De elektrische wagen - D`Ieteren DB Technology

I n f o
De elektrische wagen
Mei 2013
s.a. D’Ieteren nv – Maliestraat 50, Rue du Mail – Brussel 1050 Bruxelles
Marketing, Training & Direct Sales – Creation & Copywriting
De elektrische wagen
Voornaamste componenten van een elektrische wagen
Het volledige aandrijfsysteem van elektrovoertuigen omvat:
- een hoogspanningsaccu inclusief sturing voor de batterijregeling en een oplader,
- een elektromotor met elektronische sturing (vermogenselektronica) en koeling,
- een transmissie inclusief differentieel,
- een remsysteem,
- een klimaatregeling op hoogspanning voor het interieur.
1.elektromotor
2.
transmissie met differentieel
3.vermogenselektronica
4.hoogspanningsleidingen
5.hoogspanningsaccu
6.
e-box met sturing voor de batterijregeling
7.koelsysteem
8.remsysteem
9.
klimaatregelingscompressor op hoogspanning
10.
verwarmingssysteem op hoogspanning
11.lader
12.
laadcontact voor extern opladen
13.
externe laadbron
2
1.Elektromotor
Het begrip elektromotor wordt ook gebruikt voor de generator of starter. In essentie
kan iedere elektromotor ook als generator gebruikt worden. Indien de elektromotor
mechanisch aangedreven wordt, dan levert hij als generator elektrische energie.
Indien hij gevoed wordt met elektrische stroom, dan functioneert hij als aandrijving.
Elektromotoren voor rijdende voertuigen zijn watergekoeld. Een luchtkoeling is echter niet
ondenkbaar. Bij een volhybride voertuig (HEV) dient de elektromotor ook als starter voor de
verbrandingsmotor.
Een elektromotor is vaak een draaistroommotor.
Die maakt gebruik van driefasige wisselstroom.
Het werkingsprincipe van een draaistroommotor is
gebaseerd op drie spoelen, die als stator in een cirkel
rond de rotor gepositioneerd zijn en afwisselend aan
een van de drie fasen elektrisch zijn aangesloten. De
rotor van deze synchroonmotor telt meerdere paren
permanente magneten. Doordat de drie spoelen
cyclisch na elkaar van stroom voorzien worden, wordt
een elektrisch draaiveld gecreëerd, dat de rotor in
beweging zet en zo de elektromotor als aandrijving
doet functioneren.
Magnetisme als drijvende kracht: de elektromotor
In een elektromotor ontstaat beweging door het wederzijdse aantrekken of afstoten van
respectievelijk verschillend gepoolde en gelijkgepoolde magneten. Terwijl de magneten in
de rotor permanent noordelijk of zuidelijk gepolariseerd zijn, worden de elektromagneten
in de stator beurtelings in- en uitgeschakeld.
stator
rotor, noordelijk gepolariseerd
rotor, zuidelijk gepolariseerd
De rotor is een
bewegend onderdeel dat
rondom voorzien is van
permanente magneten,
die beurtelings noordelijk
of zuidelijk gepolariseerd
zijn.
3
De stator bestaat uit
meerdere componenten
die ten opzichte van
elkaar verspringen en
met spoelen omwikkeld
zijn. Die spoelen worden
pas magnetisch indien
er elektrische spanning
door stroomt. Doordat
de verschillende delen
na elkaar onder stroom
gezet worden, houden
deze magneten de rotor
permanent in beweging.
De rotor functioneert
dan zoals de krukas van
een verbrandingsmotor,
die door roterende
bewegingen de wielen
aandrijft.
2.Accu
2.1
De hoogspanningsaccu
De accu geldt als het hart van de
elektrische wagen. Hij wordt bijvoorbeeld
extern via het stopcontact opgeladen.
Via een AC/DC-omvormer wordt de
wisselspanning tijdens het opladen
omgezet in gelijkspanning om de accu
op te laden. De omvormer zorgt ervoor
dat de spanning constant blijft, om te
vermijden dat de accu overbelast wordt.
De vermogenselektronica zet de
gelijkspanning van de accu om in
wisselspanning en voedt de elektromotor
in drie elektrische fasen. De elektromotor
zet het voertuig in beweging.
Hoogspanningsaccu
De hoogspanningsaccu achterin ingebouwd in een
elektrische wagen
Elektrisch vermogen
Het elektrische vermogen van een accu (P) is gelijk aan de elektrische spanning (U) maal
de elektrische stroomsterkte (I). De waarde van het vermogen wordt uitgedrukt in kW.
Bij het opladen via het huishoudelijke elektriciteitsnet kan de hoogspanningsaccu tussen
3,3 kW en ongeveer 10 kW aan elektrisch vermogen opnemen.
Een normaal monofasig stopcontact thuis levert bij 230V (wisselspanning) maximaal 16A
stroom.
P (monofasig) = U x I
= 230V x 16A [1VA ~ 1W ]
= 3680W = 3,68 kW (absoluut)
Wegens elektrische verliezen bij het laden (spanningsverlies) moet het absolute vermogen
van 3,68 kW gecorrigeerd worden naar 3,3 kW.
Indien een elektrisch voertuig kan worden opgeladen via een driefasig stopcontact
(nog steeds bij 230V), dan verdrievoudigt de hoeveelheid elektrische spanning die aan
de hoogspanningsaccu wordt afgegeven. De laadtijd wordt daardoor aanzienlijk korter
dan bij monofasig laden.
P (driefasig)= 3,3 kW x 3
= 9,9 kW
Capaciteit
De capaciteit van een accu staat voor de hoeveelheid stroom (A) die een accu kan leveren
in verhouding tot de tijd (h) waarin hij ontladen wordt, en wordt uitgedrukt in Ah (ampèreuur). Zo kan een accu met een capaciteit van 250 Ah over een ontlaadtijd van 10 uur
bijvoorbeeld 25 A per uur leveren. De totale capaciteit is afhankelijk van de snelheid
waarmee de accu ontladen wordt. Hoe korter de ontlaadtijd van een accu, hoe lager de
totale capaciteit.
4
Energiedichtheid
Met het begrip ‘energiedichtheid’ wordt het prestatiepotentieel van een batterij in
verhouding tot haar gewicht bedoeld. Hoe hoger de energiedichtheid, hoe meer energie er
kan worden opgeslagen en nadien kan worden vrijgegeven voor het leveren van prestaties.
De energiedichtheid wordt uitgedrukt in wattuur per kilogram (Wh/kg), d.i. de elektrische
arbeid per uur (Wh) en per kilogram batterijgewicht (kg). Uit de energiedichtheid kan het
rijbereik van een elektrisch voertuig afgeleid worden.
De energiedichtheid van batterijen is sinds de introductie van de loodbatterij in 1859 tot
de lancering van de lithium-iontechnologie met meer dan het zevenvoudige gestegen.
Met de huidige 2e generatie van de lithium-ionbatterijen en verdere evoluties daarvan moet
de energiedichtheid nog verder toenemen.
Van lood tot lithium-ion: de evolutie van de energiedichtheid van accu’s
(in Wh/kg)
60-120
90-190
240-300
25
Lood
Nikkelmetaalhydride
Lithium-ion
Lithium-ion
2e generatie
Bron:
Pricewaterhouse Coopers;
Fraunhofer Institut für Systemund Innovationsforschung
Levensduur
De levensduur van een batterij wordt beschreven aan de hand van de cyclusvastheid. Voor
hoogspanningsaccu’s wordt een cyclusvastheid nagestreefd van 3.000 laadcycli over een
tijdspanne van 10 jaar, of 300 cycli per jaar. Op dat vlak kunnen zogenaamde ‘automotive’
batterijen, batterijen voor gebruik in een elektrisch voertuig, niet vergeleken worden met
‘consumentenbatterijen’ voor gebruik in laptops of mobiele telefoons.
Rendement
Het rendement van een herlaadbare batterij wordt in procenten uitgedrukt. Vereenvoudigd
voorgesteld geeft het rendement aan hoeveel van de energie die gebruikt werd om de
batterij op te laden, bij het ontladen weer bruikbaar gemaakt kan worden. Omdat een klein
deel van de laadenergie in de vorm van warmte wordt afgegeven (laadverlies), kan het
rendement van een batterij nooit 100% zijn.
2.2
Soorten accu’s
De verschillende types herlaadbare batterijen worden ingedeeld volgens de gebruikte
materialen voor de elektroden en elektrolyten. De meest gangbare accu’s zijn lood-, nikkelcadmium-, nikkel-metaalhydride- en lithium-ionbatterijen. In de volgende beschrijving
worden hun voornaamste bijzonderheden beschreven.
5
Loodaccu
De klassieker als 12V-batterij voor het boordnet van een wagen. De elektroden zijn plaatjes
uit lood en lood/loodoxide, als elektrolyt wordt zwavelzuur gebruikt.
Loodaccu’s vergen onderhoud. Dat betekent dat gedestilleerd water moet worden
toegevoegd om het vereiste vloeistofpeil aan de elektrolyt te garanderen. Voor de voeding
van puur elektrisch aangedreven voertuigen zijn loodaccu’s niet echt geschikt, omdat ze in
verhouding tot hun volume zeer zwaar zijn en zo het voertuiggewicht zouden verzwaren.
Bijgevolg zou het nuttige laadvermogen van een dergelijke wagen drastisch verminderen.
Een loodaccu kan in bepaalde omstandigheden al na 6 jaar een groot deel van zijn
capaciteit verliezen. Bij beschadiging kan elektrolyt (zuur) vrijkomen.
Nikkel-cadmiumbatterij
In deze accu’s wordt als materiaal voor de elektroden cadmium (Cd) en een nikkelverbinding
gebruikt. Als elektrolyt dient kaliumhydroxide. Om die reden noemt men dit type ook
alkalische batterijen. Ze hebben een hogere energiedichtheid dan loodaccu’s en zijn beter
bestand tegen beschadiging of het verlies van elektrolyt. Nikkel-cadmiumaccu’s hebben
een geheugeneffect. Dit accutype is slechts beperkt bestand tegen volledig ontladen of
overladen, wat voor een lager rendement zorgt. Cadmium en cadmiumverbindingen zijn
giftig.
Nikkel-metaalhydrideaccu
Het elektrodemateriaal van deze batterijen bestaat uit een nikkelverbinding en een
verbinding van een ander metaal. Als elektrolyt wordt eveneens kaliumhydroxide
gebruikt. Ze hebben een hogere energiedichtheid dan Ni-Cd-batterijen en zijn relatief
goed bestand tegen beschadigingen.
Hoewel in vergelijking met Ni-Cd-batterijen slechts een beperkt geheugeneffect
optreedt, verliezen ook deze batterijen na verloop van tijd aan rendement. Het
rendementsverlies is echter in beperkte mate omkeerbaar. Nog een voordeel van
nikkel-metaalhydridebatterijen: ze bevatten geen giftige zware metalen zoals lood of
cadmium. Het elektrolyt is in vaste vorm in de accu opgeslagen. Zelfs na een breuk
van de behuizing komt slechts sporadisch een spatje vrij.
Lithium-ionaccu
Dit accutype vertegenwoordigt een van de nieuwste batterijgeneraties en maakt
gebruik van lithium-verbindingen voor de interne opbouw. Voor de elektroden worden
verschillende lithium-metaaloxides en grafiet gebruikt, als elektrolyt dienen verschillende
oplosmiddelen voor lithiumzouten. Lithium-ionaccu’s bevatten slechts zeer weinig water
en hebben geen geheugeneffect. Vergeleken met nikkel-cadmiumbatterijen hebben
ze een meer dan dubbel zo hoge energiedichtheid. Daardoor vereist dit batterijtype in
verhouding tot zijn vermogen minder plaats in een elektrisch voertuig, zodat er meer
ruimte overblijft voor de inzittenden en de bagage.
Lithium (Li) is een chemisch element. Het woord lithium is afgeleid van het Griekse
‘lithos’, dat ‘steen’ betekent, omdat het in 1817 in steen ontdekt werd. Lithium behoort
op basis van zijn chemische gedrag net als natrium tot de alkalische metalen en wordt
wegens zijn geringe dichtheid als licht metaal beschouwd. Het is het op twee na lichtste
chemische element, na waterstof en helium.
6
2.3
Accu’s van de toekomst
Nieuwe technologieën voor een groter rijbereik
Hoewel het potentieel van batterijen gestaag is toegenomen, volstaat dat niet om van de
elektrische aandrijving een ernstig alternatief voor de verbrandingsmotor te maken: de
laadtijden zijn te lang, het rijbereik en de levensduur te kort en de kostprijs te hoog. Daarin
moet verandering komen, momenteel wordt intensief gewerkt aan nieuwe mogelijkheden
voor de batterijen.
Lithium-zwavel
De energiedichtheid van lithium-zwavel­
accu’s is drie tot vijf maal hoger dan die van
lithium-ionaccu’s. Bovendien zijn ze minder
gevoelig voor temperatuurschommelingen.
Ze kunnen momenteel echter nauwelijks
een 100-tal keren worden opgeladen.
Experts verwachten dat ze ongeveer
in 2020 gebruikt zullen worden in
commerciële producten.
Lithium-polymeer
Lithium-polymeeraccu’s bevatten geen
vloeibare bestanddelen zoals batterijzuren
en kunnen daardoor aan iedere mogelijke
vorm aangepast worden, een voordeel in
de autobouw. Nadelen zijn hun geringe
geleidingsvermogen en hun gebrekkige
prestatiepotentieel bij koude. Verwacht
wordt dat de lithium-polymeeraccu’s tussen
2020 en 2025 marktrijp zullen zijn. Hun
energiedichtheid en levensduur zou dan
moeten overeenstemmen met die van
lithium-ionaccu’s.
Energiedichteid van nieuwe batterijen
(in vergelijking met de lithium-ionaccu)
Lithium-ion
500%
300%
Lithium-zwavel
100%
Lithium-polymeer
1.000%
500%
Lithium-lucht
De energiedichtheid van lihtium-luchtaccu’s
is vijf tot tien maal hoger dan die van
lithium-ionaccu’s. Tot dusver kunnen deze
accu’s echter slechts een gering aantal
keren opgeladen worden en verdragen ze
geen temperatuurschommelingen. Het zou
nog tien tot twintig jaar kunnen duren voor
ze op de markt komen.
Lithium-lucht
Vooral lithium-luchtaccu’s hebben een
enorm potentieel. Wanneer ze op de
markt komen, zouden ze tot tien keer
performanter zijn dan lithium-ionaccu’s.
Bronnen: Fraunhofer-Institut für Systemund Innovationsforschung ISI; FraunhoferInstitut für Chemische Technologie ICT;
Batterieforschungszentrum MEET
7
3.Oplaadinterface
3.1
Privaat / Openbaar
Tanken aan het stopcontact
Om van de elektrische aandrijving een echt bruikbare oplossing te maken voor onze
dagelijkse verplaatsingen, is er nood aan een uitgebreid netwerk van laadstations. Vooraleer
over de uitbouw van de infrastructuur kan worden nagedacht, moet echter eerst een
antwoord gevonden worden op de vraag hoe die stroom in de auto geraakt. Tot dusver
bestaan er verschillende opvattingen over hoe de ‘tankstations’ van de toekomst er moeten
uitzien en welk oplaadsysteem uiteindelijk de standaard zal worden. De ontwikkeling van
een uniforme oplaadinterface komt aan bod in het hoofdstuk ‘4.3.3 Standaardisering’.
Private aansluiting
In dit geval dient de garage thuis als tankstation: de elektrische auto
wordt gewoon op een stopcontact aangesloten en net als bv. een
mp3-speler opgeladen.
Overal beschikbaar: iedereen heeft thuis wel een stopcontact.
Lange laadtijd: het duurt ca. zes tot acht uur om de accu aan
een normaal 230V-stopcontact op te laden. Via een driefasige
stroomvoorziening met 380V kan de laadtijd gevoelig verkort
worden.
 Wegens de lange laadtijd kan een elektrische wagen thuis best ’s nachts opgeladen worden, of
bijvoorbeeld overdag op het werk, in ieder geval op momenten dat hij sowieso lang stilstaat.
Openbare laadstations
Aan tankstations, (weg)restaurants en winkelcentra worden steeds meer
publieke laadpalen geïnstalleerd, zodat de gebruiker van een elektrisch voertuig
zijn wagen onderweg zou kunnen opladen. Het gaat daarbij evenwel niet
om snellaadpalen. De publieke laadstations in België hebben een maximum­
capaciteit van 11 kWh, zodat het nog steeds +/- 2,5 uur duurt om een accu van
26 kW op te laden. Bovendien wordt de laadcapaciteit ook beperkt door de
interne lader van het voertuig, om overbelasting van de accu te vermijden.
Hoe uitgebreider het netwerk van laadpunten, hoe meer kans op succes,
wegens de ruimere bruikbaarheid van de elektrische wagen.
Geen standaard voor oplaadstekkers: wegens de grote verscheidenheid
aan laadstekkers en contactpunten kan niet iedere elektrische auto aan
ieder laadstation tanken. Daarin zou met de invoering van een uniforme standaard voor de
oplaadinterface van elektrische voertuigen (bv. het Combined Charging System, zie 4.3.3)
verandering moeten komen.
 In Duitsland zijn er momenteel meer dan 900 openbare laadstations, en dat aantal neemt gestaag
toe. Ongeveer de helft van die laadpunten wordt uitgebaat door de grote elektriciteitsleveranciers,
een kwart is eigendom van bv. wegrestaurants of andere ondernemingen. Het resterende kwart
van de publieke laadstations is in handen van privépersonen. België telt vandaag ongeveer
185 publiek toegankelijke laadpunten*.
* Informatie afkomstig van ASBE, de Belgische afvaardiging van de ‘European Association
for Battery, Hybrid and Fuel Cell Electric Vehicles’ (AVERE), www.asbe.be
8
Accuwisselstations
In een zogenaamd wisselstation rijdt de auto op een platform.
De lege accu wordt langs onderen automatisch uit het voertuig
genomen en vervangen door een opgeladen exemplaar.
Minimale wachttijd: het wisselen van de accu’s duurt slechts
enkele minuten.
Hoge kosten: zolang de elektrische voertuigen verschillende
soorten accu’s gebruiken, moet ieder wisselstation een
voorraad van alle gangbare accu’s hebben, wat het systeem
erg duur maakt.
 Openbare accuwisselstations voor elektrische wagens zijn
er nog niet. Het concept werd tot dusver enkel getest voor
een taxivloot in Tokio, die het wisselen van de accu’s als
voornaamste ‘laadmogelijkheid’ gebruikte. Een gelijkaardige test is gepland in San Francisco. Onder
meer in de Zwitserse regio Graubünden bestaat wel al een netwerk van accuwisselstations voor
elektrische fietsen, waar een lege accu kan worden ingeruild voor een opgeladen exemplaar om zo
het rijbereik te vergroten.
Bron: Better Place
3.2
Oplaadstekkers en laadmodi1)
Er heerst veel verwarring over de laadpunten vanwege verschillen in vermogen, laadmethode
en gebruikte techniek. Vaak worden termen als ‘type 2’- of ‘level 3’-laden gebruikt, maar wat
betekent dat? Het ‘type’ van een laadpunt geeft aan welke soort stekker er gebruikt wordt.
Type 1
Type 1 staat voor de Yazaki-stekker. In de VS en Japan lijkt
deze ‘SAE J1772’-stekker de standaard te worden voor
het opladen van de accu’s via het thuisnet. De stekker laat
‘mode 2’- en ‘mode 3’-laden (zie pagina 22) toe, maar is
in Europa moeilijk bruikbaar, omdat hij eigenlijk voor het
110V-elektriciteitsnet bedoeld is.
Type 2
In Europa ziet het er naar uit dat voor thuisgebruik de
‘VDE-AR-E 2623-2-2’-stekker (in de volksmond ‘MENNEKES®’stekker genoemd) de standaard wordt. De MENNEKES®stekker is een stuk performanter dan de SAE J1772: het is
een krachtstroomstekker (driefasig) met een laadvermogen
tot 44 kW (400V/64A).
Type 3
Een derde type stekker is de ‘SCAME’-stekker van EV Plug
Alliance. Hij wordt momenteel vooral in Frankrijk en Italië
gebruikt. Deze stekker is eveneens geschikt voor driefasig
laden op wisselstroom.
1)
9
Bron: http://leafplan.nl/laadpalen-voor-elektrische-autos-een-overzicht/
CHAdeMO
De CHAdeMO-stekker werd ontwikkeld door de gelijknamige
Japanse onderneming en is ontworpen als stekker voor
het zogenaamde ‘DC Fast Charging’, d.w.z. snelladen
met gelijkstroom. De stekkers van type 1, 2 en 3 zijn
wisselstroomstekkers en zijn niet geschikt voor snelladen.
De naam ‘CHAdeMO’ is afgeleid van het Japanse
“O cha demo ikaga desuka”, wat zoveel betekent als
“Zullen we een kopje thee drinken?”. Daarmee wordt
verwezen naar de korte tijd die nodig is voor het opladen
van de accu. Deze lader maakt gebruik van gelijkstroom met maximaal 500V en 125A en
kan een elektrische wagen volledig opladen in een half uurtje.
CEE blauw
De blauwe CEE-stekker is een driepolige 230V/16Astekker voor gebruik op wisselstroom (monofasig). Hij
is regenbestendig (IP44) en daardoor geschikt voor
buitengebruik. Met deze stekker is enkel ‘mode 2’-laden
mogelijk.
CEE rood
De rode CEE-stekker is een universele stekker voor
industrieel gebruik op driefasige wisselstroom met 400V.
Omdat hij enkel geschikt is voor ‘mode 2’-laden, blijven de
mogelijkheden voor het opladen van elektrische voertuigen
met deze stekker beperkt.
Schuko
Schuko is de afkorting van het Duitse ‘Schutz-Kontakt’. Dit
is het systeem dat in België en het grootste deel van Europa
gebruikt wordt bij thuisinstallaties. Het gaat om de gewone
stekker en stopcontact van maximaal 230V/16A. Alleen
geschikt voor ‘mode 2’-laden.
Combostekker / Combined Charging System
Het Combined Charging System, ook wel Combostekker genoemd,
is een gecombineerde interface die verschillende manieren van
opladen mogelijk maakt: monofasig opladen met wisselstroom,
snelladen met driefasige wisselstroom of ultrasnel laden met
gelijkstroom (DC Fast Charging) aan openbare laadstations.
De Combostekker is een evolutie van de ‘Type 1’-stekker
10
Laadmodi
Behalve het ‘type’ van de stekker is voor het opladen van elektrische voertuigen ook de
laadmodus (‘mode’) van belang. Die ‘mode’ geeft aan welke techniek er gebruikt wordt.
Mode 1
Mode 1 staat voor het laden via een gewoon stopcontact (230V, max. 16A) zonder
extra beveiliging. Voor het opladen van elektrische voertuigen wordt ‘mode 1’ niet
gebruikt.
Mode 2
Mode 2 staat voor het laden via een gewoon stop­contact of een eenvoudige
laadpaal thuis, met een geïntegreerde beveiliging in de stekker. In theorie kan met
mode 2 tot 32A geladen worden. In de praktijk bedraagt de maximale laadstroom
echter slechts ca. 10A. Bovendien wordt de maximale stroomsterke vaak beperkt
door de AC/DC-omvormer in de wagen. Daardoor duurt het bijzonder lang (+/- 8 tot
10 uur) om een elektrisch voertuig volledig op te laden.
Mode 3
Mode 3 staat voor gecontroleerd laden via wisselstroom.
Via pulsbreedtemodulatie wordt de maximale laadstroom
bepaald alvorens het stopcontact onder spanning
gezet wordt. Voor ‘mode 3’-laden thuis is een speciale
aansluiting nodig, vergelijkbaar met de aansluiting voor
bijvoorbeeld een elektrisch fornuis. Enige aanpassingen
in de elektrische meterkast zijn dus een voorwaarde
om met 230V/32A te kunnen laden. Openbare ‘mode
3’-laadpalen leveren vaak krachtstroom en kunnen dan
400V en 16A, 32A of soms zelfs 64A leveren, waardoor
de oplaadtijd aanzienlijk korter wordt.
Mode 4
Mode 4 staat voor snelladen met gelijkstroom (DC Fast
Charging), waarbij de laadpaal zelf het gehele laadproces
bepaalt. Een ‘mode 4’-lader vereist minimaal een kracht­
stroomaansluiting van 400V met 3 x 80A. Dat maakt de
installatie behoorlijk duur.
11
Bij mode 1 tot 3 wordt altijd
geladen via een in de auto
aanwezige AC/DC-omvormer
en wordt het laadproces door
de auto bepaald. Een
‘mode 4’-lader beschikt
over een geïntegreerde
omvormer, die de
wisselstroom omzet en
zo meteen gelijkstroom
levert aan de wagen. De
omvormer van het voertuig
wordt daardoor omzeild en
de laadpaal wordt als het
ware rechtstreeks op de
accu aangesloten. Op die
manier kan een veel hoger
vermogen geleverd worden
en verloopt het laden een
stuk sneller.
3.3Standaardisering
De enorme verscheidenheid aan stekkertypes die gebruikt worden voor de huidige
elektrische voertuigen bemoeilijkt hun wereldwijde inzetbaarheid. Een van de vereisten
om elektrische wagens echt overal bruikbaar te maken, is een uniforme standaard voor
de oplaadinterface van de voertuigen.
Op het 26e symposium voor elektrovoertuigen EVS-26, van 6 tot 9 mei 2012 in Los
Angeles, toonden Audi, BMW, Chrysler, Daimler, Ford, General Motors, Porsche en
Volkswagen het Combined Charging System – een uniforme interface voor het snel
opladen van elektrische voertuigen die het mogelijk maakt om de meeste compatibele
elektrische voertuigen in 15 tot 20 minuten op te laden.
Het Combined Charging System is een gecombineerde interface die verschillende
manieren van opladen mogelijk maakt: monofasig opladen met wisselstroom, snelladen
met driefasige wisselstroom of ultrasnel laden met gelijkstroom (DC Fast Charging) aan
openbare laadstations. Daardoor kan de klant ongeacht
de stroombron en de aangeboden laadsnelheid
aan de meeste laadstations ‘tanken’.
SAE International* koos het Combined
Charging System als de standaard voor
snelladen. Deze ‘combostekker’ is een
uitbreiding van de bestaande ‘Type 1 AC
Charging Interface’, die enkel in combinatie
met wisselstroom kan worden gebruikt.
De SAE-standaard wordt deze zomer
officieel gepubliceerd. De Europese
Vereniging voor Autoconstructeurs ACEA
selecteerde het Combined Charging
System als uniforme AC/DC-laadinterface
voor alle nieuwe voertuigtypes in Europa vanaf 2017.
Het systeem maakt een maximale integratie in toekomstige ‘Smart Grids’
mogelijk, door een uniforme breedbandcommunicatie die wereldwijd werkt,
ongeacht de plaats waar het laadsysteem gebruikt wordt. De gecombineerde
laadstekker maakt de ontwikkeling en infrastructuur minder complex, verhoogt de
betrouwbaarheid van het oplaadproces, vermindert de totale kost voor de klant en
garandeert een minimum aan onderhoud.
Commercieel beschikbare laadstations zullen er vermoedelijk zijn vanaf eind 2012. Alle
betrokken autoconstructeurs ontwikkelen voertuigen die gebruikmaken van het Combined
Charging System. De eerste voertuigen met deze technologie zouden in 2013 hun intrede
doen op de markt.
* Society of Automotive Engineers
12