Het winterprobleem van de elektrische auto

Toen de eerste moderne elektrische auto’s op de markt kwamen, bleek al snel dat lage temperaturen de prestaties negatief beïnvloedden. De actieradius daalde soms met wel 30 tot 40 procent, vooral bij temperaturen rond het vriespunt. Dat komt doordat de chemische reacties in de batterij trager verlopen in de kou. Ook vroegen de verwarming van het interieur en het op temperatuur brengen van de batterij veel energie, wat ten koste ging van de actieradius.

Bij vorst ontstonden ook andere ongemakken. Het laadproces verliep trager, doordat de batterij pas efficiënt kan laden als die een bepaalde temperatuur heeft bereikt. Bij snelladers was dat extra merkbaar: de beloofde laadsnelheid werd vaak niet gehaald.

Waarom kou de actieradius beperkt

Om te begrijpen wat er veranderd is, is het goed om te weten waarom kou zo’n invloed heeft. De lithium-ionbatterij in EV’s werkt optimaal bij temperaturen tussen circa 20 en 30 graden Celsius. In de winter kan de temperatuur van de batterij dalen tot ver onder dit bereik. Daardoor neemt de interne weerstand toe en is minder energie beschikbaar.

Tegelijk kost het verwarmen van het interieur veel stroom. Anders dan een benzine- of dieselauto heeft een elektrische auto geen brandstofmotor die ‘gratis’ warmte levert. In oudere EV’s werd de kou in het interieur verdreven met elektrischeweerstandverwarming. Die verbruikt enorm veel energie, met als gevolg een flink kleinere actieradius.

Wat autofabrikanten nu anders doen

De laatste jaren hebben fabrikanten flink geïnvesteerd in technologie om elektrische auto’s winterbestendig te maken. Een belangrijke stap is de zogenoemde ‘batterijconditionering’. Veel nieuwe EV’s zijn voorzien van een vloeistofcircuit dat de batterij actief kan opwarmen en afkoelen. Wanneer de buitentemperatuur laag is en de auto nog aan de lader ligt, warmt het systeem de batterij voor vertrek op tot de optimale bedrijfstemperatuur. Dit gebeurt automatisch. In sommige EV’s werkt het navigatiesysteem samen met de batterijconditionering, die op weg naar een snellader de batterij onderweg al op temperatuur brengt voor optimaal snelladen.

Warmtepompen zijn standaard of optioneel ook steeds vaker aanwezig in EV’s. Een warmtepomp gebruikt veel minder energie dan traditionele verwarming. Het systeem werkt als een omgekeerde airco en onttrekt warmte aan de buitenlucht of de restwarmte van de batterij. Daardoor blijft meer energie over voor de aandrijving.

Niet in de laatste plaats zijn de batterijen ook verbeterd. Nieuwe celchemie – zoals lithium-ijzerfosfaat (LFP) en verbeterde nikkel-mangaan-kobaltcellen (NMC) – is beter bestand tegen temperatuurschommelingen. Ook de interne opbouw van batterijen is aangepast, met efficiëntere isolatie en geïntegreerde verwarmingsmatten.

Laadsnelheid in de winter

Vroeger was snelladen bij bijvoorbeeld -5 °C een frustrerende ervaring. Tegenwoordig is dat veel minder. Dankzij onder meer batterijconditionering komen moderne EV’s veel dichter bij de door de fabrikant beloofde laadsnelheid. Merken zoals Tesla, Hyundai, Kia, BMW en Mercedes-Benz hebben systemen die de batterij automatisch opwarmt zodra je een snellader als bestemming invoert.

Ook de laadinfrastructuur speelt mee. Nieuwe laadstations hebben vaak geavanceerde koel- en verwarmingssystemen in de laadkabels, waardoor het laadproces minder gevoelig is voor weersinvloeden.

Comfortverbeteringen

Niet alleen de techniek onder de motorkap is verbeterd. Ook het comfort in de winter is flink toegenomen. Voorverwarming die je op afstand via een app kunt regelen is bij veel EV’s standaard. Daarmee verwarm je het interieur en de stoelen terwijl de auto nog aan de laadpaal staat. Zo kost het geen actieradius en stap je in een aangenaam warme auto.

Ook hebben fabrikanten aandacht besteed aan plaatselijke verwarming, zoals verwarmbare stoelen en armsteunen en een verwarmbaar stuurwiel. Daarmee is de noodzaak minder om het hele interieur op te warmen. Dit scheelt energie en beperkt de actieradius minder.

Minder problemen koude start

Bij oudere elektrische auto’s kwam het voor dat die bij extreme kou simpelweg niet wilde laden of starten totdat de batterij was opgewarmd. Dankzij slimme software en beter temperatuurmanagement komt dit nog zelden voor. Zelfs bij temperaturen ver onder nul kun je met een moderne EV gewoon wegrijden.

Rijstijl en actieradius in de winter

De techniek is dus verbeterd. Maar de rijstijl heeft – ook in de winter – eveneens invloed op de actieradius. Korte ritten waarbij de batterij telkens opnieuw moet worden opgewarmd, kosten meer energie dan lange ritten. Fabrikanten geven daarom het advies om langere ritten te plannen en waar mogelijk de auto aan de laadpaal voor te verwarmen.

Ook de bandenkeuze speelt een rol. Winterbanden hebben door hun zachtere rubbersamenstelling en hun profiel meer rolweerstand, wat iets meer energie kost. Moderne EV’s compenseren dit gedeeltelijk met efficiënte aandrijving, maar het blijft een aandachtspunt.

Zijn elektrische auto’s nu winterproof?

Dankzij de verbeteringen van de afgelopen jaren zijn elektrische auto’s tegenwoordig veel beter bestand tegen winterse omstandigheden. Batterijen blijven dankzij actieve conditionering op temperatuur, warmtepompen beperken het energieverbruik voor de verwarming en laadsnelheden zijn stabieler.

Toch blijft er een verschil tussen zomer en winter. De actieradius kan nog steeds enkele tientallen procenten lager uitvallen bij strenge vorst, simpelweg omdat de natuurkunde haar grenzen stelt. Maar vroeger liepen de prestaties en het comfort flink terug en is het verschil nu veel kleiner en beter beheersbaar.

Toekomstige ontwikkelingen

De vooruitgang stopt niet. Autofabrikanten werken aan solid-state-batterijen, die beter presteren bij lage temperaturen en sneller laden. Ook verfijnen ze warmtepompsystemen en maken ze software steeds slimmer in het voorspellen en optimaliseren van energieverbruik.

Bovendien neemt de kennis bij de bestuurders toe. Steeds meer EV-rijders weten hoe ze in de winter het best gebruikmaken van hun EV, bijvoorbeeld door voorverwarming, stoel- en stuurverwarming en als het even kan, opladen als het warm is.

Ja, moderne EV’s zijn winterbestendiger

Elektrische auto’s zijn de afgelopen jaren winterbestendiger geworden. Vroeger zorgde kou voor een forse beperking van de actieradius, de laadsnelheid en het comfort. Moderne EV’s bevatten slimme technologie om die effecten sterk te verminderen. Batterij(voor)verwarming, warmtepompen, verbeterde chemie en slimme software maken het verschil.