De basisprincipes van e-mobiliteit

Elektromobiliteit omvat alle voertuigen die worden aangedreven door een elektromotor. Deze elektromotoren halen het grootste deel van hun energie uit het elektriciteitsnet en zijn oplaadbaar.

Voertuigtypen omvatten:

• Batterij-elektrische voertuigen (BEV's)
• Voertuigen aangedreven door een combinatie van elektromotor en verbrandingsmotor (range extender, REEV)
• en hybride voertuigen die via het elektriciteitsnet kunnen worden opgeladen (PHEV).

In elektrische auto's of plug-in hybrides zetten elektromotoren de opgeslagen elektrische energie in de lithium-ionbatterij om in mechanische energie. De prestaties van een systeem worden bepaald door de batterij , de vermogenselektronica en de motor . Deze drie componenten zijn de belangrijkste onderdelen van een elektrisch voertuig en bepalen tevens de actieradius . De wisselwerking tussen deze drie componenten is van bijzonder belang.

De elektromotor bestaat uit de stator, een stationaire basis, en de rotor, een roterend onderdeel binnen de stator. Beide onderdelen genereren een magnetisch veld met behulp van stroomvoerende spoelen. De stroomrichting bepaalt de oriëntatie van de magnetische velden. Continue rotatie van de rotor wordt bereikt door een overeenkomstige, zich herhalende omkering van de polariteit van de spoelen tijdens elke rotoromwenteling. Deze rotatie van de rotor wordt vervolgens gebruikt om de wielen aan te drijven.

Een elektrische auto levert het maximale koppel vanuit stilstand . Daarom accelereren deze voertuigen direct vanaf de start met een indrukwekkende trekkracht. Ze hebben bovendien geen koppeling of versnellingsbak nodig. In plaats daarvan gebruiken ze een versnellingsbak met vaste overbrengingsverhouding, wat betekent dat er slechts één versnelling wordt gebruikt. Omdat elektromotoren en andere voertuigen in beide richtingen kunnen rijden, hebben elektrische auto's en andere voertuigen geen achteruitversnelling nodig. Een elektrische gezinsauto zoals de Hyundai IONIQ heeft een koppel van 300 Nm ( Newtonmeter ). Dit is vergelijkbaar met sportwagens uit de jaren 90, zoals de Honda NSX.

Het opladen van een elektrische auto, of liever gezegd de accu, via een standaard stopcontact kan tot 14 uur duren. Een normaal stopcontact levert maximaal 16 ampère bij 230 volt, wat overeenkomt met ongeveer 3700 watt of 3,7 kW . Opladen bij een snellaadstation is aanzienlijk sneller, met een gemiddelde laadtijd van 20-30 minuten . De Combo-connector (Europa) en het CHAdeMO-systeem (Azië) zijn speciaal ontworpen voor snelladen. Modellen zoals de Opel Ampera of de BMW i3 kunnen laden met maximaal 50 kW (kilowatt), terwijl de Audi e-tro 55 quattro kan laden met 150 kW. De laadsnelheid van een elektrisch voertuig hangt grotendeels af van de accucapaciteit en de laadinfrastructuur . Met laadinfrastructuur worden de laadstations bedoeld of, meer in het algemeen, de elektrische aansluitingen waar de auto, scooter, enz. wordt opgeladen.

De laadtijd bij een openbaar laadstation hangt voornamelijk af van het type stroom. Gelijkstroom (DC) maakt snel laden mogelijk , terwijl wisselstroom (AC) langzamer is . Standaard laadstations met type 2-connectoren en 22 kW wisselstroom laden de accu in ongeveer 2 tot 4 uur op. Met DC en een snellaadstation is de accu na een half uur voor 80 tot 100% opgeladen. De meest voorkomende laadkabels en connectoren in Duitsland zijn type 1, type 2, Combo en CHAdeMO.

De grootste beschikbare accu's voor elektrische auto's hebben een capaciteit van ongeveer 100 kWh (kilowattuur). Hierdoor kunnen modellen zoals de Tesla Model S/X of de Audi e-tron, met een verbruik van 15-25 kWh/100 km , ongeveer 400-600 km afleggen op een volle acculading. Kleinere modellen zoals de e-Golf of de BMW i3 hebben slechts een capaciteit van respectievelijk 35,8 kWh en 27,2 kWh.

Met bidirectioneel laden laadt de elektrische auto niet alleen op met elektriciteit, maar kan hij ook zelf elektriciteit leveren . De elektrische auto slaat energie op wanneer deze niet nodig is. De wisselstroom (AC) van het elektriciteitsnet moet echter worden omgezet in gelijkstroom (DC), en omgekeerd moet de DC van de accu van de elektrische auto weer worden omgezet in AC. De Nissan Leaf en de Hyundai Ioniq 5 behoren bijvoorbeeld tot de modellen die al bidirectioneel kunnen laden.

Bovendien kan een elektrische auto ongeveer 30-40 procent besparen op onderhoudskosten ten opzichte van een auto met verbrandingsmotor uit dezelfde klasse. Olieverversingen en het vervangen van de distributieriem zijn voor elektrische bestuurders volledig overbodig. Remschijven slijten ook minder door regeneratief remmen en hoeven daarom minder vaak vervangen te worden. Bovendien verliezen elektromotoren minder energie door hoge temperaturen en werken ze veel soepeler dan verbrandingsmotoren.