E-Mobility: alles over het opladen van een elektrische auto

Elektrisch rijden (ook wel: E-Mobility) is een snel groeiende markt. Volgens het CBS is in 2021 de markt met 38% gegroeid ten opzichte van het jaar ervoor tot een gezamenlijk actief aantal elektrische auto’s van 725.500. Met de nieuwe technologie vinden natuurlijk ook nieuwe termen hun weg naar ons dagelijks leven: stroom, elektronen, volt, ampère, watt, stopcontacten, oplaadstekkers, enzovoort. Dit kan hoofdpijn veroorzaken, vooral voor nieuwkomers. Maar de verbindingen zijn niet noodzakelijk complexer dan bij de klassieke verbrandingsmotor. Wij leggen je alle belangrijke begrippen rondom het opladen van je elektrische auto simpel uit.

Waarom moet ik iets weten over volt, ampère en watt?

Het is vanzelfsprekend dat je als bestuurder van een auto met ‘gewone’ verbrandingsmotor ongeveer weet wat de auto per 100 kilometer verbruikt. Zo weet je bijvoorbeeld dat je meer verbruikt op de snelweg dan op de normale autoweg. Dankzij het dashboard van de auto en eigen ervaring, kun je inschatten wanneer je naar het volgende tankstation moet gaan rijden.

In principe verandert er niet veel aan de situatie als bestuurder van een elektrische auto. De grootste verandering zit in het soort termen die worden gebruikt. Omdat het gebruik van deze termen niet voor iedereen vanzelfsprekend is, zullen wij ze stap voor stap behandelen. Eerst gaan we langs de elektronische eenheden volt, ampère en watt. Vervolgens komen we bij alle informatie over laadkabels voor elektrische auto’s en hun stroombronnen. Tot slot geven wij je een waardevolle tip over het opladen van elektrische auto’s.

Wat betekent de eenheid ‘volt’?

Elektriciteit bestaat uit elektrisch geladen deeltjes die zich in een bepaalde richting tussen twee polen bewegen. De stroom van water is goed te vergelijken met de stroom van elektriciteit. Aan de ene kant is er een overvloed aan elektronen, die in een gesloten circuit naar de andere kant stromen, waar er een tekort aan elektronen is.

In de stroom van elektronen is ‘volt’ de meeteenheid voor elektrische spanning. Het staat voor de energie waarmee de elektronen van de ene naar de andere kant stromen. Of om het anders te zeggen: volt staat voor de kracht waarmee de stroom wordt aangedreven. Het geheel is vergelijkbaar met hoogteverschil in een rivier: of de deeltjes in dit proces langzaam druppelen of stromen als een sterke rivier wordt bepaald door de waterdruk. In de elektriciteitsstroom is dit dus de spanning, gemeten in volt.

Wat betekent de eenheid ‘ampère’?

‘Ampère’ is de eenheid van stroomsterkte. Deze waarde komt overeen met de absolute hoeveelheid elektronen die in een bepaalde tijdsperiode tijdens de elektriciteitsstroom worden verplaatst. Het beste kun je hierbij een waterleiding of een rivier voorstellen: Als de pijp erg breed is zal er natuurlijk meer water doorheen stromen dan in een smallere pijp.

Wat betekent de eenheid ‘watt’?

De hoogte van de eenheid watt is afhankelijk van het vermogen. Deze waarde beschrijft het energieverbruik van een elektronisch apparaat in een bepaalde tijdsperiode. Het vermogen wordt berekend door de stroomspanning (volt) te vermenigvuldigen met de stroomsterkte (ampère). De formule die hierbij hoort, is dan ook de volgende:

Watt = Volt * Ampere”

 

Op deze manier kan worden bepaald hoeveel elektriciteit een elektrisch apparaat per periode verbruikt. Het verbruik wordt gewoonlijk gemeten in kilowattuur. Kilo is het Griekse woord voor duizend, dus “x kilowattuur” staat voor het verbruik van “x-duizend watt per uur”.

Wat is de actieradius en oplaadtijd van mijn elektrische auto?

Zoals vele andere elektrische apparaten hebben ook elektrische auto’s mobiele energiebronnen, in dit geval accu’s. Met behulp van de resterende accucapaciteit en het gemiddelde stroomverbruik van het model elektrische auto kan worden bepaald welke afstand nog kan worden afgelegd voordat een nieuwe oplaadbeurt nodig is.

De afstand die je kunt rijden op één acculading noemen we de actieradius. De formule om dit te berekenen is de volgende:

Actieradius (in km) = accucapaciteit (in kWh) / energieverbruik (in kWh/100 km) * 100″

 

Dankzij de accu kan een elektrische auto ook worden opgeladen op vrijwel dezelfde manier als een elektrisch huishoudelijk apparaat. Hoe lang het oplaadproces duurt, hangt af van verschillende factoren. Het gaat onder meer om de accucapaciteit van de auto in kilowattuur [kWh], het type oplaadkabel en het type stekker, of de stroombron. In principe geldt echter het volgende:

Laadtijd (in uren) = accucapaciteit (in kWh) / laadvermogen (in kW)”

 

Waarvoor dienen de verschillende contacten in laadstekkers?

Normale Nederlandse stekkers die je uit het huishouden kent en die je in het stopcontact steekt, hebben in totaal drie contacten: een fase, een nulgeleider en een beschermingsgeleider.

De fase is de geleider van de gebruikte stroom, ook wel het contact waarop de spanning wordt aangelegd. Dus slechts één van de drie contacten voorziet de consument van stroom. Met een fasetester kun je in een stopcontact nagaan op welk contact de spanning staat.

Ook is er de nulgeleider, die zelf geen spanning voert. Deze is er om het circuit te sluiten en zo de stroom van elektriciteit in de eerste plaats mogelijk te maken.

Tenslotte is er de beschermingsgeleider, ook wel aarding genoemd, die zoals de naam al zegt een veiligheidsmaatregel is in geval van een defect. De stroombron is gezekerd voor een bepaalde stroomsterkte, tot welke hoogte de stroom kan vloeien.

Een normaal stopcontact in Europa werkt gewoonlijk op 230 volt wisselstroom met een zekering van 16 ampère. Het maximale vermogen in watt dat uit een stopcontact kan worden getrokken is dus: 230 volt * 16 ampère = 3680 watt of 3,6 kilowatt.

Wat is het verschil tussen Type 1 en Type 2 laadstekkers?

Laten we voor het gemak aannemen dat een elektrische auto een accu heeft met een capaciteit van 33 kilowattuur. Om deze accu met een normaal stopcontact volledig op te laden, zou het stopcontact 16,5 uur ononderbroken moeten draaien op vol vermogen van 2 kilowatt: 33 kilowattuur / 2 kilowatt = 16,5 uur.

Omdat dit aan de lange kant is, zijn er speciale oplaadstekkers en stroombronnen voor elektrische auto’s die kunnen worden gebruikt om het oplaadproces te versnellen. Er zijn twee verschillende soorten stekkers die in verschillende regio’s worden gebruikt: de Type 1 stekker in de Verenigde Staten en Azië en de Type 2 stekker als de Europese tegenhanger. Er zijn ook geschikte adapters verkrijgbaar, waardoor het mogelijke wordt beide type stekkers te gebruiken.

Type 2 laadstekkers zijn driefasig en hebben in totaal zeven contacten. Dit betekent dat zij drie stroomvoerende bronnen hebben, die elk de stroom laten vloeien bij een spanning van 230 volt. Type 2 laadstekkers zijn ook voorzien van een nulgeleider en een beschermingsgeleider. Bij dezelfde zekering van 16 ampère leveren zij dus driemaal zoveel stroom, namelijk: 3 fasen * 230 volt * 16 ampère = 11.040 watt of ongeveer 11 kilowatt.

Waarvoor heb je een wallbox nodig?

Aangezien de krachtige Type 2-stekkers niet in gewone stopcontacten voor huishoudelijk gebruik passen, hebben fabrikanten een stopcontact ontworpen dat speciaal voor elektrische auto’s is bestemd: de wallbox.

De wandcontactdoos ondersteunt driefasig opladen, maar is ook gezekerd tot een stroomsterkte van 32 ampère. Dit maakt laadvermogens mogelijk tot: 3 fasen * 230 volt * 32 ampère = 22.080 watt, of 22 kilowatt. Het laadproces in het bovenstaande voorbeeld wordt dus teruggebracht tot slechts: 33 kilowattuur / 22 kilowatt = 1,5 uur.

Bovendien zijn wallboxes voorzien van belangrijke veiligheidsvoorzieningen. RCD’s en beveiligingsmaatregelen tegen gelijkstroom defecten verminderen het risico van overspanning of de vorming van hoge temperaturen.

Wat is het verschil tussen wisselstroom (AC) en gelijkstroom (DC) bij het opladen van elektrische auto’s?

Terwijl de stroombronnen voor thuis opladen zijn gebaseerd op een wisselspanning, laden openbare laadstations elektrische auto’s op met gelijkstroom. De reden: gelijkstroomspanning is doorgaans krachtiger dan wisselstroomspanning en maken dus een sneller oplaadproces mogelijk.

En dat is logisch, want thuis laad je je elektrische auto meestal ‘s nachts op. Daarbij moet het opladen onderweg sneller gaan: een half uurtje en je bent weer onderweg. Sommige oplaadstations bieden theoretische oplaadcapaciteiten tot 350 kilowatt. Met een oplaadtijd van 30 minuten komt dit theoretisch overeen met een oplaadcapaciteit van 175 kilowattuur. In de praktijk ligt dit getal echter een stuk lager aangezien de meeste auto’s deze capaciteit niet kunnen matchen.

Veel auto’s kunnen tot 80% worden snelgeladen, of laden aanzienlijk langzamer wanneer het percentage hoger dan 80% wordt. Ook is het belangrijk om te onthouden dat snelladen de accu van je auto meer belast, dus probeer dit niet te vaak te doen. Zo gaat de accu langer mee.

Het belang van de oplaadkabel

Het vermogen waarmee de accu van de elektrische auto uiteindelijk wordt opgeladen, hangt af van de maximale capaciteit van drie componenten: de stroombron, de oplaadkabel en de elektrische auto.

Dit betekent dat een elektrische auto, die in principe via een wallbox maximaal 22 kW zou kunnen worden opgeladen, wordt beperkt tot het opladen met maximaal 11 kW als dit het maximale vermogen is van de oplaadkabel. Ook kan de auto zelf een maximaal laadvermogen in kW hebben. De uitdrukking “een ketting is zo sterk als zijn zwakste schakel”, is wat betreft het opladen van je elektrische zeker van toepassing.

Persoonlijk advies over elektrische auto’s en E-Mobility

Al met al komt er dus veel kijken bij het opladen van een elektrische auto en elektrisch rijden. Ondanks dat wij de meest voorkomende termen zo goed mogelijk hebben geprobeerd uit te leggen, kan het zijn dat je nog vragen hebt. Of juist wat persoonlijk advies wilt. In dat geval raden we je aan om contact op te nemen met de E-Mobility experts van tink. Maak hier gemakkelijk een afspraak en zij helpen je op weg in de wereld van E-Mobility.