Cursor | Onderzoek

Op zoek naar oplossingen voor hobbels in de elektrische ‘weg’
7 april 2011 - Een tweedehands Volkswagen Lupo, gekocht op Marktplaats. Dieselmotor eruit, 270 kilo aan batterijen erin. Woensdag 6 april presenteerde de vakgroep Dynamics and Control (Werktuigbouwkunde) haar elektrische onderzoeksvoertuig. De wagen wordt ingezet bij een breed scala aan onderzoeksprojecten rondom elektrisch rijden.	Igo Besselink, Paul van Oorschot en Erwin Meinders bij het elektrische voertuig. Foto \| Bart van Overbeeke

Het begon met de ontwikkeling van een rijdend elektrisch voertuig en het onderzoeken van bijvoorbeeld de veiligheid en de prestaties van de gekozen batterijen. Inmiddels staat er heel wat meer op de ‘to do-lijst’; van metingen op de rollenbank met betrekking tot het exacte energieverbruik tot het terugwinnen van energie met remmen, zonder stabiliteitsverlies en terugkoppeling van de juiste informatie naar de bestuurder via een logische interface. “We zien dat er eigenlijk steeds meer projecten loskomen”, aldus dr.ir. Igo Besselink, samen met Erwin Meinders initiatiefnemer van het project binnen de vakgroep Dynamics and Control.

Daarnaast zijn de faculteiten Scheikundige Technologie en Electrical Engineering betrokken bij het project. Een van de grote uitdagingen bij elektrische auto’s is de interieurverwarming. Onderzoeker ir. Paul van Oorschot: “Met een verbrandingsmotor heb je veel restwarmte. Dat heb je bij een elektrische auto veel minder. Als je die energie uit de batterijen trekt, wordt de actieradius veel minder.” Om dat te voorkomen wordt nu gekeken naar andere oplossingen, zoals optimaal gebruik van restwarmte of een warmtepomp waarbij warmte aan de omgeving wordt onttrokken.

Vergeleken met bestaande soortgelijke elektrische gezinsauto’s is de bouw van de Lupo EL nu al erg gunstig. Bij veel gezinsauto’s betekent meer batterijcapaciteit ook meer gewicht. En hoe zwaarder een auto, hoe hoger het energieverbruik. De Nissan Leaf bijvoorbeeld, sinds kort op de markt, heeft een batterijcapaciteit van 24kWh en weegt 1.525 kilo. De wagen van Dynamics and Control heeft een batterijcapaciteit van 27 kWh en weegt slechts 1.060 kilo. Bovendien heeft de auto slimme aerodynamische details en heeft hij een lage rolweerstand. Door deze verschillende factoren samen kan hij met volledig opgeladen batterijen tot ongeveer 200 kilometer rijden, verder dan met vergelijkbare elektrische auto’s gereden kan worden.

Om het gewicht zo laag mogelijk te houden werd de auto gestript en voorzien van een aluminium motorophanging en een kleinere, lichtere radiateur. Verder kon de geluidsisolatie eruit omdat er geen ronkende motor meer in zit. Een kleine ‘teleurstelling’ was wel dat er vijf kilo aan verbindingsstrips voor de batterijen nodig was. Verder werd er gekozen voor een batterijopstelling die relatief weinig plaats inneemt, zodat achterin twee zitplaatsen behouden blijven. Ook een voordeel ten opzichte van sommige andere elektrische auto’s.

Onderzoeks- en onderwijsmedewerker Erwin Meinders vindt dat ze met het project tevens een ‘maatschappelijke taak’ te vervullen hebben. “Er is sprake van een hype rondom elektrisch rijden. Dat is logisch, want alle omstandigheden zijn nu gunstig: zowel technisch als maatschappelijk. Wij willen met ons onderzoek graag een eerlijke weergave van de feiten geven. Ik stoor me er bijvoorbeeld aan als ik ergens zie staan: nul emissie.” Paul van Oorschot beaamt: “De stroom wordt deels opgewekt in een gas- of kolencentrale. Er is altijd emissie.”

Om de voor- en nadelen inzichtelijk te maken, worden resultaten van de elektrische Lupo vergeleken met die van de Lupo 3L, de oorspronkelijke dieselversie. Zo is al uit voorlopige berekeningen gebleken dat de auto in het stadsverkeer CO2-vriendelijker is dan een diesel. Bij een snelheid van minder dan 60 kilometer per uur heeft de elektrische auto minder emissie dan de zuinige Lupo 3L (die 1 op 27 rijdt). Boven de 60 kilometer per uur is de CO2-uitstoot vrijwel gelijk. Althans, met de mix van groene en grijze stroom zoals die nu uit het stopcontact komt.

De onderzoekers maken ook geen geheim van het feit dat er nog behoorlijk wat praktische bezwaren zijn. “Het idee dat je honderden kilometers op de snelweg kunt afleggen kun je nog gerust even uit je hoofd zetten”, zegt Besselink. Vanwege de beperkte actieradius zijn de huidige elektrische auto’s meer geschikt voor kortere afstanden. Dat komt doordat in vergelijking met brandstof de energiedichtheid van de batterijen nog steeds beperkt is. De 270 kilo aan batterijen die nu in de Lupo ligt, is een equivalent van 7 liter dieselbrandstof. Wel weegt de elektrische aandrijflijn de helft van de dieselmotor met versnellingsbak, waardoor 100 kilo aan gewicht bespaard wordt.

Hoewel er dus nog een lange weg te gaan is voordat we met z’n allen milieuvriendelijk én comfortabel elektrisch autorijden, constateert Besselink dat de ontwikkelingen sneller gaan dan hij had verwacht. “Ons uitgangspunt was bijvoorbeeld om iets te maken wat thuis aan het stopcontact kon. Maar nu staat hier (bij W-hoog en het Hoofdgebouw, red.) al een elektrische laadpaal voor de deur. Er is veel enthousiasme voor elektrisch rijden. Het was een niche, maar die niche is nadrukkelijk aan het groeien.” (SK)

It’s a secondhand Volkswagen Lupo from marktplaats.nl without its diesel engine, but with 270 kilos of batteries. On Wednesday, April 6, the Dynamics and Control work group (Mechanical Engineering) presented their electrical research vehicle. The car will be used for numerous research projects concerning electric driving.