Hoe werkt een elektrische auto

De elektrische auto is in feite een relatief eenvoudig concept. Anders dan bij een conventionele auto heeft de elektrische auto geen versnellingsbak. Dit scheelt een hoop onderhoud, geluid en vieze handen. Maar hoe werkt een elektrische auto nu eigenlijk?

Het principe is in de meest eenvoudige vorm te zien in onderstaand elektrisch-schema, we sluiten een accu (batterij) aan op een elektromotor waar we wielen aan monteren en we hebben een elektrische-auto.

Om van dit eenvoudige stroomdiagram een functioneel en veilig voertuig te maken komt er natuurlijk heel wat meer bij kijken. Zo moeten we de draai(rij)snelheid van de elektromotor regelen (zoals we het in de volksmond nu nog noemen “gaspedaal”) met een motorregeling, De accu moet (op tijd) geladen worden, en de accu spanning moet omgezet worden zodat deze de krachtstroom die de elektromotor nodig heeft kan leveren. Voor elke functie zullen we dus een toevoeging aan het elektrisch-schema moeten maken om een praktisch bruikbaar voertuig te maken.

De batterij van een elektrische auto

Elke auto heeft energie nodig. Bij een conventionele auto wordt deze energie gehaald uit benzine of diesel. Bij een elektrische auto wordt de energie uit de batterij gehaald. De term elektrische auto heeft te maken met de aandrijflijn en dan met name de elektromotor. Een speciaal systeem zorgt er voor dat deze batterijen optimaal energie leveren. Hierbij wordt vooral gekeken naar een minimale “slijtage” van de batterij. Door slimme software gaan de batterijen hierdoor veel langer mee en leveren ze optimaal energie. Het opladen van de batterij(en) kan doormiddel van een normaal stopcontact of een laadpaal. Er zijn ook modellen waarbij het opladen draadloos gebeurt.

De elektromotor wordt aangedreven door elektrische energie. Deze energie komt uit de batterij en wordt door een inverter omgezet. Hierdoor ontvangt de elektromotor de energie op het juiste niveau. De inverter en de daarbij behorende software zorgen voor dat de elektromotor zeer nauwkeurig kan worden aangestuurd.

Belangrijk daarbij is dat de elektromotor zelf geen vertraging kent. Wanneer de motor vol vermogen krijgt heb je ook direct de volle capaciteit van de elektromotor beschikbaar. Een conventionele motor daarentegen kent altijd een vertraging. Alle mechanische onderdelen in een brandstofmotor moeten eerst een bepaalde weerstand overwinnen voordat het maximale koppel kan worden verkregen. Dit koppel wordt, anders dan bij een elektromotor, ook alleen binnen een beperkt toerental gerealiseerd. Het toerental van de elektromotor kan oplopen tot wel 18.000 toeren. Bij een conventionele motor moet tussendoor geschakeld worden naar een hogere versnelling om het koppel hoog te houden.

Onderhoud van de elektrische auto

Doordat een elektrische auto vrijwel geen bewegende onderdelen kent, kan er dus ook minder stuk. Ook valt er aan een elektrische auto vrijwel geen onderhoud te plegen. Een onderhoudsbeurt aan een elektrische auto komt meestal neer op controle van de banden, ruitenwissers, remmen en .. ja dat was het eigenlijk wel. Dit maakt dat de kosten van het rijden in een elektrische auto vele malen lager liggen dan een brandstof auto. De energiekosten (elektriciteit t.o.v. brandstof) liggen eveneens een factor 3 a 4 lager.

Om een veilige en controleerbare auto op de weg te brengen die dezelfde eigenschappen als een conventionele auto bezit worden er elektronische management-modules toegevoegd aan het eenvoudige stroomdiagram waar we mee begonnen. Zo is er een management systeem die het batterij gedeelte bestuurd en een management gedeelte welke het toerental (Stand van het gaspedaal) elektrische-motor regelt. Bij een zelf-rijdende auto kan deze regeling overgenomen worden door de boord-computer.

Zoals we in de tekening zien bestaat de elektrische auto compleet uit elektronische systemen die aan elkaar gekoppeld zijn (Blauwe lijn:Can) en via de boordcomputer met elkaar communiceren. Opgebouwd met ouderwetse technologie zou ook mogelijk zijn maar dit zou de prestaties die een moderne elektrische auto behaald niet kunnen evenaren.De management-systemen zijn wel opgebouwd met de voor ons vertrouwde componenten zoals IC’s, weerstanden, transistoren, diodes en een CPU.