Hebben elektrische wagens versnellingen nodig?
Bijna alle huidige elektrische auto’s hebben geen versnellingen. Waarom? En zal dat in de toekomst veranderen?
Op enkele uitzonderingen na, hebben bijna alle elektrische auto’s die momenteel in serie geproduceerd worden geen versnellingen. Ze hebben wel een versnellingsbak, maar die heeft slechts één overbrenging, waardoor je niet kan schakelen.
Zuiniger rijden
Er wordt algemeen aangenomen dat elektrische wagens geen versnellingen nodig hebben vanwege hun vlakke koppelcurve, maar een aantal partijen proberen dit idee te doorbreken.
Toeleverancier Schaeffler zei in juli 2014 dat een elektrische auto met twee versnellingen tot 6% zuiniger is. Concullega ZF verkondigde in december 2014 dat het in de toekomst elektrische wagens verwacht met 2- tot 4-traps versnellingsbakken. Logisch dat ze pro zijn, zou je denken. Beide partijen verdienen immers een deel van hun boterham met versnellingsbakken en ze blijven die liefst produceren in een toekomst vol elektro-auto’s.
Versnellingen in elektrische autosport
Toch staan ze niet alleen. Ook de elektrische autosport maakt gebruik van versnellingen. In de Formule E competitie werken sommige teams met 2 of 3 versnellingen. Ze proberen daarmee zowel prestaties als efficiëntie te verhogen.
Heel wat elektrische Formule E wagens beschikken over twee of drie versnellingen.
Ook Mate Rimac, oprichter van een Kroaatse EV-constructeur en zo een beetje de Europese Elon Musk, bemoeit zicht met de discussie. In een interview (zie video hieronder, minuut 10:00) met youtuber Alejandro Salomon zet hij uiteen hoe de Concept_One sportwagen met versnellingen omgaat en hoe dat de prestaties beïnvloedt.
Elk wiel z’n versnellingsbak
De Concept_One (Rimac’s elektrische supercar) beschikt over vier versnellingsbakken en vier elektromotoren. Elk wiel is dus voorzien van z’n eigen motor en transmissie. De voorwielen hebben slechts één overbrenging maar de achterwielen beschikken over twee versnellingen.
Volgens Mate accelereert de Concept_One in 3,2 seconden naar 100 km/u wanneer de achterwielen in tweede versnelling staan. Met de achterwielen in eerste versnelling kan het nog een pak sneller, namelijk in 2,6 seconden.
Acceleratie of topsnelheid
Bij elektro-auto’s met slechts één versnelling moet je volgens Rimac altijd een afweging maken tussen acceleratie en topsnelheid. Vandaar dus dat heel wat elektrische wagens een relatief lage topsnelheid hebben.
Het fijne aan het gebrek aan schakelbare vernellingsbak is ook dat hij minder onderhoud nodig heeft of minder makkelijk zal verslijten. Zelf zie ik er de nood niet van in voor gewone auto’s
een “autosnelweg” versnelling of stand om zuiniger tegen 120 te kunnen bollen zou denk ik een goede zaak zijn, zelfs ten koste van wat “power” in de hernemingen. Het verschil in verbruik tussen 70 Km/h en 120 is gigantisch en misschien kan dat op die manier opgelost worden ? Hoewel, als ’t eenvoudig was om te realiseren zouden de constructeurs hier wel al aan gedacht hebben…
topsnelheid van 150/u is meer dan genoeg , er zijn weinig plekken waar je harder mag dan 130/u
een simpele oplossing om zuiniger tegen 120-130 te rijden zou welkom zijn.niet om de prestatie’s nog te verhogen.
helaas wordt het dan weer duurder en storingsgevoeliger,ik vrees dus dat het inderdaad niet zo simpel is…
@patrick
Het hogere gebruik op de autosnelweg heeft veel meer te maken met luchtweerstand die exponentieel meer invloed heeft naarmate de snelheid toe neemt dan met ineffitiënties in de motor.
Mijn Tesla doet nu 220/uur, zonder versnellingen … denk dat het al gortig genoeg is (en in 4,4 naar de 100).
mijn zoe is begrensd op 135km/u ,nooit probleem mee gehad,de acceleratie ? ik zou het begot niet weten,maar ik weet wel dat er veel moeten oppassen,dus buiten de kwestie.
inderdaad waarom zou je er een versnellingsbak bijhangen,tenzij om het zuiniger te maken…
Maar hoeveel kilometer kan je dan nog rijden qua autonomie ? Heb je concrete cijfers van jouw wagen ? Ik rij met een I-pace en dat verschil is duidelijk zichtbaar (autosnelweg of niet)
Hoe snel draaien die elektrische motoren eigenlijk?
@ stephan wat range betreft,ruim 300 km gemengd snelweg en gewone wegen.
in de winter met alle toeters en bellen op ong. 200km
ga je echt de onnozelaar uithangen doe je er 25% af.
maar wie koopt een ev om te racen?
die heeft van het hele plaatje niets begrepen.(zoals vele ev kriticasters).
wat voor mij belangrijk is,is het totale kostenplaatje,
in het gezin is nog een 1600 benzine,alles bij elkaar is de zoe stukken goedkoper,verbruik,geen taxen,verzekering,duurste onderhoud tot op heden 45 euro…….,en mss nog belangrijkste,de stilte is zaaaaalig.
@luc: Dat hangt sterk af van het model, maar vaak gaat het tot 10.000 – 15.000 rpm
Stop nu toch eens met dat snel accelereren en hoge topsnelheden. ACTIERADIUS is nodig. Ik heb liever eentje die niet sneller optrekt dan mijn TWIZY (= toch al sneller dan een gemiddelde auto nu), en niet sneller kan dan 120, maar wel 500 km kan bollen !!!
De maximale draaisnelheid van een elektromotor, wordt naast de mechanische beperkingen van de rotor, beperkt door de maximale stroom die in de motor kan worden gestopt bij een bepaalde frequentie. Bij een hogere snelheid / toerental kan er door de hoger benodigde frequentie van de geschakelde stroom, minder vermogen in de motor gestopt worden tgv de inductiviteit van de windingen. Dit kan wel weer deels ondervangen worden door windingen parallel aan te sturen.
Waarom hebben elektrische auto’s niet een aantal schakelstanden net zoals een e-bike die heeft? Ik kan mij voorstellen dat een auto in eco stand rustig optrekt en een topsnelheid van zeg 100 km/uur heeft maar wel 500 km ver komt. Dezelfde auto in sportstand accelereert veel sneller en heeft een topsnelheid van zeg 150 km /uur en een actieradius van 250 km.
Waarom is 500km de range tresshold voor zovelen? Bijna niemand rijdt dagelijks 500km, en wie 500km aan één stuk doorrijdt op lange ritten speekt met zijn eigen leven, dat van zijn passagiers én dat van de andere weggebruikers. Om de 2u 20min pauze is de vuistregel. Dus, 350km range is voldoende, maar de laadsnelheid aan DC is veel belangrijker. Met 350km range en een laadsnelheid > 150kW zit je volgens mij altijd goed.
Bruno, dat is gewoon een doorzetting van de gewoonte die is gekweekt bij het gebruik van een brandstofwagen. Op zich niet zo vreemd.
Ook weten veel mensen niets af van het gebruik, de ligging en planning met betrekking tot snelladers.
Tot jouw representatie van lange ritten klopt absoluut volledig maar vereist natuurlijk een werkend, goed verspreid, betrouwbaar en voldoende uitgebreid snellaadnetwerk. Iets waar veel mensen schrik en wantrouwen tegenover hebben. En in sommige gevallen is dat niet helemaal onterecht, hoewel het constant verbetert.
Wat is bollen?
In de context “sneller optrekt dan mijn TWIZY (= toch al sneller dan een gemiddelde auto nu), en niet sneller kan dan 120, maar wel 500 km kan bollen !!!” betekent bollen hetzelfde als rijden.
Kleine correctie op “ Alle elektrische auto’s die momenteel in serie geproduceerd worden, ook de Tesla’s, hebben geen versnellingen.”. De Porsche Taycan wordt in serie gemaakt, en heeft wel degelijke versnellingen, al blijft het beperkt tot twee. De eerste versnelling geeft de Taycan meer acceleratie vanuit stilstand, terwijl de lange tweede versnelling zorgt voor hoge efficiëntie bij hoge snelheden.
Je kan natuurlijk belachelijk gaan doen zoals Toyota die een virtuele handgeschakelde bak ontwikkelden. Versnellingspook en een koppelingspedaal zonder fysieke verbinding met de elektromotor. Compleet nutteloos. Ze zijn zelfs zo debiel dat je er virtueel mee kan stil vallen bij verkeerd schakelen. Voor wie zich afvroeg waarom Toyota geen deftige EV in elkaar geschroefd krijgt, omdat ze dus bezig zijn met zulke onnozelheden.
Ik heb nog geen enkel ev-auto of ev-suv klasse gezien die vandaag 3500 kg mag en kan slepen. En weet je waarom, omdat de onnozelaars de versnellingen zijn vergeten te installeren. Zonder versnellingen boet je altijd ergens op een punt in. Versnellingen zijn niet voor niets uitgevonden. Voorbeeld: Een traktor van 50 pk trekt uwen tesla van 220 pk waar hij maar wil. En weet je waarom ? Omdat de traktor over aangepaste versnellingen beschikt. Deze wijsheid is zo oud als de straat. Archimedes zei: geef mij een steunpunt in de ruimte en ik verplaats de aarde. Dat is het principe van versnellingen.
@Marcus
Er rijden al verschillende elektrische vrachtwagens en ander zwaar materiaal rond die ook geen versnellingen hebben, maar toch perfect grote massa’s kunnen verplaatsen!
Personenwagens (EV) met trekvermogen van +2500 kg zijn in Europa niet beschikbaar.
In Amerika zijn er echter wel al enkele verkrijgbaar:
– Rivian R1T = 4990 kg
– Tesla CyberTruck = 4990 kg
– Ford F150 Lightning = 4536 kg
– Cadilac Escalade IQ = 3629 kg
– GMC Hummer EV = 3402 kg
Een electromotor heeft maximaal koppel vanaf 0 RPM.
Dit in tegenstelling met een ICE auto waarvan dit een curve is, en dus slechts hoge kracht heeft in een zeer kleine RPM range.
Trekken is dus geen probleem!
Het probleem zit hem in de impact dat dergelijke grote gewichten en vaak niet bepaald aerodynamische sleepladingen heeft op het rijbereik van de EV.
Een EV is enorm efficiënt i.v.m. een wagen met verbrandingsmotor (iets van 85% t.o.v. 30%).
Hierdoor geraakt een EV veel verder met een veel kleinere hoeveelheid energie dan een ICE auto.
De energiedensiteit van batterijen is veel minder hoog dan diesel of benzine (per gewicht), maar wordt wel steeds beter.
Doordat de energiedensiteit zoveel lager is, en het maximale gewicht van een personenwagen beperkt is (anders heb je een ander rijbewijs nodig, en zou de vraag dus veel lager zijn), zijn er nog geen niet commerciële EV’s uitgekomen in Europa die dergelijke hoeveelheden kunnen trekken. Het rijbereik bij slepen van dergelijke hoge gewichten, met vaak niet aerodynamische ladingen, zou namelijk zo laag zijn dat het voor de meerderheid van de potentiële klanten onvoldoende zou zijn.
Bij trucks is dit een veel minder groot probleem aangezien deze vaak niet gewicht, maar volume beperkt zijn.
Electrische vrachtwagens gebruiken wel een aantal versnellingen maar minder dan de versie met verbrandingsmotor. En gewicht is niet onbeperkt.
Gewone trekker weegt ongeveer 7 ton de EV versie 10 ton .er is wetgeving onderweg om dit max gewicht op te trekken ,voor zover dit meergewicht op rekening van de technologie komt
@Anoniem,
Klopt, gewicht is niet onbeperkt, maar speelt minder een rol omdat het volume is die limiting factor is bij veel ladingen.
En bedankt om me te corrigeren wat versnellingen betreft van elektrische vrachtwagens.
Net even nagekeken ook, en artikel (van 2019-11-18) op de site van Volvo gevonden dat hun elektrische vrachtwagens een 2 speed gearbox hebben.
Mogelijk gebruiken andere merken of modellen meer versnellingen.
Maar punt blijft staan.
Een EV, vooral gewone passagiers auto’s hebben geen versnellingen nodig.
Kan het voordelen bieden?
Ja uiteraard, maar dit is ten koste van extra complexiteit, en dus extra mogelijke points of failure.