Het is een misvatting dat oplaadtijden voor elektrische voertuigen lang zijn. Deze overtuiging weerhoudt veel potentiële kopers ervan om een elektrisch voertuig aan te schaffen. De gemiddelde oplaadtijd van een elektrische auto bij snellaadstations is vandaag echter al minder dan 20 minuten.
Elektrische voertuigen winnen snel aan populariteit, maar sommige potentiële kopers blijven aarzelen. Een van de redenen is dat het opladen van EV's (elektrische voertuigen) langzaam gaat in vergelijking met de klassieke toevoeging "diesel". Terwijl automobilisten tegenwoordig gewend zijn om hun brandstoftank in minder dan vijf minuten te vullen, duurt het bij elektrische auto's, afhankelijk van het batterijformaat en de specificaties, doorgaans tussen de 20 en 30 minuten om 80 procent te bereiken bij de snelste laadstations. Bij de snelste laadstations, in combinatie met de mogelijkheid om een auto op te laden, is het dus mogelijk om in slechts enkele minuten 100 kilometer actieradius toe te voegen. Sommigen rapporteren zelfs een tijd van rond de 6 minuten.
Eigenaars van niet-elektrische voertuigen zijn ervan overtuigd dat ze de accu van hun elektrische auto onderweg altijd voor 80 procent of meer zullen opladen. Feit is dat bestuurders van elektrische voertuigen bij snellaadstations alleen energie "opladen" voor de noodzakelijke afstand tot hun thuislaadstation. Het betekent dat ze bijvoorbeeld op weg naar huis van een rit langer dan de actieradius van de auto maar ongeveer 10 minuten op de elektrische lader staan. Slechts zoveel als ze nodig hebben in het "stopcontact" thuis. De reden ligt ook in het feit dat het opladen van een elektrische auto aan de openbare infrastructuur van laadpalen behoorlijk duur is, of meerdere malen duurder dan thuis opladen.
Over vijf tot tien jaar zou echter veel sneller opladen mogelijk zijn. Dat betekent in theorie slechts een paar minuten stoppen bij een laadstation. Bedrijven ontwikkelen namelijk nieuwe materialen voor lithium-ionbatterijen, evenals nieuwe "solid state"-batterijen, die stabieler zijn bij een hogere laadsnelheid. Laadsnelheden van 15 minuten of minder voor een "volle" klassieke batterijlading liggen vandaag al binnen het technologische bereik.
Ondertussen heeft een team van wetenschappers onlangs een prototype van een lithiumbatterij ontworpen die meer dan 50 procent van zijn capaciteit kan opladen onder laboratoriumomstandigheden in slechts drie minuten - en dat kan duizenden keren zonder de capaciteit aanzienlijk te verminderen. De onderzoekers melden ook dat het de weg kan effenen voor batterijen die in slechts 10 minuten volledig kunnen worden opgeladen.
Er zijn echter nog steeds wetenschappelijke en technische uitdagingen die moeten worden overwonnen voordat ultrasnelladende EV-batterijen technisch haalbaar en vooral betaalbaar zijn. Sommige experts vragen zich af of elektrische voertuigen die zo snel kunnen worden opgeladen, echt de toekomst zijn die we willen, althans met het elektriciteitsnet dat we nu hebben. Dit kan een obstakel zijn.
De basisprincipes van opladen
De batterijen in de huidige EV's bestaan uit duizenden lithium-ioncellen met het vermogen om duizenden keren energie op te slaan en weer vrij te geven. Elk van deze cellen bestaat uit twee elektroden - een metalen kathode en een grafietanode - gescheiden door een vloeibare elektrolyt. Terwijl de batterij wordt opgeladen, stromen lithiumionen door de vloeistof van de kathode naar de anode, waardoor de ruimtes tussen de grafietlagen worden opgevuld. De snelheid waarmee lithiumionen van de kathode naar de anode gaan, bepaalt hoe snel de batterij oplaadt.
Bij hoge oplaadsnelheden kunnen lithiumbatterijen oververhit raken, waardoor ze na verloop van tijd achteruit gaan. Meer problematisch is dat lithium zich op het oppervlak van de anode kan ophopen in plaats van erin te gaan - een fenomeen dat bekend staat als lithiumplating. Dit kan niet alleen de batterijcapaciteit drastisch verminderen, maar lithiumafzettingen vormen uiteindelijk filamentachtige structuren die bekend staan als dendrieten. Zodra ze zich beginnen te vormen, kunnen deze dendrieten over de elektrolyt groeien, de kathode raken en kortsluiting veroorzaken, waardoor de batterij vlam vat of explodeert.
Vanwege snellaadproblemen hebben alle EV-batterijen ingebouwde laadsnelheidslimieten. Een zeer krachtig snellaadstation van 350 kilowatt zou de batterij van 95 kilowattuur van een SUV als de Audi E-tron in theorie in minder dan 16 minuten kunnen opladen. Maar de batterij zelf kan maximaal ongeveer 150 kilowatt laadvermogen aan, waardoor de werkelijke snelheidslimiet voor volledig opladen dichter bij de 40 minuten ligt.
Hoe snel de batterij oplaadt, hangt niet alleen af van de lader en hoeveel kilowatt de batterij kan ontvangen, maar ook van de grootte van de batterij, hoeveel deze is opgeladen en zelfs van het weer - dat wil zeggen, de externe temperaturen en de bereidheid van de batterij om energie te ontvangen. Toch kunnen ultramoderne snellaadstations een EV-batterij vaak tot 80 procent opladen, waardoor letterlijk honderden kilometers actieradius worden toegevoegd in slechts 30 minuten (wanneer de batterij voor 80 procent vol is, vertraagt de laadsnelheid). om schade aan de batterij te voorkomen). Tesla-eigenaren kunnen het "Tesla supercharger"-station bezoeken, dat in 15 minuten ongeveer 300 km actieradius zal toevoegen.
Wat is de toekomst van ultrasnel opladen?
Hoewel het toevoegen van 300 kilometer in slechts 15 minuten echt extreem snel is, is dit psychologisch nog lang niet wat we vandaag nodig hebben om een klassieke "diesel" tank te vullen waarmee we 1000 kilometer afleggen. Degenen die op zo'n EV-oplaadervaring hopen, zullen nog ongeveer tien jaar moeten wachten voordat de reeds bekende technologie in de praktijk wordt gebracht. Zelfs als EV-batterijen in minder dan 10 minuten kunnen worden opgeladen, is het niet duidelijk of ultrasnel opladen mogelijk zal zijn. Bij 400 volt en meer, die de huidige snellaadstations uit het elektriciteitsnet putten, rijst al snel de vraag naar de duurzaamheid van de infrastructuur.
Maar feit is dat we de verkeerde dingen vragen! Gebruikers van elektrische voertuigen gebruiken openbare infrastructuur en snellaadstations alleen als nooduitgang. De meeste moderne elektrische auto's kunnen zonder opladen wel 300 kilometer afleggen. In de praktijk betekent dit dat iedereen uit Ljubljana gemakkelijk naar Portorož en terug kan. Dus naar het thuislaadstation - zonder tussenstops. Wil je veilig 100 kilometer extra actieradius, dan kun je bij snellaadstations langs de snelwegen in minder dan 10 minuten energie halen. Dit is een tijd die vergelijkbaar is met een normale stop bij een tankstation. Zowel rijders van klassieke auto's als elektrische auto's zijn klote.
Gelinkt en aangepast: natgeo, evdb, …
