Elektrisch Handboek voor Groentjes (2): ‘Hybride, plug-in hybride, range-extender en elektrisch rijden’

Hybride auto

De hybride auto maakt alleen bij bepaalde omstandigheden gebruik van de elektromotor. Deze auto’s zijn voorzien van zogenaamde parallel geschakelde motoren. Bij dit systeem drijven zowel de brandstofmotor als de elektromotor de wielen aan. De omstandigheden bepalen welke combinatie gebruikt wordt. Zo kan de elektromotor bijvoorbeeld bij het optrekken de verbrandingsmotor ondersteunen. De meest verkochte hybride auto is de Toyota Prius Hybrid, hiervan zijn circa een miljoen exemplaren verkocht.. Deze hybride auto is voorzien van een accupakket met een capaciteit van 0,8 KilloWatt Uur (kWh). Ter vergelijking, de lithium-ion accu van de de volledig elektrische Nissan Leaf heeft een capaciteit van 24 kWh. Volgens Toyota kan de Prius Full Hybrid maximaal 2 kilometer elektrisch rijden. De accu’s van een hybride auto zijn alleen op te laden door gebruik van het regeneratieve remsysteem Bij remmen op de motor komt energie vrij, deze wordt opgeslagen door de accu.

Plug-in hybride

Bij alle recente plug-in hybriden worden de wielen aangedreven door de elektromotor én verbrandingsmotor, alleen de verbrandingsmotor of een combinatie van beide. Het zijn dus ware alleskunners. Het accupakket van een plug-in hybride auto is op te laden via het regeneratieve remsysteem of direct via een stopcontact of een oplaadpaal. Een voorbeeld van een plug-in hybride is de Toyota Prius Plug-in, voortgebouwd op de populaire Prius Hybride. De Prius Plug-in rijdt volgens Toyota de eerste 25 kilometer volledig op de lithium-ion batterij (volgens testbureau EPA is dit 18 kilometer). Tot een snelheid van 68 km/h kan de batterij de energievoorziening zelfstandig aan. Wordt er op de snelweg harder gereden dan worden de beide motoren gecombineerd gebruikt. Weer terug in een stad gaat de auto weer volledig over op de elektromotor.

Range Extender

De wielen van auto’s met een range-extender worden direct aangedreven door de elektromotor. De verbrandingsmotor drijft primair een generator aan die stroom levert aan de elektromotor, maar deze kan ook ingezet worden om de batterij bij te laden. De meest bekende auto met range-extender is de Fisker Karma. Fisker zelf spreekt niet van een range-extender, maar van de EVer-techniek (Electric Vehicle with Extended Range). Deze auto van Amerikaanse makelij is voorzien van twee achterin geplaatste elektromotoren met een maximaal vermogen van 300 kW, een brandstofmotor met een vermogen van 191 kW en een accu met een capaciteit van 20 kWh. De elektromotoren drijven direct de wielen aan, de verbrandingsmotor voedt de generator die op zijn beurt de accu’s kan bijladen.

Buitencategorie

Een andere auto die tegen de ‘range-extender’ – techniek aanschurkt is de Opel Ampera. De Ampera valt eigenlijk een beetje tussen hybride en ‘range extender’ in. De Ampera kent drie soorten van aandrijving. In de eerste situatie voedt een batterij de elektromotor die de wielen aandrijft: deze manier van aandrijving is volledig elektrisch. In situatie twee is er sprake van een batterij die de elektromotor voedt, de verbrandingsmotor laadt de batterij middels een generator op en de aandrijving zelf is volledig elektrisch. In de unieke derde stand is het de verbrandingsmotor die de batterij oplaadt en daarnaast via een koppeling ook de wielen indirect aandrijft. De Ampera rijdt de eerste zestig kilometer volledig elektrisch (stand 1), daarna schakelt de range-extender in (stand 2 en 3), waardoor de actieradius kan worden verlengd tot circa 500 kilometer.

Volledig elektrisch

De volledig elektrische auto maakt geen gebruik van verbrandingsmotoren, maar rijdt puur op de elektromotoren. De energie haalt deze elektromotor uit het accu-pakket, dat is op te laden via oplaadpalen. Belangrijke producenten van volledig elektrisch aangedreven auto’s zijn Nissan (Leaf), Renault (Fluence Z.E.), Mitsubishi (iMiEV)en het Amerikaanse Tesla (Roadster en Model S).

Duurzaam

Als het gaat om luchtverontreiniging zijn volledig elektrische voertuigen lokaal emissievrij. Als we de CO₂ die vrijkomt bij het opwekken van elektriciteit meetellen, dan hebben elektrische voertuigen wel CO₂-uistoot. Komt de elektriciteit uit een kolencentrale dan leveren elektrische voertuigen weinig of geen CO₂-voordeel op ten opzichte van voertuigen op benzine of diesel. In Nederland wordt een groot gedeelte van de elektriciteit in gasgestookte centrales opgewekt. Op basis van de gemiddelde emissies van de 30 tot 40 procent lager dan van vergelijkbare conventioneel aangedreven voertuigen. Op basis van de Europese gemiddelde mix zijn de emissies van elektrische voertuigen nog een kwart lager.(bron: Elektrisch rijden als onderdeel van de transitie naar duurzame mobiliteit’ – Dr.ir. Richard Smokers / TNO) )

Welke vorm van autorijden is nu het meest duurzaam? We vergelijken de CO₂-emissie van de Toyota Prius Full Hybrid, de Toyota Prius Plug-in, de Opel Ampera en de Nissan Leaf met elkaar:

• Toyota Prius Full Hybrid: 92 g/km
• Toyota Prius Plug In: 49 g/km
• Opel Ampera: 27 g/km
• Mitsubishi i-MiEV: 0 g/km (zonder meetellen van CO₂-uitstoot door stroomopwekking)
• Nissan Leaf: 0 g/km (zonder meetellen van CO₂-uitstoot door stroomopwekking)

Kosten

Leasemaatschappijen hanteren diverse prijzen. Om toch een aardig beeld te scheppen van de vanafprijzen van elektrische auto’s kijken we naar de prijzen van leasemaatschappij Kyotolease. De vanaf prijzen zijn op basis van een standaardmodel op 15.000 km per jaar, voor een periode van 5 jaar.

• Toyota Prius: vanaf 405 euro per maand
• Toyota Prius Plug In: vanaf eind 2012 beschikbaar, vanaf 599/mnd bij 60 maanden en 120.000 km]
• Opel Ampera: vanaf 702 euro per maand
• Mitsubishi i-MiEV: vanaf 510 euro per maand
• Nissan Leaf: vanaf 590 euro per maand