Waarom laadt elektrische auto altijd op een andere snelheid?

Als je met een brandstofauto gaat tanken, dan weet je dat je binnen een paar minuten weer onderweg bent. Maar met een elektrische auto is dat niet altijd het geval. Snelladen verkort laadtijden tot tientallen minuten. Maar hoe snel je auto laadt, blijft een gok.

In een perfecte wereld zou een elektrische auto altijd op maximale snelheid kunnen laden. Maar helaas is dat niet het geval. In de realiteit kom je met allerlei factoren in aanraking die de laadsnelheid van je elektrische auto beïnvloeden. 

In theorie kan het zelfs zo zijn dat je met twee keer met dezelfde auto bij dezelfde lader aankomt en vanaf precies hetzelfde accupercentage geheel andere laadsnelheden bereikt. Niet alleen de auto en de lader spelen namelijk een rol bij het laadproces. Zaken zoals het weer en de hoeveelheid mede-laders om je heen kunnen ervoor zorgen dat jouw auto andere laadsnelheden haalt dan je zou verwachten. 

Wist je bijvoorbeeld dat veel laadpalen hun maximale laadsnelheid alleen halen als het rustig is?

Als je bijvoorbeeld de enige lader aan de paal bent. Dan kan je bij een laadpaal die met 11 kW zou kunnen laden, zelfs hogere snelheden aantikken. Dit soort palen zijn doorgaans voorzien van twee laadpoorten, waardoor de laadpaal in theorie 11 kW per auto zou moeten kunnen leveren, als er twee aan gekoppeld staan. Als dat niet het geval is, dan kan hij zijn volle vermogen naar alleen jouw auto sturen. Maar aan de andere kant kan het ook voorkomen dat je de beloofde 11 kW niet meer haalt als er nog een auto naast je komt laden. Hier maakt de laadpaal uit wie wat krijgt en hoe hij zijn maximale vermogen verdeelt. 

Bij langzaam laden blijven de verschillen in laadsnelheden vrij beperkt. Veel externe factoren beginnen namelijk pas een rol te spelen als je sneller laadt. Daaronder blijft overigens de drukte bij de laders vallen.

Bij een druk laadstation met meerdere snelladers is het prima mogelijk dat ze allemaal op een iets lager vermogen moeten draaien, omdat het netwerk het anders niet aan zou kunnen.

Is de auto klaar voor snelladen?

Je bent overigens niet alleen afhankelijk van factoren die bij laadpalen spelen, maar ook van de interne systemen van de auto. Het is vooral de vraag of die wel helemaal klaar zijn voor een snelle laadsessie, als je even snel wat stroom wilt tappen.

Dat leggen we uit: om snel te kunnen laden, moet het accupakket in de auto op een optimale temperatuur zijn. Stop je na een kort stukje rijden in de vrieskou bij een snellader, dan heb je grote kans dat het accupakket nog steenkoud is en dus niet het maximale vermogen accepteert. Het tegenovergestelde geldt ook voor een laadsessie na een lang stuk rijden op een hete dag. 

Beide factoren worden gelukkig bij steeds meer elektrische auto’s ondervangen doordat het accupakket wordt ‘gepreconditioneerd’. Dat wil zeggen dat de accu wordt opgewarmd of gekoeld tot een temperatuur waarbij de accucellen zich het prettigst voelen (meestal zo rond de 20 graden Celsius).

Dat pre-conditioneren kan de eigenaar vaak zelf doen via een app of in de auto. Soms gaat het ook automatisch als er in de navigatie in de auto aangegeven wordt dat er een snellaadsessie op de route is. Dan kan de auto ervoor zorgen dat het accupakket op optimale temperatuur is, wanneer de snellader ingeplugd wordt.

Hoewel het preconditioneren helpt met het optimaliseren van de laadsnelheid, zijn er nog andere factoren die invloed hebben op het hele laadproces. Denk bijvoorbeeld aan de hoeveelheid restantlading die het accupakket nog heeft en de chemische samenstelling ervan. Afhankelijk hiervan kan de interne weerstand in de accucellen namelijk veranderen. 

Bij een lithium-ion-accupakket, de meest voorkomende variant, geldt dat deze een hoge interne weerstand heeft als accu vrijwel leeg is, of vrijwel vol is. Daartussen is de weerstand vrij gelijkmatig laag. Je kunt dus bedenken dat opladen veel efficiënter gaat als de weerstand laag is. Het is dan ook bekend dat opladen doorgaans het snelst gaat als de accu tussen de 10 en 80 procent is gevuld; en dat de eerste en laatste paar procenten vaak even lang duren als de rest.

Het Battery Managment System heeft het laatste woord

Tot slot is er nog het Battery Management System (BMS). Dit systeem stuurt alles in en rond het accupakket aan om ervoor te zorgen dat de accu zo lang mogelijk meegaat en er geen spontane vuurtjes uitbreken door oververhitting. Zonder het BMS zouden accucellen overladen kunnen worden en bijvoorbeeld vlam kunnen vatten.

De opwarming van het accupakket tijdens het laden is dan ook een van de belangrijkste redenen dat de laadsnelheid langzaam afneemt, naarmate de accucellen voller raken.

Tijdens het laden ontstaat er warmte, wat de interne weerstand doet stijgen. Om oververhitting en schade te voorkomen, en de levensduur van de accu te optimaliseren, grijpt het BMS in en verlaagt dit systeem de laadsnelheid. Hoe dit gebeurt, bepaalt het BMS aan de hand van heel veel factoren, waaronder ook de chemische samenstelling van de batterijen.

Daarnaast maakt het ook uit welke architectuur het accupakket van een auto heeft. Standaard gaat het om de 400 volt-architectuur. Die maakt gebruik van zware kabels die een hogere stroomsterkte aankunnen, maar ook sneller warm worden.

Daar tegenover staat de opkomende 800V-architectuur, die veel minder last heeft van warmteontwikkeling omdat deze op een hoger voltage werkt, waardoor een lagere stroomsterkte benodigd is. De weerstand blijft dus langer lager, wat de warmteontwikkeling beperkt.

Het is dus ook doorgaans zo dat een auto met 800V-architectuur langer zijn maximale laadsnelheid kan vasthouden over een groter deel van de laadcyclus. 

Je zou kunnen zeggen dat het BMS de hoofdverantwoordelijke is voor het verschil in laadtijden. Dit systeem neemt alle externe en interne factoren in acht en bepaalt aan de hand daarvan hoe snel je auto kan laden.

Hoe dit precies gebeurt, wordt voornamelijk bepaald door de fabrikant die de parameters instelt. Ook de randsystemen spelen hierbij een rol. Een opwarmend accupakket op temperatuur houden met een systeem dat met vloeistof koelt, zal vele malen efficiënter zijn dan een systeem dat hetzelfde met alleen lucht moet doen.

Daarnaast heb je zelf ook nog enige invloed op de laadsnelheid. Besluit je met de airco vol aan te laden, terwijl je naar muziek via Spotify luistert, dan beperk je de efficiëntie van de auto. Je vraagt immers stroom van hetgeen dat je eigenlijk aan het opladen bent. Het BMS zal hierdoor ook moeten bepalen wat een optimale laadsnelheid is terwijl het accupakket gebruikt wordt. 

LEES OOK: Subsidies voor elektrische auto in 10 Europese landen – Nederland is middenmoter: kariger dan Spanje, maar beter dan Scandinavië