Hoe werkt een elektrische auto?

Vier wielen, een dak, ruiten rondom. Een elektrische auto lijkt op het eerste gezicht misschien op een ’traditionele’ verbrandingsmotor-auto, toch zijn er een paar grote verschillen. In dit artikel gaan we verder in op hoe een elektrische auto werkt.

De werking van een benzineauto kennen we allemaal wel. Bij een tankstation gooi je brandstof in de benzinetank. Die benzine wordt via leidingen en slangen naar de verbrandingsmotor gebracht, die de boel met lucht mengt en laat ontploffen. Door het juist timen van die ontploffingen ontstaat een beweging, die wordt vertaald naar een draaiende beweging van de wielen.

Als je die extreem versimpelde uitleg vergelijkt met een elektrische auto, zie je veel overeenkomsten. Bij een oplaadpunt laad je de accu van je EV. Deze accu is natuurlijk geen lege ’tank’ zoals bij je benzineauto, maar een lithium-ion-accu zoals in een laptop of smartphone. Die elektriciteit wordt omgezet in een draaiende beweging, om zo het rijden mogelijk te maken.

Elektrische auto kent ook verschillen

In de basis zijn de twee auto’s te vergelijken, al zijn er ook ingrijpende verschillen. Neem de versnellingsbak. Bij een ’traditionele’ auto zit er een versnellingsbak tussen de verbrandingsmotor en de aangedreven assen. Een benzinemotor geeft immers niet continu de volledige kracht, maar bouwt op naar een hoogtepunt. Als je kijkt naar een grafiek die de pk’s en Nm’s van een verbrandingsmotor bij een bepaald aantal toeren weergeeft, zal je daarin twee curves zien. Moderne auto’s – CVT-bakken uitgezonderd – hebben dan ook minimaal vijf vooruitgaande versnellingen, om ervoor te zorgen dat je altijd in het meest ideale toerental van je verbrandingsmotor zit.

Een elektrische motor levert vanaf het begin de volledige kracht én heeft een veel breder ideaal toerenbereik dan een verbrandingsmotor. Met andere woorden, je kan prima van 0 naar 130 km/u rijden in een elektrische auto zonder daarvoor meerdere versnellingen nodig te hebben. Een EV als een Tesla heeft daarom maar één voorwaartse versnelling. Een gebrek aan meerdere versnellingen betekent geen vermogensverlies tijdens het schakelen, waardoor EV’s vaak worden gezien als de koningen van de stoplichtensprint. Je hoeft het gaspedaal maar het tapijt in te drukken en je schiet meteen weg.

Er zijn wel uitzonderingen. De Porsche Taycan, bijvoorbeeld, heeft twee voorwaartse versnellingen. Van een Porsche wordt qua sportiviteit immers meer verwacht dan van een Peugeot e-208 of een Fiat 500e. Een (relatief) hoge topsnelheid is voor de kopers van deze auto vrij belangrijk. Daarom heeft de Taycan twee voorwaartse versnellingen, zodat je in de eerste versnelling snel van het stoplicht weg bent en in de tweede versnelling kan genieten van een hogere Vmax. Formule E-auto’s hebben overigens ook meerdere voorwaartse versnellingen.

Torque vectoring

Nu we het toch over de sportiviteit van een auto hebben, gaan we torque vectoring benoemen. Deze techniek kennen we ook van brandstofauto’s. Het idee van torque vectoring is dat je het koppel van de motor kan verdelen over de twee wielen op één as. Stel, je komt in een regenbui terecht, waarbij een wiel opeens begint met slippen. Het heeft dan geen zin om motorkracht naar dat wiel te sturen. Een differentieel met torque vectoring kan dan minder koppel naar dat wiel sturen, om de controle over dat wiel weer terug te kunnen krijgen.

Sportievere, elektrische auto’s hebben doorgaans minimaal één elektromotor per as. De Audi e-tron S heeft op de achteras zelfs twee motoren: eentje per wiel. Dat maakt het inzetten van torque vectoring veel eenvoudiger. De computer kan er immers bliksemsnel voor kiezen om één wiel helemaal niet van vermogen te voorzien, maar juist het vermogen naar het andere wiel te sturen. Iets waar jij als bestuurder niets voor hoeft te doen, maar wel heel veel lol aan kunt beleven.

‘One pedal driving’

Een andere verandering met EV’s zijn de remmen. Of beter gezegd, de manier van het afremmen. Een elektrische automotor kan namelijk niet alleen energie omzetten in beweging, maar ook een beweging omzetten in energie. Dit werkt in een elektrische auto vergelijkbaar met hoe een fietsdynamo in elkaar steekt. Dat betekent dat wanneer je als bestuurder je voet van het gaspedaal afhaalt, de dynamo meteen begint met werken en je dus uiteindelijk tot stilstand komt. Je remt dus af zonder daadwerkelijk te remmen en daarbij laad je de accu nog op ook. Ideaal, toch?

Dit heet regeneratief remmen, al noemt onder andere Nissan het graag ‘one pedal driving’. Vaak is de mate van het regeneratief remmen in te stellen. Het is aan te raden dit op het maximale te laten staan, zodat je zoveel mogelijk afremt op de elektromotor. Al kan dit wel eens oncomfortabel aanvoelen.

De winst is er uiteindelijk niet alleen voor je actieradius, maar ook voor de remmen. Als je die niet gebruikt, dan slijten die immers niet. EV’ers rapporteren dan ook vaak dat hun remblokken en -schijven het een stuk langer uithouden dan toen ze nog in een brandstofauto rondreden. Geld besparen zonder dat je er iets voor hoeft te doen, klinkt dat niet als muziek in de oren?

Meer plus- en minpunten zijn te lezen in het artikel over de voordelen en nadelen van een elektrische auto.

Conclusie

We zijn hier natuurlijk niet tot in detail getreden over hoe een elektrische auto technisch gezien werkt. Dit is vrij complexe stof, die voor de meesten niet zo van belang zal zijn. We hebben hier voornamelijk geschreven wat de grootste verschillen voor ons petrolheads zijn. Namelijk, een andere manier van versnellingen, van afremmen en van motorisering. Wil je meer weten over welke componenten er allemaal in een elektrische auto zitten? Dan is het onderstaande YouTube-filmpje een aanrader. Een professor van de TU Delft legt uit welke weg elektriciteit moet lopen om van de stekker naar het wiel te gaan. Benieuwd hoe een elektrische auto van een brandstofauto verschilt? Dan is deze site van het Amerikaanse Department of Energy wel een bezoek waard.