Opladen van een elektrische auto

Alles over het opladen van een plug-in hybride of elektrische auto. Hoe lang duurt het opladen en welke stekkers en oplaadpalen zijn er?

Introductie

De accu van een elektrische auto wordt via laadpalen opgeladen. Er zijn diverse soorten oplaadpalen met verschillende eigenschappen. Zo hebben oplaadpunten verschillende laadvermogens en zijn er diverse soorten stekkers. Hoe snel een elektrische auto weer opgeladen is, hangt dan ook af van de gebruikte laadpaal. Naast de laadpaal hebben ook de accu en de oplader in de auto een grote invloed op de laadsnelheid.

Opladen

Oplaadmogelijkheden

Het opladen van een elektrische auto is eenvoudig, veilig en kan bovendien erg snel. Hoe snel je kunt laden en hoe ver je na een bepaalde tijd kan rijden hangt sterk af van het soort auto. Zo heeft een PHEV vaak een relatief kleine accu en een lage laadsnelheid. Een BEV heeft daarentegen vaak een relatief grote accu met een hoge laadsnelheid.

Thuis opladen

De meeste EV's zijn aan een normaal stopcontact op te laden, maar dan heb je wel geduld nodig. De beste optie is vaak om een oplaadpaal te laten installeren zodat je thuis altijd snel en makkelijk kunt opladen.

Onderweg opladen

Onderweg laden wordt ook wel publiek laden genoemd. Publiek laden kan bij laadpunten die in Nederland inmiddels op zeer veel locaties beschikbaar zijn. In Nederland zijn verschillende aanbieders, maar ze maken allemaal gebruik van een gestandaardiseerd systeem. Je kunt met een laadpas dus in principe overal laden.

Stekker en aansluiting van auto

Er bestaan diverse soorten stekkers, ieder met zijn eigen beperkingen en mogelijkheden. Automerken kiezen vaak afhankelijk van het land waar het merk vandaan komt een type stekker uit. Er zijn allerlei soorten en maten beschikbaar, maar in Nederland zijn er in de praktijk maar 2 soorten beschikbaar. In Nederland zijn namelijk alle beschikbare EV's uitgerust met een type 1 of type 2 stekker.

Type 1 (Yazaki - SAE J1772)
Landen VS, Japan en Korea
Voorbeelden Nissan LEAF
Mitsubishi Outlander PHEV
Kia Soul EV
Laadvermogen 1-fase 16A (3.7 kW)
1-fase 32A (7.4 kW)
Opmerking Wordt binnen de EU steeds minder gebruikt. Bijna alle nieuwe EV's zijn voorzien van een Type 2 aansluiting.
Type 2 (Mennekes - IEC 62196)
Landen Europa
Voorbeelden BMW i3
Hyundai IONIQ Electric
Opel Ampera-e
Renault ZOE
Tesla Model S (EU versie)
Laadvermogen 1-fase 16A (3.7 kW)
1-fase 32A (7.4 kW)
3-fase 16A (11 kW)
3-fase 32A (22 kW)
Opmerking Is de standaard aansluiting binnen EU geworden.

Stekker en aansluiting van oplaadpaal

In Nederland hebben alle reguliere oplaadpalen een gestandaardiseerde aansluiting. Met uitzondering van snellaadpunten heeft ieder oplaadpunt in Nederland een type 2 (Mennekes) aansluiting. Uiteraard kunnen elektrische auto's met een type 2 aansluiting hier gebruik van maken, maar ook auto's met een type 1 aansluiting werken gewoon. Het protocol waarmee de oplaadpaal met de auto communiceert is namelijk ook gestandaardiseerd en dus niet afhankelijk van de stekker die gebruikt wordt.

Laadvermogen

Het laadvermogen wordt bepaald door de auto. Ondanks dat een oplaadpaal vaak gezien wordt als de oplader, zit de daadwerkelijke oplader eigenlijk in de auto verwerkt. De laadpaal levert namelijk wisselstroom, terwijl de accu gelijkstroom nodig heeft. De oplader in de auto zet de stroom om en zorgt ervoor dat de accu zo efficiƫnt mogelijk geladen wordt. Een plugin hybride (PHEV) heeft vaak een laadvermogen van 3.7kW, terwijl een volledige elektrische auto (BEV) tot wel 22 kW laadvermogen heeft.

Laadtijd

De laadtijd is de tijd die nodig is om een accu op te laden. In de meeste gevallen wordt uitgegaan van een lading van leeg tot vol. De laadtijd is daarmee afhankelijk van de capaciteit van de accu en het laadvermogen van de auto.

Laadtijd van een Tesla Model S 100D
Bruikbare accu capaciteit is ongeveer 94 kWh en het laadvermogen is standaard 11 kW.
94 kWh / 11 kW = 8.55 u (8 uur en 33 minuten)

Indien de laadpaal hiervoor geschikt is kan er maximaal met 16.5 kW geladen worden.
94 kWh / 16.5 kW = 5.70 u (5 uur en 42 minuten)

NB: In de EVDB staat vermeld dat het opladen bij 11 kW ongeveer 9 uur en 45 minuten nodig is. Dit heeft te maken met de verliezen die optreden bij het laden. Een deel van het laadvermogen komt als warmte vrij en komt daarmee niet in de accu terecht. EVDB maakt hier een schatting van en past de laadtijd hierop aan.

Laadsnelheid

De laadsnelheid geeft aan met hoeveel km/u een accu wordt bijgeladen. Het is daarmee een goede indicatie hoe lang je dient te wachten voordat je een bepaalde afstand kunt afleggen. De laadsnelheid hangt af van het laadvermogen en energievebruik van een auto. Vanaf 80 a 90% neemt de laadsnelheid meestal af om de accu te sparen.

Laadsnelheid van een Tesla Model S 100D
Laadvermogen: 11 kW - Energieverbruik: 18.3 kWh/100km
11 kW / 18.3 kWh/100km = 60 km/u

Bij laden met 16.5 kW geldt de volgende snelheid
16.5 kW / 18.3 kWh/100km = 90 km/u

NB: In de EVDB staat vermeld dat de laadsnelheid bij 11 kW lager is: 53 km/u. Dit heeft te maken met de verliezen die optreden bij het laden. Een deel van het laadvermogen komt als warmte vrij en komt daarmee niet in de accu terecht. EVDB maakt hier een schatting van en past de laadsnelheid hierop aan.

Snelladen

Alleen onderweg

Snelladen is bedoeld om onderweg een accu in korte tijd bij te laden, zodat lange afstanden afgelegd kunnen worden. Snelladers staan dan ook vooral bij tankstations aan een snelweg. Niet alle EV's kunnen snelladen: vooral bij EV's met een relatief grote accu is snelladen nuttig.

Verschillen met normaal laden

Ten opzichte van normaal laden zijn er nogal wat verschillen tussen snelladen en normaal laden:

  • Opladen tot 80% ipv opladen tot 100%
  • Kabel zit aan de laadpaal ipv eigen kabel
  • Accu wordt rechtstreeks geladen ipv lader in auto
  • Laden met gelijkstroom ipv wisselstroom
  • Laden tot wel 120kW ipv maximaal 22kW

Uitzondering is snelladen via type 2 (Mennekes): het snelladen via een type 2 stekker gaat gewoon met wisselstroom en daardoor is de lader in de auto nodig. De lader in de auto zet in dat geval de wisselstroom om in gelijkstroom. Bij alle andere snelladers wordt de accu rechtstreeks met gelijkstroom geladen en wordt de lader in de auto dus niet gebruikt.

Stekkers en aansluitingen snellaadpaal

Net als bij gewoon opladen zijn er bij snelladen diverse stekkers beschikbaar. Ook hier hangt het type aansluiting vaak af van het land waar de auto vandaan komt. In Nederland zijn momenteel 4 opties beschikbaar. Hieronder staat een overzicht van de diverse soorten stekkers en aansluitingen voor snelladen.

CHAdeMO
Landen Japan en Korea
Voorbeelden Nissan LEAF
Mitsubishi Outlander PHEV
Kia Soul EV
Laadvermogen 50 kW DC (Nederland)
62.5 kW DC (Maximaal)
Combined Charging System (CCS Combo 2)
Landen Europa
Voorbeelden BMW i3
Opel Ampera-e
Volkswagen E-Golf
Laadvermogen 50 kW DC (Nederland)
100 kW DC (Maximaal)
Type 2 (Mennekes - IEC 62196)
Landen Europa
Voorbeelden Renault ZOE Q90
Laadvermogen 3-fase 64A (43 kW)
Tesla Supercharger
Merk Tesla Inc.
Voorbeelden Tesla Model S
Tesla Model X
Laadvermogen 120 kW DC

Snellaadvermogen

Snelladen is niet veel anders dan normaal opladen. Zoals de naam al doet vermoeden gaat het alleen sneller. De snelheid kan soms tot wel 30x hoger liggen dan normaal laden. Een groot verschil met normaal opladen is vooral het gebruik van gelijktroom. Met gelijkstroom wordt de oplader in de auto niet gebruikt, maar wordt de accu rechtstreeks door de laadpaal opgeladen. Hierdoor zijn veel hogere snelheden mogelijk dan bij wisselstroom. Snelladen met wisselstroom is mogelijk, maar het maximale laadvermogen is dan 43 kW, terwijl snelladen met gelijkstroom tot 120 kW al mogelijk is. Nog hogere laadsnelheden zijn in ontwikkeling.

Snellaadtijd

Net als bij regulier laden is de snellaadtijd de tijd die nodig is om een accu op te laden. Bij snelladen wordt echter bijna nooit van leeg tot vol geladen. Gemiddeld zal een snellaadsessie van 10% tot 80% of zelfs korter zijn. Meer dan 80% snelladen heeft ook geen zin: na ongeveer 80% gaat de laadsnelheid hard achteruit omdat de accu dit niet aan kan. Het is dan ook sneller en goedkoper om te gaan rijden en later weer tot 80% op te laden.

Snellaadtijd van een Tesla Model S 100D
Een Tesla Model S 100D heeft een bruikbare accu capaciteit van ongeveer 94 kWh en het snellaadvermogen is 120 kW.
(94 kWh * 0.7) / 120 kW = 0.55 u (33 minuten)

NB: In tegenstelling tot laden met wisselstroom zijn de laadverliezen bij snelladen aanzienlijk kleiner. Veel van de warmte die verloren gaat, ontstaat bij snelladen in de oplaadpaal en wordt daar afgevoerd. De netto laadstroom die de accu bereikt is daarmee bijna onveranderd. De berekening gaat wel van optimale omstandigheden, het kan zijn dat de tijd in de praktijk enkele minuten langer is.

Snellaadsnelheid

De snellaadsnelheid geeft aan met hoeveel km/u een accu wordt bijgeladen. De snellaadsnelheid is een belangrijke factor: het geeft aan hoe snel je bij een snellaadpaal moet wachten om een bepaalde afstand te kunnen afleggen. De snellaadsnelheid hangt af van het snellaadvermogen en energieverbruik van de auto.

Snellaadsnelheid van een Tesla Model S 100D
Snellaadvermogen: 120 kW - Energieverbruik: 18.3 kWh/100km
120 kW / 18.3 kWh/100km = 655 km/u

Toegevoegde actieradius na 10 minuten: 105 kilometer
Toegevoegde actieradius na 20 minuten: 210 kilometer
Toegevoegde actieradius na 30 minuten: 315 kilometer

Cheatsheet snelladen

Gebruik de Cheatsheet Snelladen om snel een overzicht te krijgen van de snelst ladende elektrische auto's van dit moment.

Accu

Lithium-ion

Alle moderne EV's maken gebruik van Lithium-ion accu's. Dit type accu heeft namelijk een hoge energiedichtheid en dat is bij gebruik in een auto de belangrijkste factor. Bovendien zijn ze milieuvriendelijk en hebben ze een relatief lange levensduur. Op dit moment zijn dit type accu's nog relatief duur, maar de kostprijs komt snel omlaag doordat de vraag naar grotere Li-ion systemen steeds verder toeneemt.

Bruikbare accucapaciteit

Over de capaciteit van een accu in een elektrische auto ontstaat vaak veel onduidelijkheid. Fabrikanten geven vaak alleen een waarde af voor de totale capaciteit van een accu systeem. Het probleem is echter de Lithium-ion accu's bepaalde eigenschappen hebben waardoor ze niet volledig ontladen of volledig volgeladen kunnen worden. Om te voorkomen dat een accu in een auto defect raakt, wordt vaak een buffer aangehouden. Hoe groot deze buffer is hangt af van het ontwerp van de accu en hoe deze aangestuurd wordt.

De aangehouden buffer kan uiteenlopen van 5% tot wel 30% van de totale accucapaciteit. Vooral kleinere accu's hebben een relatief grote buffer nodig. De buffer beschermt de accu en maximaliseert de levensduur. Van de meeste automerken zijn de exacte gegevens niet openbaar. In de EVDB wordt dan ook soms een schatting gemaakt van de daadwerkelijke accu capaciteit. Dit staat duidelijk bij de accu informatie vermeldt.

Cheatsheet accucapaciteit

Gebruik de Cheatsheet Accucapaciteit om snel een overzicht te krijgen van de elektrische auto's met de grootste accucapaciteit van dit moment.

Opladen van een elektrische auto