Elektroauto-laden uitgelegd: technologie, prestaties en praktijkfactoren

Het laden van de Elektroauto-batterij houdt in dat elektriciteit in de batterij wordt gebracht, waar deze wordt opgeslagen als chemische energie. Dit gebeurt door de beweging van elektronen en ionen tussen de twee elektroden van de batterij: de kathode en de anode, gescheiden door een elektrolyt.

Tijdens het laden stromen elektronen van de energiebron (bijv. een laadstation) naar de kathode. Tegelijkertijd bewegen positieve ionen via de elektrolyt van de kathode naar de anode. Zodra de batterij volledig is opgeladen, slaat deze energie op door een hoog potentiaalverschil tussen de polen, klaar om het voertuig van stroom te voorzien.

Het proces is omkeerbaar. Tijdens ontladen stromen elektronen van de anode naar de kathode via een extern circuit, waarbij stroom wordt opgewekt om de elektromotor aan te drijven.

Laadprestaties

Laadprestaties verschillen aanzienlijk tussen Elektroauto-modellen en worden beïnvloed door verschillende belangrijke factoren:

Packconfiguratie

De spanning van het batterijpakket beïnvloedt de maximale laadsnelheid. Bijvoorbeeld: een 50 kW DC CCS-lader die 125 A levert, heeft minimaal 400 V nodig om het volledige vermogen te halen. Een 300 V-pakket zou beperkt zijn tot 37,5 kW (300 V × 125 A).

Evenzo zijn de meeste CCS HPC-laders beperkt tot 500 A. Dit betekent dat een 400 V-pakket tot 200 kW kan ondersteunen, terwijl een 300 V-pakket is begrensd op 150 kW.

Modellen zoals de Volvo EX90, Polestar 3 en Nio EL8 beweren 250 kW-laden op 400 V-architecturen te ondersteunen, maar dit hangt af van laders die niet op 500 A zijn begrensd.

800 V-Elektroauto's op 400 V-laders

800 V-Elektroauto's kunnen beperkt worden door oudere 400–500 V-laders. Bijvoorbeeld zijn Tesla Superchargers begrensd op 500 V, wat de laadsnelheid voor 800 V-voertuigen vermindert.

Sommige Elektroauto's, zoals de Mercedes CLA, bieden niet de mogelijkheid om op 400 V-laders te laden.

Invertertechniek

Sommige Elektroauto's gebruiken onboard-omvormers om de spanning te converteren en zich aan te passen aan verschillende laders. Dit is vooral nuttig wanneer 800 V-voertuigen worden aangesloten op oudere 400 V DC-laders. De omvormer verhoogt intern de spanning, waardoor het voertuig kan laden, zelfs als de lader niet van nature 800 V-uitgang ondersteunt.

Deze spanningsconversie heeft echter efficiëntiebeperkingen, wat leidt tot lagere pieklaadsnelheden. De exacte prestaties zijn afhankelijk van de omvormerarchitectuur van het voertuig en de koelingsmogelijkheden.

Voorbeeld maximale snelheden bij spanningsconversie met omvormer:

De Lucid Gravity bevat een geavanceerd inverter-boostsysteem dat high-voltage (926 V) laden mogelijk maakt vanuit bronnen met een lagere spanning, zoals Tesla V3 (≈500 V) Superchargers. Dit wordt bereikt door een boostconverter in de achterste motoraandrijfunit te integreren — waarbij de stator van de motor en SiC-transistors worden gebruikt om de spanning op te voeren — zonder het gewicht significant te verhogen (slechts ~5 kg extra) of de koeling aan te tasten.

Bankladen

Deze methode splitst de batterij in twee 400 V-secties. Modellen zoals de Audi Q6 e-tron en Porsche Macan ondersteunen tot 135 kW bij 400 V en tot 270 kW bij 800 V. De Tesla Cybertruck kan 230 kW bereiken bij 500 V Superchargers.

Temperatuur

Batterijtemperatuur beïnvloedt de laadsnelheid kritisch. Bij koud weer kan het laden met meer dan 50% vertragen vanwege beperkingen van het Battery Management System (BMS). Veel Elektroauto's verwarmen de batterij voor wanneer ze naar een lader navigeren.

Bij warm weer kan het BMS het laden ook terugschroeven om oververhitting te voorkomen. Optimale laadtemperaturen liggen tussen de 25–35°C (77–95°F). Boven de 50–60°C kan het laden worden verminderd om de gezondheid van de batterij te beschermen.

Elektroauto's met snel laden moeten effectieve thermomanagementsystemen hebben om tijdens sessies de ideale batterijtemperatuur te behouden.

EVKX-laadcurves weerspiegelen optimale omstandigheden:

• De batterijtemperatuur is hoog genoeg voor maximale snelheid.
• De batterij blijft binnen veilige grenzen tijdens een 0–100% sessie.

BMS-software

BMS-software bepaalt ook de laadcurves. Fabrikanten wegen laadsnelheid af tegen de levensduur van de batterij. Omdat snel laden de degradatie versnelt, beperken sommige Elektroauto's de laadsnelheid of het aantal sessies met hoog vermogen.

Bijvoorbeeld:

• De Toyota BZ4X staat slechts twee sessies met hoge laadsnelheid per 24 uur toe.
• De Porsche Taycan stelt gebruikers in staat de laadsnelheid te begrenzen (bijv. van 270 kW tot 200 kW) om slijtage te verminderen.

Voorbeelden van laadsnelheden

EVKX biedt praktijkgegevens en grafieken over laadprestaties voor elk Elektroauto-model:

• Zeekr 7x Long Range AWD: Meer dan 430 kW piek.

  Dit model vereist meer dan 650 A om de volledige snelheid te bereiken. Op 400 V-laders is het beperkt tot 80 kW. Het laadcurve-diagram toont alle drie scenario's.

  

• Kia EV6 GT: Hoge pieksnelheid met een vlakke curve, ideaal voor lange afstanden.

  

• Nissan Ariya: Matige pieksnelheid maar consistente curve.

  

Tot slot

Op lange reizen is de vorm van de laadcurve van belang. Vlakke laadcurves ondersteunen langere, consistente stops, terwijl piekrijke curves voordeel bieden bij snelle bijlaadbeurten. EVKX helpt je de praktijkprestaties van elk model te vergelijken en te begrijpen.