Hoe snel laadt een elektrische auto / vrachtwagen op?

Elke batterij in een elektrisch voertuig (EV) wordt aangestuurd door een Batterij Management Systeem (BMS). Dit systeem is het brein van het voertuig en communiceert met de laadpaal via een vastgelegd protocol. In de ideale wereld zorgt dit ervoor dat het voertuig op de maximale snelheid laadt die de lader kan bieden.

Toch krijgen wij vaak de vraag: “Hoe lang duurt het opladen van een elektrische auto of vrachtwagen?” Het antwoord is niet één simpel getal. Er is namelijk bijna altijd sprake van een bepaalde bottleneck. Of je nu een personenauto of een zware vrachtwagen oplaadt, de zwakste schakel bepaalt de uiteindelijke snelheid. In dit blog leggen we uit welke factoren de oplaadtijd van een elektrische auto en vrachtwagen beïnvloeden en waarom 100% vermogen van 0 tot 100% lading technisch onmogelijk is.

Limiterende factoren: Wat bepaalt de oplaadtijd van een elektrische auto?

Wanneer men zoekt op “hoe snel laadt een elektrische auto op”, komt men vaak uit bij theoretische cijfers van fabrikanten. In de praktijk spelen deze vijf factoren de hoofdrol:

1. State of Charge (SoC): Het batterijpercentage. Vaak kan de laatste 20% niet op vol vermogen laden.
2. Temperatuur: Zowel de batterijcel als de omgevingstemperatuur.
3. Netcapaciteit: De beperking van de netaansluiting op locatie.
4. Vermogen van de laadpaal: De maximale stroomsterkte (Ampère) van de laadpaal.

De Natuurkunde: Waarom 0-100% laden op vol vermogen niet kan

Veel mensen vragen zich af: “Hoe snel laad een elektrische auto op van 0 naar 100%?”. Technisch is het onmogelijk om dit constant op maximaal vermogen te doen vanwege de celtechnologie. Dit heeft alles te maken met de formule voor vermogen:

P (Vermogen) = V (Voltage) * I (Stroomsterkte)

De drie fasen van het laden

Fabrikanten benoemen bijna altijd de laadtijd tussen 20% en 80%. Dit is de “sweet spot” van de batterij.

• 0% tot 20%: Bij een zeer lege batterij is het voltage laag. Het BMS beperkt de stroomsterkte (I) om de chemie te stabiliseren en lithium plating (schadelijke afzetting) te voorkomen. De batterij moet letterlijk “geactiveerd” worden.
• 20% tot 80%: De fase waarin de lader zijn maximale ampères kan leveren.
• 80% tot 100%: Naarmate de cellen vol raken, stijgt de interne weerstand. Het vermogen wordt langzaam afgebouwd om oververhitting te voorkomen. Daarom duurt het opladen van een elektrische auto in deze laatste fase relatief het langst.

De invloed van Voltage (400V, 600V, 800V)

Het voltage bepaalt de efficiëntie. Bij een laadpaal van 500A ziet dat er zo uit:

• 400V voertuig: 400V * 500A = 200 kW
• 600V voertuig: 600V * 500A = 300 kW (laadt dus 1,5x sneller dan 400V)
• 800V voertuig: 800V * 500A = 400 kW (laadt dus 2x sneller dan 400V)

Temperatuur: Batterij en Omgeving

Hoelang duurt het opladen van een elektrische auto bij vrieskou of juist extreme hitte? De temperatuur is een cruciale variabele:

• Batterijtemperatuur: Een koude batterij is chemisch “traag”. Het BMS schaalt het vermogen terug om de cellen te beschermen.
• Omgeving en Hardware: Voltra laders opereren tot 50 graden op vol vermogen, hierna wordt het vermogen teruggeschaald. Onze laadkabels hebben sensoren die de temperatuur monitoren; bij hitte wordt het vermogen naar beneden afgeschaald.
• HPC Oplossing: Voor laden op hoog vermogen (vanaf 500A) gebruiken we vloeistofgekoelde kabels, zodat de snelheid ook bij langdurig gebruik hoog blijft.

Netcapaciteit en het EMS

De belasting op het gecontracteerd vermogen kan snel zijn limiet bereiken. Daarom voegen we vaak een EMS (Energy Management System) toe. Waar je een lader statisch kunt limiteren, regelt een EMS de energiestromen dynamisch op basis van zonnepanelen, batterijen en het overige verbruik in het pand. Hierdoor blijft alles draaien terwijl je toch zo snel mogelijk laadt.

Vermogen van de laadpaal

De laatste factor is de hardware zelf. Bij Voltra leveren we laders met modules van 200A, 350A of 500A. Als alle andere factoren optimaal zijn, bepaalt dit vermogen hoe snel je uiteindelijk weer de weg op kunt.

Praktijkvoorbeelden: Hoe snel is “vol”?

1. Elektrische vrachtwagen: Mercedes e-Actros 600

Een veelvoorkomend model is de Mercedes e-Actros 600.

• Batterij Architectuur: De Mercedes e-Actros 600 maakt gebruik van een 800V-systeem.
• Max. Laadvermogen: De truck is voorbereid voor op laden met 1MW (1000 kW). Dit is MCS (Mega Watt Charging) Momenteel is het mogelijk om via de standaard CCS2 stekker 400kW te laden.
• Laadtijd: De truck is voorbereid op laden met 1MW (1000 kW). Hiermee kan de truck van 20% naar 80% worden opgeladen in slechts 30 minuten. Via een reguliere snellader kan hij met 400 kW laden. Dankzij de 800V-architectuur benut hij de maximale stroom van de meeste snelladers optimaal. Het laden van 20% naar 80% duurt in dit scenario gemiddeld een uur.

2. De Elektrische Vrachtwagen: Volvo FH Electric

De Volvo FH Electric is een van de meest ingezette elektrische trucks voor regionaal transport.

• Batterij Architectuur: De Volvo FH Electric maakt gebruik van een 400V-systeem.
• Max. Laadvermogen: Dit voertuig kan snelladen met een vermogen tot 250 kW.
• Laadtijd: Bij gebruik van een 250 kW DC-lader kan de accu in minder dan 90 minuten tot 80% worden opgeladen. Een volledige lading van 0 naar 100% duurt ongeveer 2 uur.
• Innovatie: De nieuwere generaties, zoals de FH Aero Electric, zijn al voorbereid op de nieuwe MCS-standaard (Megawatt Charging), waarmee de oplaadtijd van 20% naar 80% wordt verkort naar slechts 40 minuten tijdens de verplichte rustpauze van de chauffeur.

Bij Voltra lanceren we de MCS dispenser die kan laden met een maximaal vermogen van 1500A. Lees hierover meer op het volgende blog.

3. De elektrische auto: Tesla Model 3 (Long Range)

De Tesla Model 3 is een voorbeeld van hoe een efficiënt BMS en batterijvoltage samenwerken om de oplaadtijd van een elektrische auto te minimaliseren.

• Batterij Architectuur: De Tesla Model 3 maakt gebruik van een 400V-systeem. Tesla haalt extreem hoge snelheden door de stroomsterkte (I) tijdelijk zeer hoog op te voeren.
• Max. Laadvermogen: Bij een geschikte snellader (zoals de Voltra 500A) kan de Model 3 laden met een piekvermogen van 250 kW.
• Laadsnelheid: Onder ideale omstandigheden laadt de Model 3 van 10% naar 80% in ongeveer 25 tot 30 minuten. In de eerste 15 minuten kan de auto tot wel 275 km aan bereik bijladen.

Klaar voor de volgende stap in elektrificatie?

Bent je op zoek naar de optimale laadinfrastructuur voor jullie personenauto’s of elektrische vrachtwagens? Bij Voltra helpen we je graag om de wirwar aan factoren te vertalen naar een concreet en toekomstbestendig laadplan. Wij kijken verder dan alleen de laadpaal; we analyseren jullie netcapaciteit en voertuigpark voor een advies dat écht werkt.