Laadverlies elektrische auto: waar gaat de energie naartoe?

Als de accucapaciteit van je auto 58 kW is, betekent dit niet dat je hem kunt opladen van nul tot helemaal vol met precies 58 kWh. Verrassing ... Je moet vaak meer vermogen opladen dan wat de auto daadwerkelijk ontvangt. En moet je dus ook meer betalen.  

Volgens de ADAC kun je tussen de 10 en 25% van de totale hoeveelheid opgeladen energie verliezen. 

Dat is best veel, niet? 

En normaal gesproken kun je dit niet vermijden – de energie gaat simpelweg verloren op weg naar je auto. 
Hoe komt dat dan? En wat kun je doen om het energieverlies tijdens het opladen van de accu tot een minimum te beperken? Laten we eens kijken!  

Wanneer energie van punt A naar punt B gaat of van de ene vorm naar de andere wordt omgezet, gaat er altijd wat lading verloren. Dit gebeurt wanneer je je auto, tablet, telefoon of iets anders met een batterij erin oplaadt. 

Of je nu van natuurkunde houdt of niet, de regel van Einstein ken je waarschijnlijk wel: energie kan niet worden gecreëerd of vernietigd, ze kan alleen van de ene vorm in de andere worden omgezet.

Tijdens het hardlopen wordt je energie bijvoorbeeld omgezet in de warmte die je lichaam uitstraalt. Hetzelfde geldt voor het opladen van elektrische auto's. 

Energie verdwijnt niet, maar ... waar gaat ze dan naartoe? We zullen het je laten zien. 

Het laadproces met een AC-lader bestaat uit verschillende componenten:

• Ingebouwde oplader

• Laadkabel

• Laadvermogen

• Accu van de elektrische auto

Deze dragen allemaal bij aan het vermogensverlies en de afnemende laadefficiëntie. 

Helaas zijn de ingebouwde laders de grootste schuldigen als het gaat om energieverlies, omdat ze meestal tussen 75 en 95 procent efficiënt zijn. 

Laten we eens kijken waarom.

De belangrijkste functie van het ingebouwde laadsysteem is het omzetten van wisselstroom in gelijkstroom.

Die conversie genereert warmte, waardoor de vermogenselektronica in een EV gewoonlijk vloeistofgekoeld zijn. Toch beschermt dit je niet volledig tegen stroomverlies ... jammer genoeg. 

De ingebouwde laadsystemen werken bijzonder inefficiënt als er te weinig stroom is. In principe kun je echter niets doen om het laadverlies in deze fase van het proces te voorkomen. 

Er gaat wat energie verloren op weg door de laadkabel. 

Dit is een kwestie van weerstand. Hoe korter de laadkabel is, hoe lager het vermogensverlies. 

Hoe komt dat? Omdat de weerstand lager is.

Een hoger vermogen genereert meer warmte. En zoals je wel weet, verandert energie doorgaans in warmte. 

Een dikke laadkabel is een van die dingen die de warmte kan terugdringen en zo energieverlies kan voorkomen. Hoe hoger de laadsnelheid, hoe dikker de kabel moet zijn. 

Stel dat je je elektrische auto oplaadt aan 11 kW en 22 kW met eenzelfde kabel bedoeld voor een laadstation van 11 kW.

Wat gebeurt er dan? 

Bij 22 kW zijn de verliezen groter omdat er meer warmte wordt gegenereerd. Het is daarom beter om een kabel te hebben die is ontworpen voor een bepaalde laadsnelheid of zelfs voor een hogere, omdat het energieverlies in dit geval lager zal zijn. 

Elektrische energie uit het laadstation wordt in de lithium-ionaccu omgezet in chemische energie. Dit omzetten veroorzaakt warmte en dus vermogensverliezen. 

Gelukkig worden de meeste accu's van elektrische auto's, behalve die van de Nissan LEAF, geleverd met een systeem voor thermisch beheer om energieverlies te verminderen wanneer de accu opwarmt of afkoelt.

Als je je auto op een winterse dag oplaadt in de vrieskou, zul je merken dat het proces trager verloopt dan normaal. 

Het probleem is dan dat de EV-accu moet opwarmen voordat hij kan worden opgeladen. Dit eist wat van de energie op die anders rechtstreeks in de accu zou gaan. 

Aan de andere kant zijn bloedhete zomerdagen ook niet ideaal om EV's op te laden. 

Gelukkig hebben de meeste elektrische voertuigen een koelcircuit om de accu af te koelen tijdens het opladen bij warm weer.
Dit telt niet helemaal als verloren vermogen, maar geldt eerder als extra stroomverbruik. Volgens sommige experimenten ligt de ideale temperatuur voor het opladen en gebruiken van elektrische voertuigen tussen de 20 en 25 °C.

Als het gaat om opladen bij warm weer, is ons advies heel duidelijk: probeer je auto in de schaduw te parkeren om oververhitting van de accu te voorkomen. 

De meest voor de hand liggende manier om dit te doen is je autoaccu van nul tot 100% opladen en nagaan hoeveel stroom er is verbruikt. Daarna kun je dit cijfer vergelijken met de capaciteit van je autoaccu en voilà – het verschil is het laadverlies. Maar haast je nog niet naar je garage, want zo'n experiment kan je een arm en een been kosten. Je autoaccu tot het absolute minimum ontladen is beslist geen goed idee!

Maar hoe kom je te weten hoeveel energie je verliest elke keer je de laadkabel aansluit op je auto?

Je kunt de gegevens van gerenommeerde testorganisaties bekijken. 

ADAC heeft bijvoorbeeld een ecotest uitgevoerd met dezelfde 22kW-wallbox (AC) en dezelfde omgevingscondities (23 °C) om het laadverlies te bekomen. Er bleek behoorlijk wat verloren te gaan.

Het resultaat geeft bijvoorbeeld aan dat je 125,2 kWh moet opladen om de 105kWh-accu van een BMW iX te vullen. De goedkopere Jaguar i-Pace doet niet beter – 100,8 voor 90 kWh. 

Zoals we al zeiden, treedt het laadverlies meestal op terwijl de wisselstroom door een ingebouwde lader wordt omgezet in gelijkstroom. Dit is relevant voor AC-laden. 

Maar hoe zit het met DC-laden? Gaat er minder energie verloren als die niet hoeft te worden omgezet nadat ze het laadstation heeft verlaten?

In principe is dat zo. Houd er echter rekening mee dat laden met gelijkstroom ook niet ideaal is. Meer stroom stroomt sneller, wat leidt tot warmteverliezen. Dit zijn echter slechts kleine verliezen en DC-laden is in elk geval efficiënter.