Van “doe hem vol”, naar “laad hem op”

Het aantal en soort acculaders dat vandaag op de markt is, is zeer divers, zegt Patrick Vanderheeren, Sales Specialist EV Infrastructure bij ABB. “Meestal onderscheiden we de apparaten naar gelang het vermogen dat ze leveren. Dat gaat van thuisladers (AC-laders) waarmee je een of maximaal twee elektrische auto’s kunt opladen en die een vermogen leveren tot maximaal 22 kilowatt, over (semi)-snelladers van 50 kilowatt, zoals je die bijvoorbeeld bij Lidl vindt, tot ‘echte’ snelladers die meestal op snelwegparkings staan en die tot 350 kilowatt gaan.” 

En daar stopt het lang niet. In de komende jaren, wanneer we voertuigen moeten opladen die zware lasten moeten torsen en die met gigantische batterijen zijn uitgerust, zullen de gevraagde vermogens almaar hoger worden. Vanderheeren: “We hebben nu bijvoorbeeld al laders met een vermogen van 600 kW die elektrische bussen kunnen opladen met behulp van een pantograaf en in de toekomst introduceren we laders met een vermogen tot zelfs meer dan 1 megawatt. Die zullen dan ingezet worden om bijvoorbeeld elektrische trucks op te laden voor internationaal transport.” In die race naar almaar grotere batterijen moeten ook voertuigfabrikanten een optimum vinden, zegt Vanderheeren. Immers: hoe groter de batterij, hoe zwaarder ze wordt en hoe minder nuttige last een voertuig kan laden. Het heeft dus zeker zin om een voertuig een zo hoog mogelijk efficiëntie mee te geven, zodat de batterij niet té groot wordt. 

Vloeistofgekoeld

De laders almaar hogere vermogens meegeven, brengen voor ook fabrikanten als ABB wel wat uitdagingen mee. “Een lader van een megawatt is natuurlijk een ander paar mouwen dan een lader van 50 kilowatt”, legt Vanderheeren uit. “Die stelt heel wat andere eisen, bijvoorbeeld op het vlak van isolatiematerialen en temperatuurbeheersing. Bij laders van 350 kilowatt, waar stromen tot 500 ampère door lopen, gebruiken we bijvoorbeeld al vloeistofgekoelde kabels om enerzijds de kabel lichter te maken en het gebruiksgemak te verbeteren en anderzijds de temperatuur in de kabel te beperken.”

Hoe snel (of traag) een voertuig laadt, hangt trouwens niet alleen van de lader af, maar ook van het voertuig zelf, onderstreept Vanderheeren. “Je moet weten: een lader biedt enkel het vermogen aan dat het voertuig vraagt. Het voertuig is de master of the game. Hoeveel vermogen die lader geeft, hangt onder meer af van de batterijcapaciteit van de wagen en de temperatuur van de accu. Een goed opgewarmde accu zal een stuk sneller laden dan een accu die koud is. Ook het maximaal laadvermogen waarmee het voertuig kan laden is uiteraard belangrijk. Als een lader een vermogen van 350 kilowatt kan leveren, maar het voertuig kan maximaal 120 kilowatt opnemen, dan is de grens 120 kilowatt. En niks meer. Tot slot: elk voertuig heeft een eigen specifieke laadcurve. Een auto die aan maximaal 120 kilowatt kan laden, doet dat niet aan dat vermogen gedurende de volledige laadcyclus, maar slechts over een bepaalde piekperiode. Bij de meeste voertuigen is het laadvermogen hoog (als de batterij nog slechts 10 à 20% geladen is) en blijft hoog tot de batterij zo’n 50 à 80% geladen is, afhankelijk van het type voertuig en gaat dan naar beneden.”

Daarom heeft het bijvoorbeeld ook niet zoveel zin om, als je gehaast bent, een auto volledig tot 100 procent op te laden. Om de batterij van 80 tot 100 procent te vullen, zal een wagen grosso modo even veel tijd nodig hebben als van 20 tot 80 procent.

Software 

Naast de hardware (de laders en de voertuigen) is er tegenwoordig trouwens nog een andere component die almaar belangrijker wordt in het opladen: de software die mee de laadprocessen regelt. “Het installeren van vijf laadpalen van 360 kilowatt op een industrieterrein is geen sinecure”, aldus Vanderheeren. “Als je wil dat al die palen op elk moment vol vermogen kunnen leveren, zul je een hoogspanningscabine van een paar megawatt moeten installeren. Niet alleen ben je dan zeer veel geld kwijt, het is niet eens zeker of de netbeheerder zo’n vermogen wel kan leveren op de gewenste locatie. Op zo’n moment zal je dus naar een energy management-systeem moeten gaan kijken: een intelligent systeem dat verbruikspieken afvlakt, maar ook bijvoorbeeld bepaalt wie hoeveel stroom krijgt met wat voorhanden is.”

De beheerders van de laadstations kunnen daarvoor een algoritme kiezen, zegt de EV-specialist. Als er bijvoorbeeld één voertuig geladen wordt, krijgt dat het volle vermogen. Komt er een tweede voertuig bij, krijgt dat ook nog vol vermogen. Koppelt een derde of vierde voertuig zich aan, dan worden de vermogens opgesplitst. Ook daar kun je bepaalde parameters instellen: ofwel krijgt het voertuig dat eerst begon te laden meer vermogen dan de andere ofwel wordt alles gelijk verdeeld. “Dat energiemanagementsysteem kan bijvoorbeeld ook rekening houden met grote battery packs die je aan je laadpalen hebt gekoppeld. Die worden in rustige periodes gevuld door zonnepanelen of vanuit het net aan een lager tarief en hebben een dubbel doel. Ofwel vlakken ze verbruikspieken af, want die zijn erg duur. Ofwel leveren ze bijkomende energie die de netbeheerder niet kan leveren.”

Bestelwagens

Als je nog een stap verder gaat, kan het energiemanagementsysteem ook rekening houden met de voertuigen die komen laden en gaat het het beheer van de laadpalen dus specifiek afstemmen op het voertuiggebruik. Een bestelwagen van een koerierdienst kan bijvoorbeeld zijn rittenschema in het systeem opladen waarna de paal exact genoeg energie levert om de volgende rit af te werken en terug te komen. Niet meer, niet minder. “Nog een voordeel van die aanpak is dat we in zo’n systeem ook klassieke bestelwagens op diesel kunnen integreren”, zegt Vanderheeren. “We volgen die busjes op exact dezelfde manier en zo kunnen we leren door welk elektrisch voertuig we het bestaande busje zouden kunnen vervangen.”

Ongeveer alle snellaadpalen zijn tegenwoordig ook verbonden met een cloudplatform, merkt Vanderheeren nog op. “Dat is niet alleen handig om vanop afstand hun software te updaten, maar ook om vanop afstand aan remote support te kunnen doen. Als de operatoren die de laadstations beheren ons opbellen om een probleem met een paal te melden, zien we dat we dat probleem in ongeveer 90 procent van de gevallen vanop afstand kunnen oplossen.” 

Wassalons

Vanderheeren gaf het zelf al aan: soms kunnen netbeheerders gewoonweg het benodigde vermogen voor een laadpalenpark niet leveren, omdat bijvoorbeeld de lokale elektriciteitsnetten er niet op voorzien zijn. Hoe moet dat dan over vijf of tien jaar, als een meerderheid van de Belgen met een elektrische wagen rondrijdt? “In Brussel begint dat inderdaad al stilaan een probleem te worden. In sommige straten waar al een hoog verbruik is, zal een taxibedrijf met elektrische auto’s allicht geen 25 bijkomende laders meer kunnen aansluiten. Meestal zal dat op basis van first come, first served bepaald worden: wie eerst zijn aanvraag doet, zal nog bediend worden, tot het gewoonweg niet meer kan tenzij de voedingsleiding wordt aangepast.”

Een gelijkaardig probleem stelt zich bij bewoners van een flatgebouw of bij mensen die geen eigen garage hebben en hun wagen op straat moeten parkeren, zegt Vanderheeren. Met pakweg 50 of 100 mensen tegelijk op topsnelheid laden in een flatgebouw zal meestal niet lukken. “Ik denk dat in de toekomst thuisladen aangevuld zal worden met laden bij de werkgever of bij laadplaatsen langs de autosnelweg. Ook bestaande tankstations, langs nationale wegen, zullen in de komende jaren steeds meer op elektrische laadinfrastructuur overschakelen. Daar zullen dan allicht ook bijkomende diensten aan worden gekoppeld, van shopping en het kopen van een broodje en een koffie tot wassalons of zelfs complete satellietkantoren.”

Naarmate de laadinfrastructuur steeds fijnmaziger wordt, zal het concept van ‘een voertuig opladen’ ook veranderen, aldus Vanderheeren. “Het zal niet meer nodig zijn om altijd en overal je wagen vol te laden. Als je als chauffeur weet dat er heel veel mogelijkheden zijn om te laden, hoeft dat ook niet meer. Je laadt voor een bepaald aantal kilometer en dan rijd je verder naar je volgende bestemming en daar plug je je wagen nog eens in. Een verkoper die net van een klant komt, zal bijvoorbeeld nog snel even wat bijladen en die tijd gebruiken om zijn verkooprapport in te vullen.”

Energierevolutie

Vanderheeren windt er dan ook geen doekjes om. “We staan waarschijnlijk voor de grootste energierevolutie die de mensheid ooit gekend heeft. De huidige crisis in Rusland, een grote producent van gas en olie, versnelt heel dat proces nog. En dan te denken dat we dit onszelf eigenlijk allemaal hadden kunnen besparen. Bijna niemand die het zich nog herinnert, maar de allereerste auto’s van rond 1900 waren modellen met batterijen op elektriciteit. Pas tien, vijftien jaar later zijn we massaal op benzinewagens overgeschakeld, omdat dat toen de weg van de minste weerstand was.”