonder stroom te leveren, produceert hij deze namelijk. Dit gebeurt elke keer dat u uw voet van het gas- of rempedaal haalt. Op deze manier wordt de teruggewonnen energie rechtstreeks in de batterij gebracht.

De nieuwste elektrische voertuigen bieden zelfs modi om de kracht van deze regeneratieve rem te selecteren. In de maximale modus remt het de auto krachtig af zonder de schijven en remblokken te belasten, en bespaart tegelijkertijd enkele kilometers gangreserve. Bij diesellocomotieven wordt deze energie eenvoudigweg verspild en versnelt de slijtage van het remsysteem.

Op het dashboard van een elektrische auto zit vaak een meter die de kracht van het regeneratief remmen weergeeft.

breken

Daarom komen technische storingen aan elektrische voertuigen minder vaak voor. Het kan echter voorkomen dat u, net als bij een benzine- of dieselauto, zonder energie komt te zitten nadat u slecht op de chauffeur heeft gewacht. In dit geval waarschuwt de auto vooraf als het batterijniveau laag is, meestal tussen de 5 en 10%. Er worden een of meer berichten weergegeven op het dashboard of het middenscherm om de gebruiker te waarschuwen.

Afhankelijk van het model kun je enkele tientallen extra kilometers afleggen naar het laadpunt. Het motorvermogen wordt soms beperkt om het verbruik te verminderen en daarmee de actieradius te vergroten. Bovendien wordt automatisch de ‘schildpadmodus’ geactiveerd: de auto vertraagt ​​geleidelijk totdat hij volledig tot stilstand komt. Signalen op het dashboard sporen de chauffeur aan om een ​​stopplaats te zoeken terwijl hij op een takelwagen wacht.

Een kleine les in mechanica van een elektrische auto

Om het u gemakkelijker te maken, kunt u tegen uzelf zeggen dat uw auto in plaats van een warmtemotor een elektromotor heeft. Deze energiebron bevindt zich in de accu.

Het is je misschien opgevallen dat de elektrische auto geen koppeling heeft. Om een ​​constante stroom te verkrijgen hoeft de bestuurder bovendien alleen maar het gaspedaal in te trappen. Gelijkstroom wordt door de werking van een omzetter omgezet in wisselstroom. Het is ook wat het elektromagnetische veld genereert dat door de bewegende koperen spoel van uw motor gaat.

Uw motor bevat één of meerdere vaste magneten. Ze stellen hun magnetisch veld tegenover het veld van de spoel, waardoor ze in beweging komen en de motor werkt.

Geïnformeerde chauffeurs hadden wellicht gemerkt dat er ook geen versnellingsbak was. Bij een elektrisch voertuig is dit de motoras, die zonder tussenpersoon de assen van de aandrijfwielen omvat. Daarom heeft de auto geen zuigers nodig.

Om er ten slotte voor te zorgen dat al deze ‘apparaten’ perfect met elkaar zijn gesynchroniseerd, controleert en moduleert de boordcomputer het ontwikkelde vermogen. Daarom past de motor van uw auto, afhankelijk van de situatie, zijn vermogen aan op basis van de toerentalverhouding. Dit is vaak minder dan bij voertuigen met verbrandingsmotor.

Opladen: waar het allemaal begint

Om uw auto te kunnen laten rijden, moet u hem aansluiten op een stopcontact of laadstation. Dit kan worden gedaan met behulp van een kabel met geschikte connectoren. Er zijn verschillende modellen die overeenkomen met verschillende oplaadmodi. Als u uw nieuwe auto thuis, op het werk of bij openbare laadstations wilt lokaliseren, heeft u een kabel nodig met connectoren van type 2. Gebruik "Combo CCS"- of "Chedemo"-kabels om snelterminals te gebruiken.

Tijdens het opladen stroomt er elektrische wisselstroom door de kabel. Uw auto ondergaat verschillende controles:

• Je hebt een hoogwaardige en goed afgestemde stroom nodig;
• Aarding moet veilig opladen garanderen.

Na controle van deze twee punten geeft de auto toestemming om elektriciteit door de omvormer te laten stromen.

De belangrijke rol van de omvormer in een plug-in auto

De converter "zet" de wisselstroom die door de terminal komt, om in gelijkstroom. Deze stap is nodig omdat EV-batterijen alleen gelijkstroom kunnen opslaan. Houd er echter rekening mee dat er mogelijk terminals zijn die AC rechtstreeks naar DC omzetten. Ze verzenden hun "product" rechtstreeks naar de accu van uw auto. Deze laadstations zorgen voor snel of ultrasnel opladen, afhankelijk van het model. Aan de andere kant, als u uzelf zou uitrusten met deze terminals om uw nieuwe elektrische auto op te laden, weet dan dat ze erg duur en imposant zijn, en daarom worden ze momenteel in ieder geval alleen op openbare plaatsen geïnstalleerd (bijvoorbeeld , rustplaatsen langs snelwegen).

Twee soorten elektrische voertuigmotoren

Een elektrisch voertuig kan worden uitgerust met twee soorten motoren: een synchrone motor of een asynchrone motor.

Een asynchrone motor creëert tijdens het draaien een magnetisch veld. Om dit te doen, vertrouwt het op een stator, die elektriciteit ontvangt. In dit geval draait de rotor constant. De asynchrone motor wordt voornamelijk geïnstalleerd in voertuigen die lange afstanden afleggen en zich met hoge snelheid voortbewegen.

Bij een asynchrone motor wordt de rol van de elektromagneet overgenomen door de rotor zelf. Daarom creëert het actief een magnetisch veld. De rotatiesnelheid van de rotor hangt af van de frequentie van de stroom die door de motor wordt ontvangen. Dit is het ideale motortype voor stadsritten en stop-and-go-ritten met langzame starts.

Batterij, elektriciteitsreserve voor elektrische voertuigen

De accu bevat niet een paar liter benzine, maar kilowattuur (kWh). De stroom die een batterij kan leveren, wordt uitgedrukt in kilowatt (kW).

De batterij van alle elektrische voertuigen bestaat uit duizenden cellen. Wanneer er stroom doorheen gaat, wordt deze verdeeld over deze duizenden componenten. Om u een concreter idee van deze cellen te geven, kunt u ze beschouwen als stapels of zakken die met elkaar zijn verbonden.

Zodra de stroom door de accu's in de accu gaat, wordt deze naar de elektromotor(en) van uw auto gestuurd. In dit stadium ziet de stator het magnetische veld ontstaan. Het is deze laatste die de motorrotor aandrijft. In tegenstelling tot een warmtemotor drukt hij zijn beweging af op wielen. Afhankelijk van het model van de auto kan hij zijn beweging via een versnellingsbak op de wielen overbrengen. Het heeft slechts één rapport, waardoor de rotatiesnelheid toeneemt. Hij is degene die de beste verhouding tussen koppel en toerental vindt. Goed om te weten: De snelheid van de rotor houdt rechtstreeks verband met de frequentie van de stroom die door de motor vloeit.

Weet ter informatie dat nieuwe batterijen werken met lithium. De actieradius van een elektrische auto varieert gemiddeld van 150 tot 200 km. Nieuwe batterijen (lithium-lucht, lithium-zwavel, enz.) zullen de batterijcapaciteit van deze voertuigen de komende jaren aanzienlijk vergroten.

Hoe verander je het uiterlijk van je elektrische auto zonder transmissie?

Dit type voertuig heeft een motor die tienduizenden toeren per minuut kan maken! Je hebt dus geen versnellingsbak nodig om de kruissnelheid te veranderen.

De motor van een volledig elektrisch voertuig brengt de rotatie rechtstreeks over op de wielen.

Wat moet je onthouden over de lithium-ionbatterij?

Als u serieus overweegt een elektrische auto te kopen, vindt u hier enkele belangrijke informatie over lithium-ionbatterijen.

Een van de voordelen van deze batterij is de lage zelfontlading. Concreet betekent dit dat als u uw voertuig een jaar niet gebruikt, deze minder dan 10% van zijn laadvermogen verliest.

Nog een belangrijk voordeel: dit type accu vergt vrijwel geen onderhoud. Aan de andere kant moet het systematisch worden uitgerust met een beveiligings- en regelcircuit, BMS.

Afhankelijk van het model en de fabrikant van uw voertuig kunnen de oplaadtijden van de accu variëren. Om erachter te komen hoe lang uw auto aangesloten blijft, kijkt u dus naar de batterijdichtheid en de door u gekozen oplaadmodus. Het opladen duurt ongeveer 10 uur. Plan vooruit en verwacht!

Als u geen zin heeft of geen tijd heeft om vooruit te plannen, sluit uw auto dan aan op een laadstation of wallbox: de oplaadtijd wordt gehalveerd!

Nog een alternatief voor wie haast heeft: kies voor ‘snelladen’ boven volledig opladen: uw auto is in slechts 80 minuten tot 30% opgeladen!

Goed om te weten: Autoaccu’s bevinden zich in de meeste gevallen onder de vloer. Hun vermogen varieert van 15 tot 100 kWh.

De verbazingwekkende remfunctie van een elektrisch voertuig

Je weet het misschien nog niet, maar elektrisch rijden levert elektriciteit op! Autofabrikanten hebben hun elektrische auto's "superkracht" gegeven: wanneer uw motor zonder elektriciteit draait (bijvoorbeeld wanneer uw voet het gaspedaal verlaat of wanneer u remt), doet hij dat! Deze energie gaat rechtstreeks naar je batterij.

Alle moderne elektrische voertuigen beschikken over verschillende modi waarmee de bestuurder het ene of het andere regeneratieve remvermogen kan kiezen.

Hoe kunnen we deze nieuwe eco-auto’s opladen?

Woon je in een huis? In dit geval kunt u de auto direct thuis opladen.

Laad uw auto thuis op

Om uw auto thuis op te laden, neemt u de kabel die u bij uw auto heeft gekregen en steekt u deze in een standaard stopcontact. Degene waarmee u gewend bent om uw smartphone op te laden, is voldoende! Houd echter rekening met het potentiële risico op oververhitting. De stroom is vaak beperkt tot 8 of 10A om ongelukken te voorkomen. Als u bovendien een volledige lading nodig heeft om uw kleine EV te laten werken, kunt u hem het beste 's nachts laten inschakelen. Dit komt omdat een lagere stroom resulteert in langere oplaadtijden.

Een andere oplossing: installeer een muurdoos. Het kost tussen de 500 en 1200 euro, maar je kunt wel een heffingskorting van 30% aanvragen. U krijgt sneller opladen en een hogere stroomsterkte (ongeveer 16A).

Laad uw auto op bij een openbare terminal

Als u in een appartement woont, uw auto thuis niet kunt aansluiten of op reis bent, kunt u uw auto aansluiten op een openbaar laadstation. U vindt dit allemaal in gespecialiseerde applicaties of op internet. Weet het van tevoren: Mogelijk hebt u een kaart nodig die u toegang geeft tot een kiosk, uitgegeven door het merk of de gemeenschap die de kiosk heeft geïnstalleerd.

Afhankelijk van de verschillende apparaten verschilt ook het uitgezonden vermogen en dus de oplaadtijd.

Kunnen elektrische modellen falen?

Deze schonere auto’s hebben bovendien als voordeel dat ze minder snel kapot gaan. Het is logisch, omdat ze minder componenten hebben!

Deze voertuigen kunnen echter te maken krijgen met stroomstoringen. Als het om benzine- of dieselauto's gaat, geldt het volgende: als u niet verwacht dat er voldoende 'brandstof' in uw 'tank' beschikbaar is, kan uw auto niet vooruit!

Uw volledig elektrische auto stuurt u een waarschuwingsbericht wanneer het batterijniveau bijzonder laag wordt. Weet dat je nog 5 tot 10% energie over hebt! Waarschuwingen verschijnen op het dashboard of het middenscherm.

Wees gerust, je staat (niet noodzakelijk) aan de rand van een verlaten weg. Deze schone voertuigen kunnen u overal van 20 tot 50 km vervoeren - het is tijd om naar het oplaadpunt te gaan.

Na deze afstand vermindert uw auto het motorvermogen en moet u een geleidelijke vertraging voelen. Als u doorgaat met rijden, krijgt u meer waarschuwingen te zien. Dan wordt de Turtle-modus geactiveerd als je auto echt buiten adem is. Je topsnelheid zal niet boven de tien kilometer uitkomen, en tenzij je (echt) aan de rand van een verlaten weg wilt belanden, zul je zeker moeten parkeren of de accu moeten opladen.

Hoeveel kost het om een ​​elektrisch voertuig op te laden?

De kosten van aanvulling zijn afhankelijk van verschillende factoren. Houd er rekening mee dat het thuis opladen van uw auto u minder kost dan opladen aan een openbare automaat. Neem bijvoorbeeld de Renault Zoé. Laden in Europa kost zo’n 3,71 euro, oftewel slechts 4 cent per kilometer!

Met een openbare terminal kunt u rekenen op ongeveer 6 euro om 100 km af te leggen.

U zult ook 22kW-terminals gedurende een bepaalde periode gratis vinden voordat ze betalend worden.

De duurste zijn ongetwijfeld stations met “snel opladen”. Dit komt omdat ze een hoog vermogen nodig hebben en daarvoor een bepaalde hoeveelheid infrastructuur nodig hebben. Als we doorgaan met ons voorbeeld van Renault Zoé, kost 100 km autonomie je 10,15 euro.

Weet ten slotte dat een elektrisch voertuig u over het algemeen minder kost dan een diesellocomotief. Gemiddeld kost het 10 euro om 100 km af te leggen.