Een moderne elektrische auto kan op twee manieren geladen worden. Snel of gewoon. Maar waarom bestaat dit verschil en wanneer kies je voor snel en wanner voor gewoon laden.
Een boeiende vraag daarom ben ik in de laadtechniek van elektrische auto’s gedoken om uit te zoeken wat precies het verschil is.
Snel- en gewoon laden, verschillen niet alleen in de snelheid waarmee je de accu van een elektrische auto kunt laden, maar gebruiken ook verschillende technieken. Daarom is belangrijk, om bij een elektrische auto de specificaties voor gewoon laden en snelladen goed uit elkaar te houden.
In dit artikel laat ik zien wat de verschillen in de techniek achter beide laadmethodes is. Aan de hand van deze verschillen laat ik zien, hoe je eenvoudig de laadmogelijkheden van elektrische auto’s met elkaar kunt vergelijken.
Table of Contents
De techniek achter het laden van een accu
Om de techniek echter het laden van een accu te begrijpen hebben we een stukje natuurkunde nodig. Vrees niet, het is eenvoudig en voor iedereen te begrijpen.
Laden en ontladen van een accu
Een accu slaat energie op een chemische manier op. Door gelijkstoom de plus pool van de accu in et sturen, wordt er elektrische energie in chemische energie omgezet. Wordt er een verbruiker op de accu aangesloten, bijvoorbeeld de elektromotor van een elektrische auto, dan stroomt er stroom uit de plus pool naar de elektromotor en weer geroer naar de minipool. Een accu wordt geladen en ontladen met gelijkstroom.
Gelijkstroom wordt in engelstalige landen vaak ‘Direct Current’ [DC] genoemd.
Netspanning uit het stopcontact
De netspanning die in huis op het stopcontact staat is wisselspanning. Bij wisselspanning is er geen vaste plus of minpool. De spanning op de twee stopcontact aansluitingen wisselen voortdurende van plus naar min en weer terug. Het aantal cycli van polariteit wisseling per seconde wordt aangeven in de eenheid Hertz. In Europese landen is dit vijftig keer per seconde dus 50 Hz. In Amerika is gekozen voor een ritme van 60 Hz.
Wisselstroom wordt in engelstalige landen vaak Alternating Current [AC] genoemd.
Laden vanuit stopcontact
Omdat een stopcontact wisselstroom levert en een accu gelijkstroom nodig heeft om te laden, is het niet mogelijk om de accu zonder meer op het stopcontact aan te sluiten. De wisselspanning van het lichtent zal eerst in gelijkspanning omgezet moeten worden.
Het omzetten van wissel- naar gelijkspanning wordt ook ‘gelijkrichten’ genoemd. De elektronica die dit voor ons doet heet, gelijkrichter.
Bij het laadproces van de accu is het belangrijk dat de laadstroom van de accu optimaal gehouden wordt. Wat de optimale laadstroom is hangt van een aantal factoren af zoals, het type accu, de capaciteit, het ladingsniveau van de accu en de temperatuur van de accu cellen.
De variabel factoren worden door elektronische sensoren in de gaten gehouden. Een laadcomputer bekend aan de hand van deze gegevens de optimale laadstroom.
Het ingebouwde laadapparaat
Normaal laden werkt op wisselspanning en maakt gebruik gemaakt van het laadapparaat dat in de auto ingebouwd.
De gelijkrichter en computer die de laadstroom regelt vormen samen het laadapparaat. Een laadapparaat heeft aan de ene kant een Wisselspanning aansluiting voor het lichtent en aan de andere kant een gelijkstroom aansluiting waarmee de accu wordt geladen.
In de begin dagen van de elektrische auto waren er nog weinig laadpalen en al helmaal geen snelladers De accu van een elektrische auto moest vanuit een normaal stopcontact worden opgeladen.
Het was dus belangrijk om het laadapparaat mee te nemen. Voor het gemak hebben fabrikanten het laadapparaat vast in de auto ingebouwd. Om de accu te kunnen laden via het ingebouwde laadapparaat is de elektrische auto voorzien van een wisselspanning aansluiting. Zo kan een elektrische auto met een losse kabel eenvoudig op elk stopcontact worden aangesloten.
Al vrij snel ontstond de behoefte om de accu ook op andere plekken daalleen thuis te kunnen opladen en werd het idee voor de openbare laadpaal geboren. Omdat elke elektrische auto toch al voorzien was van een ingebouwd laadapparaat was het logisch om deze laadpalen van een wisselspanning aansluiting te voorzien.
Nog steeds is een aansluiting voor normaal laden synoniem met een wisselspanning of AC aansluiting.
In de loop van de tijd is het vermogen van een Wisselspanning of AC laadpunt hoger geworden. In plaats van één standaard wisselspanning aansluiting wordt er nu vaak gebruik gemaakt van een drie fasen aansluiting. Dit wordt ook wel krachtstroom genoemd Hierdoor kan er door de laadpaal drie keer zoveel vermogen geleverd worden.
De introductie van snelladen
Snelladen werkt met gelijkspanning en heeft het laadapparaat in de auto niet nodig
Door de snelle ontwikkelingen in de accu technologie is het mogelijk om accu’s te bouwen die met een heel hogere stroom geladen kunnen worden. Hierdoor wordt de laadtijd verkort van een paar uur naar een half uur of minder.
In theorie kan het vermogen van een AC laadpunt verhoogd worden zodat het voor snelladen gebuikt kan worden, maar in de praktijk stuit dat op een aantal bezwaren.
Om een accu van een elektrische auto in een korte tijd te kunnen laden, is er een lader nodig met een hoog vermogen. Voor een ingebouwde lader betekend dat een grotere lader, die de auto zwaarder en ook weer een stap duurder maakt. Daar zit niemand op te wachten
Dit is de reden waarom fabrikanten besloten om voor snelladen niet de ingebouwde lader groter te maken, maar er voor te kiezen de zwaardere en duurdere apparatuur in het laadstation in te bouwen.
Daarom levert dit type snellaadstation geen wisselspanning, maar gelijkspanning. In engelstalige laden wordt dit vaak Direct Current of DC laden genoemd.
Om een elektrische auto te kunnen snelladen moet een elektrische auto voorzien zin van een accu die geschikt is voor snelladen en een geschikte DC snellaad aansluiting hebben.
Omdat een elektrische auto maar kort hoeft te laden bij een snellader, hebben de meeste snelladers een vaste kabel met daarna een DC snellaad stekker. Dat scheelt kosten voor de eigenaar van een elektrische auto, die hoeft zelf niet een dure snellaad kabel aan te schaffen.
Wanneer gewoon laden en wanneer snelladen
Gewoon laden en snelladen hebben beiden een verschillend doel. Hieronder lees je het verschil.
Waar wordt gewoon AC laden gebruikt
Gewoon laden via een AC wisselspanning aansluiting kan overal gebruikt worden waar een stopcontact aanwezig is. Dat maakt gewoon laden ideaal voor laden als de auto langere tijd stil staat. Bijvoorbeeld ’s nachts thuis, of overdag als je aan het werk bent.
Een wisselspanning aansluiting voor normaal laden, is relatief goedkoop en eenvoudig aan te leggen, ook thuis
Het vermogen van AC laden wordt beperkt door twee dingen.
- De netspanning aansluiting die gebruikt wordt.
- Het maximale vermogen van de in de auto ingebouwde lader.
In de praktijk wordt het maximale laadvermogen vrijwel altijd beperkt door de gebruikte netspanning aansluiting.
Bij een aantal merken kun je bij aanschaf gekozen worden tussen een ingebouwde lader, ook wel onboard charger genoemd, met standaard of een hoog vermogen. Het standaard vermogen is ruim genoeg om de accu in ’s nachts van leeg naar vol op te laden. De hoog vermogen optie is alleen intersant als er een aansluiting aanwezig is die voldoende vermogen kan leveren.
Waar wordt snelladen gebruikt
Voor snelladen is een elektriciteitsnet aansluiting nodig met een hoog vermogen. Daarnaast heeft een snellader zijn eigen gelijkrichter en uitgebreide besturingselektronica. De prijs voor het installeren van een snellaadstation is dan ook een stuk hoger dan voor een standaardlandpaal.
Snelladen is daarom niet haalbaar als thuis laad optie maar is vooral bedoelt om onderweg te laden. Je vindt openbare snelladers vooral aan doorgaand routes.
Bij een snellader is het stoppen half uurtje laden en dan weer verder. Hierdoor wordt een snellader veel vaker gebruikt en kunnen in een korte tijd veel meer elektrische auto’s bij het station laden. Hierdoor is de investering vor een snellaadstation in een redelijk tijd terug te verdienen.
Waar ligt de grens tussen snelladen en gewoon laden
In de praktijk ligt de grens tussen snelladen en gewoon laden rond een vermogen van 50 kW.
Vermogen van een gewone laadaansluiting
Het vermogen van een een gewoon laad aansluiting gaat in de praktijk meestal tot 22 kW, maar is bij de meeste openbare laadpalen 11 kW. met 22 kW is een accu met een capaciteit van 100 kWh in vijf uur op te laden met 11 kW is dat ongeveer tien uur. Voldoende om ’s nachts de lege accu een elektrische auto’s weer helemaal op te laden.
Vermogen van een snellaad aansluiting
De CHAdeMO v1 DC snellaad aansluiting heeft een vermogen van 62,5 kW. Dat is genoeg om de accu van een kleinere elektrische auto in een half uur tot 50% op te laden.
Een Tesla SuperCharger heeft een vermogen van 150 kW. Hiermee kan de accu van een Tesla model S in een half uur tot 50% worden geladen.
Wat betekenen deze verschillen voor de aanschaf van een elektrische auto
De techniek en gebruik van deze twee laadmethodes, AC of gewoon en DC of snelladen, verschillen sterk van elkaar. Wil je elektrisch gaan rijden dan is het belangrijk om na te gaan hoe je je elektrische auto wilt gaan gebruiken en welke laadopties daar bij passen.
Laadopties gewoon laden
Voor vast woon-werkverkeer heb je vrijwel altijd genoeg aan een gewone thuislader of een openbare laadpaal in de buur van je huis
De laadaansluiting voor gewoon, of AC laden is de door de EU verplichte Type 2 aansluiting. Dit is ook de aansluiting die op iedere standaard openbare laadpaal zit. Je moet zelf een kabel meenemen om je auto op de laadpaal aan te sluiten.
Laadopties voor snelladen
Ben je met je elektrische auto veel onderweg, dan heb je een goede snellaad optie nodig.
De laadsnelheid hangt van twee factoren.
- De maximale DC laadstroom van de auto.
- De maximale laadstroom van de snellader.
Hierbij is de laagste van de twee maatgevend.
Omdat de stekkers voor snelladen kunne verschillen hangt de plaats waar je kunt snelladen af van het merk auto wat je kiest.
De meeste Europese en Amerikaans merken gebruiken de CCS Combo 2 aansluiting. Via deze handige aansluiting, kan zowel normaal AC als snel DC geladen geworden.
De meeste Japanse merken hebben een CHAdeMO snellaad aansluiting. De ouder eCHAdeMO laadstations kunnen maximaal 62,5 Kw leveren. Het is nog afwachten hoe de uitrol van de nieuwe versie met een hoger vermogen zal verlopen.
De winnaar met snelladen
Tesla is de koploper als het gaat om snelladen, omdat Tesla voorop loopt met de uitrol van de eigen SuperChargers. De SuperCharger is van alle laadstations die in bedrijf zijn het laadstation met het hoogste laadvermogen. In Amerika is Tesla al begonnen aan de uitrol van SuperCharger V3 die met een vermogen van 250 Kw kunnen laden. Het staat nu al vast dat deze ook naar naar Europa zullen komen.
Tesla heeft andere merken aangeboden om tegen betaling ook gebruik te laten maken van de Tesla SuperCharger stations. Tot iemand daar gebruik van maakt blijft het gebruik van een Tesla SuperCharger beperkt tot auto’s van het eigen merk.
Hiermee is Tesla de koploper in snelladen en laat ander merken nog ruim achter zich. Niet verwonderlijk dat veel mensen in Nederland voor een Tesla kiezen.
Conclusie
Gewoon laden is nu volwassen aan het worden. De gebruikte stekkers zijn gestandaardiseerd. Er komen steeds meer laadpalen voor gewoon laden en ook voor thuis laden zijn er veel goede laadboxen op de markt
Snelladen is nog aan het uitkristalliseren. Verschillende auto fabrikanten gebruiken verschillende snellaad systemen met ieder hun eigen laadvermogen en aansluiting.
Tesla beidt met haar SuperCharger de snelste laadmogelijkheid. De SuperCharger is nog niet te gebruiken voor andere automerken dan Tesla.
Wil je kunnen snelladen dan is het belangrijk om je goed te oriënteren. Niet alleen de mogelijkheden en snellaad tijden van de auto’s zijn belangrijk, maar ook de locaties van snellaadstations, waar het merk van je keuze geladen kan worden.
