Elektrische auto
Technische aspecten van elektrische auto's
Elektrische auto's stellen nieuwe eisen aan de techniek.
Elektrisch rijden
Het maken van voertuigen die op elektriciteit rijden is niet bijzonder moeilijk (relatief gezien ten opzichte van geavanceerde brandstofmotoren). Veel technologie, zoals regeneratief remmen, is al ontwikkeld voor hybride voertuigen. Door het ontbreken van een verbrandingsmotor is een elektrisch voertuig beduidend minder ingewikkeld dan een hybride. Aandrijving wordt verzorgd door een of meerdere elektromotoren. Deze kunnen centraal geplaatst zijn, zoals de huidige verbrandingsmotor, of als naafmotor in het wiel.
De grootste uitdagingen worden gevormd door de accutechniek, het opladen en de oplaadpunten. Met name de laadtijd en de actieradius zijn momenteel (oplosbare) knelpunten. Daarnaast is de bedrijfszekerheid ook een belangrijk aandachtspunt. De huidige auto met verbrandingsmotor is uitermate bedrijfszeker. Door 100 jaar ontwikkeling en uitgebreide testprocedures staat een moderne auto zo goed als nooit stil, ook als deze op leeftijd is. Daar is de automobilist aan gewend (verwend) geraakt. De elektrische auto zal dezelfde bedrijfszekerheid moeten hebben als de auto met verbrandingsmotor. Daarvoor is nog veel onderzoek en testwerk nodig. Gebeurt dit niet dan zal het imago van de elektrische auto hier zwaar onder leiden.
Accu’s
Voor het verkrijgen van een acceptabele actieradius en een laag voertuiggewicht volstaat de gebruikelijke loodaccu niet. Er moet dus gezocht worden naar een betere accutechniek. De, uit de mobiele telefonie bekende, lithium-ion techniek lijkt met een laag gewicht (per energie-eenheid) een redelijke optie. Aan deze technologie kleven echter een aantal nadelen. Zo kan de accu oververhitten, vlam vatten of exploderen. De accu zal dus gekoeld moeten worden, vooral bij hoge belastingen en bij het opladen, wat veel energie kost. Daarnaast heeft de lithium-ion een beperkte levensduur van ongeveer 1.000 keer opladen. Bij oververhitting neemt dit nog eens drastisch af. Ook bij lage temperaturen werken de lithium-ion accu’s nog onvoldoende.
In laboratoria zijn verbeterde accusystemen inmiddels al beproefd, dus een oplossing is aanstaande. Deze nieuwe technieken zullen echter eerst in praktijktesten moeten getoetst worden op bedrijfszekerheid.
De prijs van een accupakket ligt momenteel rond € 25.000. Bij massaproductie zal dit uiteindelijk (moeten) zakken tot ongeveer € 5.000. In de aanloop naar grootschalige productie zal een financieringsconstructie gevonden moeten worden.
Opladen
Opladen van elektrische voertuigen kan via een normaal stopcontact of via een snellaadinstallatie. Snellaadinstallaties hebben als nadeel dat dit niet zonder technische aanpassingen thuis is te doen (er is meer stroom voor nodig dan de normale zekering (16 Ampère) aan kan. Bovendien levert snelladen een grote piek in het gebruik van het elektriciteitsnet op, zeker als grote aantallen auto’s tegelijkertijd (in de ochtendspits) via deze manier gaan opladen. Bovendien zijn de laadverliezen, o.a. door warmteontwikkeling in de accu’s, relatief groot.
Een andere mogelijkheid is het uitwisselbaar en uitneembaar maken van de accupakketten. Deze kunnen dan bij een laadstation, zoals we nu tankstations hebben, gewisseld en langzaam opgeladen worden.
Als een significant deel van de elektrische auto’s is gekoppeld aan het elektriciteitsnet, dan kunnen de accu’s gebruikt worden als buffer voor pieken en dalen in de elektriciteitsvraag/aanbod. Hierdoor zouden fluctuaties in het aanbod door wind- en zonne-energie opgevangen kunnen worden. Dit wordt momenteel opgevangen door de bouw van extra kolencentrales.
Oplaadpunten
Om alle elektrische auto’s op te laden, en het opladen ook op een andere plaats dan thuis te kunnen laten plaatsvinden, moet een netwerk van oplaadpunten worden ingericht. Daarbij zal verrekening van de opgenomen elektriciteit plaats moeten vinden. Er zijn enkele initiatieven om tot een dergelijk systeem te komen. Van belang is dat de stekkerverbindingen van deze systemen universeel en gestandaardiseerd zijn.