Een elektrische auto rijdt op één of meerdere elektromotoren die worden gevoed door een groot accupakket. Er is geen verbrandingsmotor, geen uitlaatpijp en geen brandstoftank. In plaats daarvan laad je de accu op via een laadkabel, en die opgeslagen energie drijft direct de wielen aan. Dat klinkt eenvoudig, en in de basis is het dat ook. Maar er gebeurt een hoop onder de motorkap dat het rijden aangenaam, efficiënt en snel maakt.

De elektromotor: zo worden de wielen aangedreven

Het hart van een elektrische auto is de elektromotor. Deze zet elektrische energie om in beweging. Dat werkt via elektromagnetisme: wanneer er stroom door spoelen loopt, ontstaat er een magnetisch veld dat een rotor (het draaiende deel) in beweging zet. Die rotor is verbonden met de wielas, en zo bewegen de wielen.

Een elektromotor reageert razendsnel. Dat is waarom elektrische auto’s bij het optrekken meteen vol vermogen leveren, zonder dat je een paar seconden moet wachten tot een verbrandingsmotor op toeren komt. Je voelt dat verschil meteen in de praktijk: van stilstand naar 100 km/u gaat bij veel elektrische auto’s in vier tot zes seconden, ook bij modellen die niet als sportwagen zijn bedoeld.

Sommige elektrische auto’s hebben één motor (vaak aan de voor- of achteras), andere hebben twee of zelfs vier motoren, één per wiel. Meer motoren betekent betere tractie en meer vermogen, maar ook meer gewicht en een hogere prijs.

Het accupakket: de energiebron van de elektrische auto

Het accupakket (ook wel batterijpakket of traction battery) is het zwaarste en duurste onderdeel van een elektrische auto. Het bestaat uit honderden tot duizenden kleine lithium-ion cellen, vergelijkbaar met de accu in een telefoon, maar dan veel groter. Die cellen zijn gebundeld in modules, en de modules samen vormen het pakket dat onder de vloer van de auto zit.

De capaciteit van de accu bepaalt hoe ver je kunt rijden op een volle lading. Die capaciteit wordt uitgedrukt in kilowattuur (kWh). Een kleine elektrische auto heeft vaak een accu van 40 tot 60 kWh, een grotere heeft 80 tot 100 kWh of meer. Reken als vuistregel op een verbruik van ongeveer 15 tot 20 kWh per 100 kilometer bij normaal rijgedrag. Met een accu van 60 kWh kom je dan ruwweg 300 tot 400 kilometer ver, afhankelijk van rijstijl, snelheid en temperatuur.

Koude temperaturen verminderen het bereik merkbaar, soms met 20 tot 30 procent. Dat heeft te maken met de chemische eigenschappen van lithium-ion cellen: die werken minder efficiënt bij lage temperaturen.

Van accu naar wiel: de rol van de omvormer

De accu slaat gelijkstroom (DC) op, maar de meeste elektromotoren werken op wisselstroom (AC). Daarvoor zit er een omvormer (inverter) in de auto die de gelijkstroom omzet naar wisselstroom, en de frequentie regelt om het toerental van de motor te sturen. Hoe hoger de frequentie, hoe sneller de motor draait.

Dit systeem geeft de auto ook zijn soepele vermogensafgifte. Er is geen versnellingsbak met meerdere standen nodig. Elektrische auto’s hebben meestal slechts één vaste verhouding tussen motor en wiel. De omvormer regelt alles.

Terugwinning van energie: remmen dat oplaadt

Een slim kenmerk van elektrische auto’s is regeneratief remmen (ook wel recuperatie genoemd). Wanneer je het gaspedaal loslaat of remt, werkt de elektromotor tijdelijk als generator. De bewegingsenergie van de auto wordt omgezet in elektrische energie die terugvloeit naar de accu.

Hoeveel energie je zo terugwint, hangt af van de situatie. In de stad, met veel stoppen en optrekken, kan regeneratief remmen flink schelen. Op de snelweg, waar je weinig remt, is het effect kleiner. Veel elektrische auto’s laten je de sterkte van de regeneratie instellen, zodat je kunt kiezen voor meer één-pedaal rijden (waarbij de auto sterk afremt zodra je gas loslaat) of een vrijere uitloop.

Laden: hoe komt energie in de accu?

Je laadt een elektrische auto via een laadkabel. Er zijn drie gangbare manieren:

• Thuis aan een gewoon stopcontact (230V): langzaam, vaak 2 tot 3 kW. Een volle accu van 60 kWh opladen duurt dan twintig uur of meer. Handig als noodoplossing, niet als dagelijkse methode.
• Thuis of op het werk via een laadpaal (AC): sneller, meestal 7 tot 22 kW. Een accu van 60 kWh is dan in drie tot negen uur vol. Dit is voor de meeste mensen de dagelijkse oplossing.
• Snellader onderweg (DC): laadvermogens van 50 kW tot 350 kW, afhankelijk van de lader en de auto. Een accu voor 80 procent opladen duurt dan twintig tot veertig minuten. De accu laadt bewust niet tot 100 procent op een snellader, omdat de laatste twintig procent langzamer gaat om de accu te beschermen.

De auto zelf regelt het laadproces via het batterijaanbeheersysteem (BMS). Dat bewaakt de temperatuur, het laadniveau en de toestand van elke cel afzonderlijk, zodat de accu zo lang mogelijk meegaat.

Wat er verder in de auto zit

Naast de motor en accu heeft een elektrische auto nog een paar opvallende onderdelen. Er is een kleine 12V-accu voor de boordelectronica (net als bij een gewone auto), een DC/DC-converter die de hoogspanning van de rijaccu omzet naar 12V voor verlichting en schermen, en een warmtepomp of elektrisch verwarmingselement voor de verwarming van het interieur. Dat laatste kost extra stroom en heeft dan ook invloed op het bereik.

De mechanische opbouw is verder een stuk eenvoudiger dan bij een auto met verbrandingsmotor. Er zijn geen bougies, geen oliefilter, geen koppeling en geen uitlaat. Dat betekent minder onderhoud, maar ook andere aandachtspunten: de accu is het onderdeel dat op de lange termijn in de gaten gehouden moet worden.

Veelgestelde vragen over hoe een elektrische auto werkt

Heeft een elektrische auto een versnellingsbak?
Vrijwel niet. De meeste elektrische auto’s hebben één vaste overbrengingsverhouding. De omvormer regelt het toerental van de motor, waardoor een meertrapsbak overbodig is.

Hoe lang gaat de accu mee?
De meeste fabrikanten geven acht jaar of 160.000 kilometer garantie op de accu. In de praktijk verliest een lithium-ion accu na tien jaar gebruik naar schatting twintig procent van zijn oorspronkelijke capaciteit, afhankelijk van laadgedrag en rijomstandigheden.

Kun je een elektrische auto ook duwen als de accu leeg is?
Ja, technisch wel, maar de stuurbekrachtiging en rembekrachtiging werken niet meer goed als er geen stroom is. Rijden op een lege accu is niet veilig; bel in dat geval de wegenwacht.

Maakt een elektrische auto echt geen geluid?
Bij lage snelheden is de auto nagenoeg geluidloos. Vanaf ongeveer 30 km/u wordt bandengeluid dominant. Europese regels verplichten elektrische auto’s om bij lage snelheid een kunstmatig geluid te maken (AVAS), zodat voetgangers de auto horen aankomen.

Een elektrische auto werkt dus via een samenspel van accu, omvormer en elektromotor, aangevuld met slimme systemen voor laden en energieterugwinning. Wie dat eenmaal begrijpt, ziet ook waarom het rijgedrag, de snelheid van optrekken en het onderhoud zo anders zijn dan bij een auto met verbrandingsmotor.