artikel

Hybride opladen met koppeloverschot (2009-11)

Techniek

Waar blijft de plug-in hybride met cvt-transmissie en acceptabele accu, die mede afhankelijk van zijn (met GPS gemeten) positie op de snelweg zijn overschot aan motorvermogen gebruikt om de accu’s te laden, en in de stad puur elektrisch rijdt? Het moet toch heel makkelijk zijn met navigatie te bepalen op welk moment tijdens de rit het best de accu’s geladen of ontladen kunnen worden? Een vierslagmotor werkt het gunstigst in verbruik en emissie bij vollast op maximum koppel. Bij snelwegtempo is niet dat volle koppel nodig om de snelheid te handhaven, het overschot kan gebruikt worden om stroom op te wekken. Dat is toch veel efficiënter dan stroom opwekken in een centrale, en vervolgens zeker meer dan 30% verlies lijden in het stroomtransport en opladen van accu’s?

Hybride opladen met koppeloverschot (2009-11)

Kort gezegd wilt u de motor continu op maximum koppel laten draaien, en het beschikbare koppel verdelen tussen aandrijving en generatorwerking. Dat vereist geen cvt-automaat, maar een systeem als Toyota’s Hybrid Synergy Drive. Daarin zorgt niet een cvt, maar een planetair tandwielstelsel dat een afzonderlijke elektromotor, een generator en een benzinemotor onderling en aan de wielen gekoppeld zijn. Hierbij kunnen de vermogens van elektro- en benzinemotor min of meer vrij verdeeld worden over de generator en wielen, als vermogensverbruikers. Het schuiven met vermogensverdeling en toerentallen van motoren en generator geeft het effect als van een cvt-transmissie.

Plug-in thuis laden

Wanneer u voorstelt een plug-in hybride te kiezen, terwijl er zoveel verlies zou zitten tussen energiecentrale en opgeladen accu, lijkt ons dat wat vreemd. Wij zijn van mening dat het energieverlies lang geen 30% bedraagt. Eerder is het zo dat bij plug-in hybrides zoals de Chevrolet Volt juist niet de accu wordt geladen, wanneer die leeg raakt en de range extender motor/generator de stroomlevering aan de elektrische voortstuwing overneemt. Het motorrendement van maximaal 30 tot 40% is namelijk lager dan het totaalrendement van stroom uit het stopcontact. Het is daarom voordeliger de accu’s thuis weer te laden, dan tijdens de rit met een verbrandingsmotor plus generator.

Het is waar dat het specifiek verbruik, in grammen brandstof per geleverde kWh energie, het laagst is bij vollast en maximum koppel. Theoretisch kun je dus voorstellen een benzine- of dieselmotor continu op dat bedrijfspunt te laten lopen, met een hybridesysteem dat traploos het koppel kan verdelen tussen hoeveel aan de wielen nodig is, en de rest voor een generator. Dat zou ook in de stad kunnen, waar net als op de snelweg maar zeer zelden het maximum koppel volledig wordt gebruikt om de wielen aan te drijven. Maar in de stad wilt u elektrisch en uitlaatgasloos rijden, op stroom die de auto buiten de stad heeft opgewekt.

Acceptabele accu

Cruciaal in uw vraagstelling is de ‘acceptabele’ accu. Die moet voldoende stroom kunnen opslaan voor de stadsrit. Zelfs als u rijdt op navigatie, en daaruit bekend is hoe ver door de stad gereden moet worden, is onvoorspelbaar hoeveel stroom dat gaat vergen. Dat hangt af van de rijstijl, verkeersdrukte, verkeerslichten en zo meer. Er moet met ruime marge stroom opgeslagen worden, en dat vergt een groot accupakket. Dat is (nog) niet ‘acceptabel’ omdat dit pakket veel weegt, veel ruimte vergt en zeer kostbaar is. Daarbij komt dat dan nog tijdens een wat langere snelwegrit meer stroom opgewekt kan worden dan dit accupakket kan opnemen. Een beetje auto houdt tegenwoordig zomaar 80 tot 100 kW van zijn maximum vermogen over bij constant 100 tot 120 km/h rijden. Dus met een halfuur rijden 40 tot 50 kWh, waarvoor nu een accupakket van gauw € 12.000,- nodig zou zijn om dit op te nemen. Dat maakt een toch al dubbelmotorige hybride onacceptabel duur.

Terwijl het al zo is dat een range extender, zoals bij de Chevrolet Volt, op zijn gunstigste toerental alleen een generator aandrijft. En dan toch een stuk minder efficiënt is dan een energiecentrale plus stroomtransport tot aan het stopcontact. Zulke overwegingen zijn aanleiding dat een Toyota Prius niet doet wat u voorstelt, terwijl hij dat technisch bezien wel zou kunnen, als hij een heel grote accu had.

Reageer op dit artikel