Elektrische auto’s zijn de toekomst, maar wat maakt een auto tot een elektrische auto. Daarom heb ik uitgezocht wat de belangrijke verschillen zijn tussen elektrisch rijden en rijden op benzine, gas of diesel
Een elektrische auto wordt aangedreven door een elektromotor, inplaats van een verbrandingsmotor. Deze elektromotor wordt gevoed uit een grote oplaadbare accu, die in de auto is ingebouwd. Als deze accu leegraakt, kan deze vanuit een eigen thuislaadstation of openbare laadpaal worden opgeladen.
Elektrisch rijden heeft de toekomst. Het overschakelen naar elektrische rijden kan veel milieu vervuiling terugdringen. Maar wat zijn de verschillen tussen een elektrische auto en een auto die op beziene, gas of diesel rijdt. Ben je geïnteresseerd in schoner, volledig elektrische rijden, dan is het belangrijk om de technische verschillen te kennen.
Om misverstanden te voorkomen leggen we eerst uit wat een hybride elektrische auto is. Daarna richten we ons op de volledig elektrische auto.
Table of Contents
Wat is een hybride elektrische auto
Omdat hybride auto’s zoals de Toyota Prius geruime tijd populair zijn geweest is er nog steeds veel verwarring als er over elektrisch rijden wordt gepraat of geschreven.
Een hybride elektrisch auto, heeft naast een elektromotor en accu ook een verbrandingsmotor. Om het gewicht van de auto niet te hoog te maken, heeft de accu maar een beperkte capaciteit. Hierdoor is de actieradius voor elektrische rijden op één accu lading beperkt tot circa 75 kilometer.
Zodra de accu leeg is, wordt de verbrandingsmotor automatisch gestart en schakelt de auto over van elektrisch rijden naar rijden op benzine. Op dat moment is een hybride auto geen elektrische auto meer, maar gewoon een vervuilende benzine auto. De milieu winst van een hybride auto is daarom maar heel beperkt.
De volledige elektrische auto
Een volledige elektrische auto heeft alleen een elektromotor die gebruik maakt van energie die in een grote accu is opgeslagen.
Omdat er geen verbrandingsmotor, benzine-, gas- of dieseltank in de auto zit, is is de auto lichter en is er voldoende gewichtcapaciteit over, voor een grote accu. Hierdoor is de actieradius op één accu lading een stuk groter.
Een goed voorbeeld van een volledige elektrisch auto is de Tesla model S, Model 3 en model X. De actieradius op één accu lading van deze modellen ligt rond de 500 kilometer.
Verschil tussen elektromotor en verbrandingsmotor
Er zijn een aantal grote verschillen tussen een auto met een verbrandingsmotor en een auto met een elektromotor. Het belangrijkste verschil is natuurlijk dat een elektromotor op elektriciteit werkt en een verbrandingsmotor op benzine, diesel of autogas. Daarnaast zijn er een aantal belangrijke verschillen, hoe de mechanische energie van de motor op de wielen van wordt overgedragen.
De verbrandingsmotor
Een verbrandingsmotor werkt op brandstof die vermengt met lucht in de cilinder van de motor gespoten komt. In de cilinder van de motor wordt dit mengsel tot ontsteking gebracht. Hierdoor ontstaat er druk, die de zuiger in de cilinder naar beneden druk. De zuiger drijft met een drijfstang de krukas van de motor aan die de heen en weer gaande beweging van de zuiger in een draaiende beweging omzet, waarmee de wielen van de auto aangedreven worden.
De versnellingsbak
Bij een verbrandingsmotor wordt de mechanische energie via een koppeling en versnellingsbak van de auto op de wielen overgedragen. Er is een versnellingsbak nodig omdat een verbrandingsmotor maar over een beperkt toeren bereik goed functioneert. Om vlot te kunnen optrekken moet een verbrandingsmotor met een redelijk hoog toerental kunnen draaien.
Bij een lager toerental heeft een verbrandingsmotor minder kracht, maar loopt wel lekker zuinig. Een lager toerental en dus hogere versnelling is dus prima geschikt voor constante snelheid op de snelweg.
Om bij elke snelheid de motor op een ideaal toerental te laten draaien zijn auto’s met een verbrandingsmotor uitgerust met een versnellingsbak met vier tot wel acht versnellingen. Dit kan een handgeschakelde of een automatische versnellingsbak zijn.
De koppeling
Bij het starten van een verbrandingsmotor mag de motor niet belast worden en bij het schakelen van de ene naar de andere versnelling mag de versnellingsbak niet belast worden. Bij ene handgeschakelde versnellingsbak is er een koppeling nodig die de motor door het indrukken van het koppelingspedaal van de versnellingsbak ontkoppelt. Bij een automatische versnellingsbak wordt de koppeling automatisch bedient en ontbreekt het koppelingspedaal.
De elektromotor
Een elektromotor heeft als groot voordeel ten opzichte van een verbrandingsmotor. Een elektromotor kan al vanuit stilstand een grote kracht ontwikkelen en heeft een veel groter toeren bereik waarbij de motor optimaal zijn werk doet. Daarom hebben elektrische auto’s geen versnellingsbak en ook geen koppeling nodig.
Een elektrische auto’s heeft dus letterlijk maar één versnelling en geen koppeling. De elektromotor is met een vaste overbrengingsverhouding permanent gekoppeld met de aandrijf- of wielas. Minder onderdelen, minder slijtage, minder onderhoud.
Een elektrische auto heeft daarom een gaspedaal en rempedaal, maar geen koppelingspedaal. Het ‘gaspedaal’ vertel de boordcomputer hoever de bestuur het pedaal indrukt waarna de boordcomputer de energietoevoer vanuit de accu naar de elektromotor van de auto regelt.
Als je geen “gas geeft” staat een elektrische auto stil, of hij kruipt vooruit zoals veel Amerikaanse auto’s met een automatische versnellingsbak doen. Meestal kun je dit het computer menu zelf instellen.
Het accelereren met een elektrische auto gaat bij nieuwe modellen heel vlot. Je hebt al vanaf stilstand de beschikking over alle kracht van de elektromotor en je kunt in één keer doortrekken tot de maximum toegestane snelheid. Je niet hoeft te schakelen.
De maximum acceleratie verschilt van type tot type, waarbij auto’s van Tesla uitblinken, met optie om de een bijzonder hoge acceleratie modes te kiezen.
Elektrische twee of vierwiel aandrijving.
Bij tweewiel aandrijving wordt er één elektromotor gebruikt die de voor of achter wielen aandrijft. Bij vierwiel aandrijving worden twee elektromotoren gebruikt. Eén voor de voorwielen en één voor de achterwielen. De boordcomputer zorgt automatische voor een optimale verdeling van de aandrijfkracht tussen de voor- en achterwielen.
Een elektromotor inclusief de elektronische regelaar is een stuk lichter en kleiner dan de verbrandingsmotor met hetzelfde vermogen. Met alle voordelen die een elektromotor beidt ten opzichte van een verbrandingsmotor, wint een elektromotor het dus ruim van de verbrandingsmotor.
Regeneratief remmen
Elke auto, ook de elektrische, is voorzien van remmen. Dit zijn hydraulische schijfremmen die zich bij elke auto in de wielen bevinden.
Het principe is simpel. Druk de bestuurder op het rempedaal dan wordt er via een slang olie naar de cilinders in de remklauwen geperst. De cilinders in de remklauwen drukken de remblokken op de remschijven, waarmee de auto wordt afgeremd. De bewegingsenergie van de auto wordt omgezet in warmte.
Veel elektrisch auto’s hebben de mogelijkheid om zodra het gaspedaal wordt losgelaten regeneratief te remmen.
Bij regeneratief remmen, wordt er niet geremd met de schijfremmen, maar met de elektromotor. De elektromotor wordt bij het regeneratief remmem niet als motor, maar als dynamo gebruikt en wekt hierbij elektrische energie op, die weer terug vloeit naar de accu.
Op deze manier wordt de bewegingsenergie van de auto terug gewonnen inplaats dat deze verloren gaat als warmte. Hierdoor is de auto zuiniger en kan er verder gereden worden één accu landing ook als er veel geremd wordt.
Bij regeneratief remmen wordt er veel minder gebruik gemaakt van de schijfremmen, waardoor onderdelen zoals remblokken veel langer meegaan. Dat scheelt weer in de onderhoudskosten.
De accu van een elektrische auto
Een auto met verbrandingsmotor beschikt over een benzine, diesel of autogas tank. Deze tank heeft voldoende volume voor een paar honderd kilometer rijplezier. Is de tank leeg, dan stop je bij het eerste het beste tankstation, om in een vijf tot tien minuten de tank weer helemaal te vullen. Een elektrische auto heeft geen tank maar een accu om energie in op te slaan.
De uitdaging
Een van de grote uitdagingen bij het bouwen van een elektrische auto is het bouwen van een goede accu. De accu moet voldoende energie kunnen opslaan zodat de elektrische auto voldoende actieradius heeft. Daarnaast moet de accu ook weer in korte tijd op te laden zijn.
In het verleden brachten autofabrikanten elektrische auto’s op de markt met kleine accu’s die maar een beperkte actieradius van tussen de 120 en 170 kilometer opleverden. Een aantal types hadden de mogelijkheid voor snelladen, maar de meeste types moesten uren aan een laadpaal hangen, voordat er weer voldoende energie in de accu zit voor een volgende rit.
Deze beperkte range is lange tijd een groot obstakel geweest, waardoor elektrische rijden lange tijd een suf imago heeft gehad.
De oplossing
De eerste autofabrikant die het probleem opgelost heeft is Tesla.Tesla heeft voor haar model S een accu ontwikkeld met een hoog capaciteit, die de auto een actieradius geeft van 500 kilometer.
Waar veel fabrikanten een accu van circa 25 Kwh [Kilowatt uur] gebruiken, heeft een standaard Tesla model S een accu capaciteit van 85 Kwh of hoger.
Tesla heeft ook het snellaad probleem aangepakt. Elke Tesla kan bij een Tesla supercharger in een minder dan een half uur geladen worden tot ongeveer 70% van de volle capaciteit. Hiermee heb je weer 350 kilometer rijplezier in de accu zitten. Ruim genoeg om.
Tesla heeft een wereldwijd netwerk van supercharger gebouwd dat steeds verder uitgebreid wordt. Inmiddels kun je door heel Europa rijden, waarbij je onderweg alleen maar gebruik maakt van supercharger’s. Hierbij hoef je nooit langer dan een half uur te stoppen om je auto accu te laden.
Een accu uit veel kleine cellen
Wat opvalt is dat de accu’s die Tesla gebruikt, niet uit een klein aantal grote cellen bestaan, maar uit vele kleine cellen.
Bij een Tesla model S met een 85 Kwh accu, worden 7104 lithium cellen van het type 18650 gebruikt. Ja je leest het goed dat zijn meer dan zevenduizend lithium cellen, van het bekende formaat wat ook in de powerbank voor je smartphone gebruikt wordt. De 18650 cel is 18 millimeter dik en 65 millimeter lang
Bij een Tesla model 3 maakt Telas gebruik van 4416 cellen van iets grotere type lithium cel, de 2170. Deze cel heeft een doorsnede van 21 millimeter en een lengte van 70 millimeter. Deze is dus iets groter dan bij Model s en is in staat om iets meer energie per kilogram op te slaan. Om over voldoende cellen te kunnen beschikken heeft Tesla een eigen Gigafactory gebouwd die per jaar genoeg celen produceert om circa 500.000 Tesla’s per jaar van een accu te voorzien.
De voordelen van veel kleine cellen in een Tesla batterij
- Elke cel is op drie manieren beveiligd
- Bij vele kleine cellen is de accu minder kwetsbaar bij uitval van een cel
- Het koelen van veel kleine cellen bij snelladen en hoge belasting is veel makkelijker
- De vorm van de accu kan plat gehouden worden en in de bodem van de auto verwerkt worden. Hierdoor is het zwaarte punt laag en de auto lekker stabiel
Om de productie van elektrische auto’s verder te kunnen verhogen heeft Tesla aankondig op verschillende plaatsen in de wereld Gigafactorie’s te zullen gaan bijbouwen.
Tesla heeft met het op de markt brengen van een elektrische auto de snel op te laden is en een actieradius geeft van circa 500 kilometer, een grote doorbraak gemaakt voor elektrisch rijden.
Dit heeft andere auto fabrikanten wakker geschud om meer en vooral beter elektrisch auto’s te gaan bouwen.
Bronnen:
Laden van de accu
Een van de grootste verschillen bij het gebruik van een elektrische auto is dat je hem laad en niet tankt met benzine, diesel of autogas.
Bij het gebruik van een elektrisch auto is dat in het begin wennen omdat het iets mee planning vraagt dan bij het gebruik van een auto met verbrandingsmotor.
Er zijn een aantal mogelijkheden om de accu van een elektrische auto op te laden. Dit zijn, thuisladen, onderweg laden en op je bestemming laden. We zetten de mogelijkheden hieronder op een rij.
Thuisladen
De eerste en meest gebruikte mogelijkheid is om ’s nachts als je slaapt thuis op te laden.
Om een elektrische auto thuis te kunnen opladen is het wenselijk om een aparte elektrisch laadaansluiting te laten installeren. Bij het installeren wordt een aparte aansluiting gemaakt in de groepenkast. Hierdoor kan er meer vermogen geleverd worden dan via ene normaal stopcontact, waardoor er meer kilometers per uur geladen kunnen worden. De accu is dus eerder vol dan bij het laden via een normaal stopcontact.
Er wordt een speciale buiten laadaansluiting geïnstalleerd die veilig is, tegen stootje en slecht weer kan. Dit scheelt op dagelijkse basis een hoop gedoe met het ’s avonds uit en ’s morgens weer inrollen van verlengkabels.
Hoe lang het duurt voor de accu van leeg naar helemaal vol geladen is hangt af van het maximale vermogen van de aansluiting en de capaciteit van de accu.
Een eigen professionele laadaansluiting heeft twee voordelen
- Het scheelt veel gedoe met verlengsnoeren
- Het vermogen waarmee geladen kan worden is hoger dan dat van een normaal stopcontact.
Openbare laadpaal
Is het niet mogelijk om een thuislader te laten installeren, dan is het vaak mogelijk om in de buurt bij een openbare laadpaal te laden.
Het laden bij een openbare laadpaal is niet gratis. Om het laden te starten heb je een abonnement met laadpas nodig van de exploitant van de laadpaal. Er zijn ook landelijk opperende netwerken waarvan de laadpas bij verschillende aanbieders werkt. Lees hier meer over in het artikel openbare laadpalen.
Bestemmingsladen
Bestemmingsladen is letterlijk laden op je bestemming. Dit kan je werk, maar ook een hotel zijn waar je overnacht. Steeds meer bedrijven beiden klanten en werknemers de mogelijkheid om tijdens werk of verblijf, de accu van hun elektrische auto op te laden. Het gaat hier dus over een service die niet openbaar is, maar alleen aan klanten, bezoekers en werknemers wordt aangeboden.
Bestemmingsladen is bijzonder handig. Na aankomst plug je de laadkabel in je elektrische auto, waarna deze tijdens je verblijf wordt opgeladen. Is dit op je werk dan kan de accu in je auto als snel acht uur laden, je hebt dan voor de thuis reis weer een voldoende geladen accu. Is dit bij een hotel, dan kan de accu de hele nacht laden, zodat je voor de volgende dag met een volledig geladen accu weer wegrijdt.
De aanbieder van de service bepaald of deze service gratis is of dat er voor betaald moet worden.Bestemmingsladen wordt door de luxere hotels vaak gratis aangeboden en is op deze manier een reclamemiddel om klanten met een elektrische auto te trekken. Hierdoor wordt bestemmingsladen snel populairder
Onderweg laden
Onderweg snel de accu van je elektrische auto kunnen bijladen, is de heilige graal van elektrisch autorijden.
Na twee of drie uur comfortabel rijden even een kop koffie of thee en broodje eten en ondertussen de accu van je auto snel op laden zodat je weer ruim voldoende kilometers in de accu hebt voor de volgende etappe van de rit. Dat is net al onderweg zorgeloos je benzinetank volgooien en weer verder rijden.
Tesla supercharger
Dat is de uitdaging die Elon Musk en de engineers van zijn elektrische auto merk Tesla is aangedaan. Hun oplossing voor deze uitdaging is de speciale accu dei uit veel kleine cellen bestaat waardoor deze zonder probleem in korte tijd geladen kan worden bij een Tesla supercharger stations.
Met de huidige generatie Superchargers kan de accu van een Tesla Model S in circa een kwartier tot de helft en in een half uur tot ongeveer 70% worden opgeladen. In een kwartier laad je ongeveer 250 kilometer rijplezier en in een half uur ongeveer 350 kilometer. Dat zijn afstanden waar je me thuis kunt komen!
Voor een lange retour rit door Nederland stop je onderweg bij een van de meer dan twintig Superchargers die Nederland rijk is, om in een kwartier de accu van je auto voldoende bij te laden. Zo kun je genieten van een kop koffie of thee en een broodje terwijl de accu van je accu snel geladen wordt voor de rest van de rit.
Tesla werkt inmiddels aan nieuwe laders met een hogere laadvermogen, waarmee het laden nog weer een stuk sneller gaat en je er letterlijk gewoon op kunt wachten tot je accu weer voldoende is geladen.
Op deze manier heeft Tesla elektrisch rijden naar een niveau getild waar een elektrische auto niet meer onderdoet voor een auto met verbrandingsmotor.
Snelladen bij andere merken
De supercharger van Tesla is alleen geschikt voor het laden van Tesla’s. Elektrisch auto’s van andere merken met snellaad mogelijkheid maken gebruik van andere laadaansluitingen. Deze leveren maar de helft van het vermogen in vergelijking van met de huidige V2 Tesla Supercharger. Laden zal dan dus twee keer zolang duren, wat inhoud dat je half uur tot een uur aan het ‘snelladen’ bent voor je weer genoeg kilometers in je accu hebt.
In het vervolg artikel over laden vind je meer informatie over alle verschillen.
Aanschaf van een nieuwe of gebruikte elektrische auto.
Met model 3 heeft Tesla een doorbraak gemaakt waardoor de aanschaf van een elektrische auto met een grote range, binnen het bereik van meer mensen is gekomen.
Door de goede verkoop resultaten van Tesla’s model 3 zijn veel autofabrikanten wakker zijn geschud en richten zich nu vol op de ontwikkeling van eigen elektrische auto’s. Hierdoor zullen in de komende jaren de prijzen alleen maar verder gaan dalen en wordt elektrische rijden voor een steeds grotere groep aantrekklijk.
Tweedehands elektrische auto
Het aanbod van tweedehands elektrische auto’s zal de komende jaren alleen maar toenemen, als eigenaren van een Tesla Model 3 hun auto gaan inruilen voor een nieuwer model.
Bij het kopen van een tweedehands elektrisch auto let je andere dingen dan bij het kopen van een tweedehands auto met verbrandingsmotor.
De accu is een van duurste onderdelen. Bij een nieuwe elektrische auto is het ongeveer een derde van de prijs van de auto. Bij aanschaf van een tweedehands elektrische auto, is het belangrijk om de staat van de accu goed te laten testen.
Deze meting van de accu kan door de dealer of een gespecialiseerd bedrijf worden uitgevoerd. In het testrapport is terug te vinden wat de verwachte levensduur van de accu is en hoeveel procent van de oorspronkelijke capaciteit nog beschikbaar is.
Op deze cijfers is een goede schattig te maken hoe lang de accu nog meegaat voordat deze vervangen moet worden. Dit is een belangrijk gegeven voor de waardebepaling van een tweedehands elektrische auto.
Ga ook na of er bij problemen met de accu nog aanspraak gemaakt kan worden op fabrieksgarantie en hoelang deze garantie nog geldig is.
Leasen van een elektrische auto
Zie je de investering voor de aanschaf van een elektrische auto niet zitten, dan is leasen een goede optie. Bij leasen sluit je een contract voor één of meerdere jaren en betaal je een vast maandelijks bedrag. Verder loop je geen risico. Bij technisch problemen bel je de leasemaatschappij, die de problemen oplost en waar nodig voor een vervangende auto zorgen.
Zakelijke leasen
Voor bedrijven kan het leasen zowel praktisch als fiscaal een goede keus zijn, omdat er geen hoge investeringen en dus ook geen leningen nodig zijn.
Private lease
Voor particulieren die zelf geen hoge investering willen doen, is er private lease een mooie optie. Tegen een vast maandelijks bedrag lease je een elektrische auto, voor een van te voren afgesproken periode. De leasemaatschappij regelt de levering, laadpas, verzekering en onderhoud. Zo kun je zonder hoge investering genieten van het dagelijks rijden een elektrische auto en weet je precies wat de maandlasten voor je auto zijn.
Milieu
Een belangrijk voordeel van een elektrische auto is de lagere milieu vervuiling ten opzicht van een auto met verbrandingsmotor.
Een elektrische auto geeft zelf geen uitstoot van schadelijke gassen. Het enigste ‘afval product’ is de warmte die in de accu bekabeling en de elektromotor ontstaat. Dit is een groot voordeel voor de directe omgeving waar elektrisch auto’s rijden.
Er moet natuurijk wel elektriciteit worden opgewekt om de accu te laden. Wordt er voor grijze stroom gekozen, dan heeft een elektrische auto nog steeds een milieu voordeel ten opzichte van een verbrandingsmotor. Dit komt omdat het rendement van de keten; Fossiele brandstof gestookte centrale, transport en de elektrische auto zelf, hoger is dan het rendement van het verbranden van fossiele brandstof in een auto met verbrandingsmotor.
Rijden op groene stroom
Wordt er gekozen voor groene stroom, die door wind of zon opgewekt is, dan wordt het milieu voordeel ten opzichte van een verbrandingsmotor alleen maar hoger.
Bij thuisladen kunt je zelf kiezen voor een duurzame groene stroom leverancier. In de toekomst zullen ook steeds meer openbare- en bestemmingslaadstations gebruik maken van duurzaam opgewekt groene energie.
Door de overstap van auto’s met verbrandingsmotor naar auto’s met een volledige elektrische aandrijving, zakt de globale uitstoot van het broeikas gas CO2 en de voor de gezondheid schadelijke NOXen. Iets waar niet alleen voor rijders van elektrische auto’s voordeel van hebben, maar waar iedereen van profiteert.
Elektrische auto’s, nu en de toekomst
Elektrisch rijden is met een doorbraak bezig en dat is niet voor niets. Het heeft het suffe imago van kleine langzame auto’s met een beperkte actieradius achter zich gelaten.
Het vooruit stervende merk Tesla verkoopt niet alleen een snelle en betaalbare personen auto maar heeft al een aantal nieuwe nieuwe auto’s geïntroduceerd die nu al te reserveren zijn en in de komende jaren op de markt komen.
Al te koop in Nederland
- Model 3 Betaalbare personen auto met actieradius van 530 Km en trekhaak optie
- Model S Luxe Sedan met een actieradius van 610 Km
- Model X SUV met zeven zitplaatsen en trekhaak
In ontwikkeling en nu al te reserveren
- Tesla Roaster versie 2
Luxe elektrische sportauto met een actieradius van 1000 Km - Tesla Semi Een elektrische trekker voor vrachtwagen opleggers met een actieradius van 475 of 800 Km
- Tesla Cybertruck Een elektrische pick-up truck met hoog laadvermogen, een bereik van 400 Km en trekhaak met hoge maximale belasting
Met deze line-up rijdt Tesla voorop in de ontwikkeling van elektrisch auto’s en is een inspiratie voor veel bestaande automerken en nieuw aanstormend talent zoals het Nederlandse bedrijf Lightyear dat bezig is met de ontwikkeling van de Lightyear one
Een aantal landen hebben, om hun ambitieuze milieu doelen te halen, al de intentie uitgesproken om in de nabije toekomst de verkoop van nieuwe auto’s met verbrandingsmotor te gaan verbieden. Op deze manier zullen auto’s met verbrandingsmotor in circa dertig jaar volledig uit het straatbeeld verdwenen zijn en zal iedereen die dat wil over een betaalbare nieuwe, of tweedehands elektrisch auto kunnen beschikken.
