EV-mythe ontrafeld: Verlies je echt 30% stroom bij het laden in de kou?

Naar aanleiding van mijn eerdere artikel over de kosten van elektrisch rijden, kregen we een mail van lezer Henk. Hij schreef: "Uw verhaal [...] klopt helaas niet helemaal. U ben namelijk vergeten dat elektrisch laden aan de laadpaal gepaard gaat met verlies aan elektriciteit. Bovendien is mij gebleken, dat door koude weersomstandigheden 20 tot 30 procent van de geladen stroom verloren gaat."

Henk baseert dit op de ervaring met zijn plug-in hybride. En hij stelt een vraag die veel (nieuwe) EV-rijders zich in de wintermaanden vertwijfeld afvragen: waar gaan al mijn kilowatturen naartoe? Ik rijd zelf al 14 jaar elektrisch en 30% laadverlies klonk me als bizar veel in de oren. Maar Henk's observatie over de kou is de cruciale sleutel. Tijd om dit tot op de bodem uit te zoeken. Verdampt je stroom echt waar je bij staat?

Het 'gewone' laadverlies (dat je altijd hebt)

Laten we beginnen bij het begin. Er is altijd een beetje verlies bij het laden. Dat is onvermijdelijk. Dit verlies hangt vooral af van hoe je laadt. Bij een DC-snellader (langs de snelweg) is het verlies klein, zo'n 5 tot 10%. De laadpaal zelf is een gigantische omvormer die de wisselstroom (AC) van het net omzet naar gelijkstroom (DC) die direct je accu in kan. Bij een AC-laadpaal (thuis of op straat) is het verlies hoger. De laadpaal geeft simpelweg wisselstroom door. Het is de 'boordlader' in je auto die de stroom moet omzetten naar DC. Die omzetting in de auto is nooit 100% efficiënt. Het genereert warmte (dat is verspilde energie). Betrouwbare tests, onder meer van het Duitse ADAC, tonen aan dat dit 'normale' AC-laadverlies bij de meeste auto's ergens tussen de 10% en 15% ligt. Dus, Henk's 20% is al een stuk minder 'bizar' dan het klinkt. Het is aan de hoge kant, maar niet ondenkbaar. Maar die 30%? Daarvoor moeten we naar zijn tweede punt kijken: de kou.

Koning winter

Een lithium-ion accu is een kleine chemische fabriek. En net als elke fabriek heeft hij een ideale werktemperatuur, zo rond de 20-25 graden Celsius. Als het vriest, werkt die chemie beroerd. Wanneer jij je auto na een dag op de parkeerplaats inplugt bij -10ºC, gebeuren er twee dingen: De boordlader gaat stroom omzetten (met 10-15% verlies). Het batterijmanagementsysteem (BMS) van de auto zegt: "Ho eens even, die accu is een ijsklomp. Ik kan 'm zo niet volgooien. Eerst opwarmen!"

Om de accu op een veilige en efficiënte laadtemperatuur te krijgen, activeert de auto zijn thermal management system. Dit is feitelijk een elektrische kachel die de accu opwarmt. En die kachel trekt stroom van de laadpaal. Dit is stroom die jij wél betaalt, maar die nooit in de accu belandt. Die wordt puur gebruikt om de accu 'laadklaar' te maken.

Data-analyse van laadpaalnetwerken, zoals FLO in Canada, bevestigt dit. Op dagen met een temperatuur onder de -5°C, verbruikten EV's gemiddeld 17% méér stroom van de paal voor een vergelijkbare laadsessie dan op milde dagen. Tel dat maar op: je hebt 10-15% regulier AC-verlies, en daarbovenop komt nog eens 10 tot 17% 'opwarmverlies'. Opeens is Henk's "20 tot 30 procent" verlies verklaarbaar. Mits hij regelmatig bij temperaturen ver onder de 0 laadt.

De grote verwarring: Laadverlies vs. rijverlies

Ik vermoed echter dat Henk, en met hem vele anderen, nog een derde factor meerekent in zijn hoofd: het verlies aan rijbereik. Want in de winter betaal je niet alleen meer voor het laden, je komt ook nog eens minder ver met die stroom. Je hebt hogere 'kosten' bij het laden: Je trekt meer kWh van de paal om de accu op te warmen. Maar je hebt ook een hoger verbruik bij het rijden.

Dat hogere verbruik tijdens het rijden komt door twee dingen: de koude accu levert minder efficiënt stroom én (de grootste boosdoener) de interieurverwarming. In een benzineauto krijg je restwarmte van de motor (of je die nu nodig hebt of niet). In een EV moet een kachel de cabine op 21 graden krijgen. Uit diezelfde ADAC-wintertests blijkt dat auto's in serieuze kou soms 30% tot 40% van hun actieradius verliezen.

Die plug-in hybride dan?

Dat Henk dit juist bij zijn plug-in hybride (PHEV) merkt, is extra logisch. Een PHEV heeft precies dezelfde winterproblemen als een volledige EV, maar dan uitvergroot. Want hij heeft een veel kleinere accu.

Een PHEV heeft misschien maar een 15 kWh accu, tegenover 60 tot 80 kWh in een moderne EV. De vaste 'energiekosten' voor het opwarmen van die accu en (vooral) het verwarmen van de cabine zijn relatief gelijk. Maar 2 kWh stoken om de boel warm te krijgen, is op een 80 kWh-accu een verlies van 2,5%. Op de 15 kWh-accu van Henk is dat meer dan 13% van zijn totale elektrische bereik. Voordat hij een meter gereden heeft. De impact van de kou (zowel het laadverlies als het rijverlies) voel je op een PHEV dus procentueel véél harder.

Conclusie: Heeft Henk gelijk?

Ja, en nee. Is er een magisch "lek" van 30% stroom bij de laadpaal? Nee, zo simpel is het niet. Het 'normale' technische verlies bij AC-laden is 10-15%. Maar heeft Henk gelijk dat hij in de winter 20 tot 30 procent méér stroom van het net trekt voor hetzelfde (of zelfs minder) resultaat? Absoluut.

De mythe is dus geen mythe, maar een zeer begrijpelijke verwarring tussen drie reële effecten:

1. Technisch laadverlies
2. Extra laadverlies door opwarmen accu
3. Rijbereikverlies door verwarming en koude accu

Is daarmee onze prijsvergelijking dan ook incorrect of onvolledig? Niet echt, want we hadden vorig jaar bijvoorbeeld slechts 23 vorstdagen. Tijdens onze winter was het gemiddeld alsnog 4,6ºC. De percentages die hierboven staan zijn relevanter voor Zweden dan voor Nederland. En de prijsverschillen zijn dermate groot, dat elektrisch rijden zelfs met dat verlies op winterdagen nog steeds goedkoper is.

De beste tip om verlies van rijbereik te beperken? Voorverwarmen (pre-conditioning) terwijl de auto nog aan de laadpaal hangt. Dan trek je die 'opwarmstroom' direct van het net, en stap je in een warme auto met een opgewarmde accu. Dat scheelt een hoop 'verlies' tijdens de rit zelf.

Meer nieuws over elektrisch rijden en mis niets met onze Bright-app.