Supersnel accu van elektrische auto laden met 800V: zo werkt het

ANALYSE – Tegenwoordig lijkt een moderne elektrische auto na twee weken alweer uit de gratie te zijn door de nieuwste technologische ontwikkelingen. Vooral accu-technologie en alles wat daar bij hoort, staat niet stil.

Een van de belangrijkste ontwikkelingen is de zogenoemde 800 volt-architectuur om accu’s sneller te laten laden. De kans is groot dat je daar nog nooit van hebt gehoord en dat is niet vreemd.

Op dit moment werkt het overgrote deel van de elektrische auto’s namelijk met een 400V-architectuur om accu’s te laden. Maar daar lijkt binnen twee jaar verandering in te gaan komen.

Veel autofabrikanten laten de huidige standaard los en stappen over naar een 800V-architectuur voor hun nieuwe elektrische modellen. En dat lijkt opmerkelijk, want dit brengt hogere kosten mee, terwijl de eindgebruiker er in de praktijk maar relatief weinig van merkt. Bij normaal gebruik van een elektrische auto dan, waarbij je relatief weinig te maken hebt met snelladers.

Waarom maken de fabrikanten dan toch de significante investering om 800 volt de nieuwe standaard te maken? Het eenvoudige antwoord daarop is dat elektrische auto’s die op een hoger voltage werken, efficiënter zijn en nog sneller kunnen laden.

Dat moet zich in de praktijk vertalen naar twee belangrijke voordelen: ten eerste een ietwat grotere actieradius uit eenzelfde accupakket vergeleken met een gelijkwaardige elektrische auto die met 400V werkt. Ten tweede: je kunt met een elektrische auto na een snellaadsessie je reis sneller voortzetten.

Het is overigens niet zo dat de 800V-architectuur een totaal nieuwe ontwikkeling is. Het gaat er vooral om dat deze standaard nu pas op grotere schaal wordt toegepast.

De technologie bestaat al jaren en werd voor het eerst geïntroduceerd door Porsche met de Taycan in 2019. Al moeten we daarbij wel zeggen dat de eerder genoemde voordelen bij deze auto niet echt duidelijk op te merken zijn. Hij laadt sneller dan gemiddeld, maar de actieradius van deze vierwieler laat toch wel te wensen over.

Hoe hoger het voltage, hoe meer voordelen?

Om duidelijk te maken waar de voordelen van het werken met een hoger voltage vandaan komen, hoeven we gelukkig al te zeer de diepte in te gaan wat betreft de onderliggende technologie.

Het komt neer op een simpele rekensom: spanning (volt - V) keer stroomsterkte (ampère – A) = vermogen (Watt - W).

Bijvoorbeeld: een huidige elektrische auto die op een nominaal voltage van 400 volt werkt en die kan snelladen met 200 kW, heeft een stroomsterkte van 500 ampère nodig om dat te bewerkstelligen. Een vergelijkbare auto met een 800V-architectuur heeft daar slechts 250 ampère voor nodig. Dus een lagere stroomsterkte.

Hoe hoger de stroomsterkte (meer ampère), des te hoger de energieverliezen bij het laden en hoe warmer de componenten worden. In beide gevallen gaat het om ongewenste neveneffecten, want bij elektrische auto's draait alles om efficiëntie en warmteontwikkeling is de grootste vijand van de duurzaamheid van onder andere het accupakket. Er zijn dus significante voordelen bij het verlagen van de stroomsterkte, ofwel het aantal ampères.

Het verhogen van het voltage en daarmee het verlagen van het ampèrage lijkt een eenvoudige oplossing om deze problemen te ondervangen, Maar daarbij ontstaan er vanzelfsprekend weer nieuwe uitdagingen.

Voor autofabrikanten is het belangrijkste dat de benodigde onderdelen voor een 800V-architectuur duurder zijn en in sommige gevallen zelf ontwikkeld moeten worden, wat ook weer extra kosten met zich meebrengt.

Ook moeten kabels en andere componenten beter geïsoleerd of anders geplaatst worden, omdat hogere spanning anders makkelijker kan overspringen, wat op zichzelf weer technische problemen met zich mee kan brengen.

Gelukkig is het bouwen van een 800V-accupakket relatief simpel en kostentechnisch weinig impactvol: het is een kwestie van een andere aaneenschakeling van de individuele cellen in een accupakket dan in een 400V-accupakket. Dit kan zonder dat er een verandering in het aantal kilowattuur van het pakket plaatsvindt.

Kantelpunt voor accu's met 800V-architectuur lijkt bereikt

De uitdagingen wat betreft de kosten van onderdelen lijken vooral door opschalen van de productie opgelost te kunnen worden. Voordat 400 volt EV’s de standaard werden, waren componenten voor deze auto’s ook duur en moesten ze zelf ontwikkeld worden. Nu dat gebeurd is, is de prijs aanzienlijk gedaald. Dat kantelpunt lijkt ook bereikt voor de 800V-architectuur, aangezien menig autofabrikant er in de aankomende jaren op overstapt.

Toch blijven er dan nog enkele minpunten aan 800 volt kleven. Zo kan het bijvoorbeeld nu nog zijn dat een elektrische auto met 800V bij een snellader langzamer laadt dan een 400 volt-variant. Dit heeft onder meer te maken met verschillen in voltage van laadpalen en de accu-architectuur van de auto. Hoewel hier nog uitdagingen zijn, lijkt dit probleem wel goed te verhelpen op termijn.

Veel snelladers zijn al geschikt voor 1.000 volt of meer en oudere snelladers die bij 400 volt aftoppen, worden langzamerhand vervangen.

Voordelen van laden met 800V-accu

Op papier lijken er dus geen onoverkomelijke nadelen meer aan een 800V-architectuur te hangen. Als we dan naar de voordelen kijken, dan zijn die best aantrekkelijk. De eerste, en ook de meest opvallende, is de heel hoge laadsnelheid van meer dan 350 kW. En dat allemaal door dunnere laadkabels die veel minder koeling vereisen.

Maar ook in de auto zijn er winsten. Niet alleen worden onderdelen zoals kabels lichter en kleiner, ook warmen ze minder op en treedt er minder energieverlies op. Dat zorgt ervoor dat er minder koeling nodig is, wat op zich al de efficiëntie van de EV verbetert, maar ook nog eens dat een groter deel van de opgeslagen stroom uit het accupakket daadwerkelijk gebruikt kan worden.

Op het totale plaatje betekent het minder gewicht, minder stroomverlies en dus een hogere efficiëntie. Dat vertaalt zich in een grotere actieradius.

Er moet hier wel bij gezegd worden dat de fabrikant een belangrijke rol speelt in de mate van optimalisatie. Bij bijvoorbeeld Lucid Motors zijn ze tot het gaatje gegaan in de optimalisatie van hun 900V-architectuur in alle componenten. Dat levert hoge ontwikkelingskosten op, wat ook maakt dat de auto’s van het merk aanzienlijk duurder zijn dan de concurrentie.

Ook voor de laders zijn er voordelen, al zijn die wat minder indrukwekkend. Ook hier geldt dat componenten minder zwaar hoeven te zijn en dat ze minder last hebben van energieverlies.

Wat merk jij daar als EV-rijder dan van? Vrij weinig, zolang je niet heel vaak een snellader gebruikt.

Wat de snellader zelf betreft: dat blijft een enorm ding, maar de kabel die eraan hangt wordt niet nog dikker en zwaarder. Deze heeft immers geen extra koeling nodig om een hogere stroomsterkte bij het laden met 400V aan te kunnen. Het maakt de laadervaring minder een fitnessworkout en ietwat plezieriger.

Is 800V echt nodig?

Is de overstap van 400 volt naar 800 volt daarmee iets wat we per se nodig hebben? Niet echt. Is het prettig en een goede stap voor de toekomst? Zeker wel. Het is daarbij goed om te weten dat elektrische auto's met 400V voorlopig nog wel blijven bestaan en de komende jaren ook prima kunnen laden aan de 800V-snelladers. Dat gebeurt nu ook al.

Sterker nog, veel mensen zal het verschil tussen 400V en 800V amper opvallen, zeker niet voor degenen die vooral thuis laden.

Is het dan de moeite waard om te wachten tot de 800V-architectuur op meer modellen te krijgen is voordat je overstapt op elektrisch rijden? Dat is vooral aan jou.

Verwacht je veel aan de snellader te staan, of wil je gewoon sneller kunnen laden en ben je bereid daar een premium voor te betalen (800 volt zal voorlopig nog wat duurder blijven dan 400 volt), dan is het een goede, toekomstbestendige investering. Zo niet, dan voldoet een 400V-auto ook aan alle eisen van vandaag.

LEES OOK: Van weeskind tot de grootste uitdager van Elon Musk: dit is het verhaal van BYD-oprichter Wang Chuanfu