Techniek, die enthousiast maakt
Ga mee op een spannende reis in de wereld van de elektromobilieit en begrijp hoe elektrische auto’s werken. Met ScienceX® ontdekken nieuwsgierige onderzoekers vanaf 8 jaar spannende wetenschappelijke thema’s, eenvoudig en met illustraties.
1. Waarom zijn elektrische auto’s de voertuigen van de toekomst?
Daarvoor zijn vooral twee redenen: ten eerste wordt de voorraad aardolie steeds kleiner en vaststaat, dat de voorraad aardolie vroeg of laat uitgeput zal zijn en er dus geen benzine of diesel meer geproduceerd kan worden. Ten tweede is de hoge CO2-uitstoot van auto’s niet goed voor het milieu. Weliswaar wordt geprobeerd door de ontwikkeling van zuinigere verbrandingsmotoren de CO2-uitstoot te verminderen – maar dat is slechts een oplossing voor de korte termijn, terwijl er wereldwijd steeds meer auto’s komen.
2. Hoe zit het met de elektrische auto’s?
Er komen steeds weer nieuwe ideeën, die auto’s op onze straten duurzaam moeten maken. Elektrische auto’s worden tegenwoordig meestal aangedreven door elektromotoren in de wielnaven. De benodigde energie wordt geleverd door accu’s, die overal en via ieder stopcontact opgeladen kunnen worden. Omdat de opslagcapaciteit van de batterijen echter nog relatief klein is, zijn in sommige elektrovoertuigen kleine verbrandingsmotoren, zogenaamde “Range Extender”, ingebouwd. Deze voorzien de elektromotoren van energie als de accu leeg is. Zogenaamde hybride auto’s hebben zowel een verbrandingsmotor als een accu. Als de accu leeg is, wordt overgeschakeld op de elektromotor. De accu van deze voertuigen wordt in de regel geladen door het terugwinnen van energie bij het remmen en een generator. Moderne hybride voertuigen kunnen bovendien ook via het stopcontact worden opgeladen.
3. Hoe en waar kunnen elektrische auto’s tanken?
De meeste bezitters van elektrische auto’s gebruiken hun garage als elektrisch tankstation. Het ligt er echter wel aan, hoe snel of langzaam dat gaat – afhankelijk van de oplaadtechniek kan het opladen van een accu één tot zes uur in beslag nemen. Maar ook voor dit probleem zijn er al slimme oplossingen, om het tanken bij elektrische voertuigen te versnellen. Bij zogenaamde “Quickdrop-stations” kunnen autorijders namelijk bijvoorbeeld lege accu’s omruilen tegen nieuwe accu’s. Het wisselen van de batterijen zou dan volautomatisch gaan en niet meer tijd in beslag nemen als een normale benzine tankstop.
5. Hoe functioneren elektromotoren?
Elektromotoren zetten elektrische energie om in mechanische energie. Dit principe functioneert, doordat een spoel van koperdraad in beweging wordt gezet met een magneet. Daarom bestaan elektromotoren altijd uit een vast magnetisch onderdeel en een bewegend magnetisch onderdeel, dat om de eigen as draait. Eenvoudig gezegd, worden in de motor alleen de vaste en bewegende magneet naast elkaar gebracht en afhankelijk van de polariteit trekken ze elkaar aan of stoten ze elkaar af. Als je nu door een schakelaar (of andere technische oplossingen) het daarbij ontstane magnetische veld precies op het tijdstip van de grootste aantrekking of afstoting ompoolt, dan wek je daardoor een snelle en krachtige draaibeweging op. Deze draaiende beweging wordt op de wielen van een elektrische auto overgedragen.
