Op één acculading naar Zuid-Frankrijk

Over aerodynamica, accutech en auto-obesitas

Mercedes Vision EQXX, Lightyear en anderen

Afgezien van de vraag of de trend van steeds groter wordende auto's nog te stoppen is, is het ook goed om te kijken naar de andere kant. Er zijn voldoende mogelijkheden om een auto juist energie-efficiënter (lees: zuiniger) te maken. Dat scheelt grondstoffen, energie en de noodzaak om parkeervakken te vergroten. Op deze pagina bekijken we een aantal efficiëntie modellen, waaronder de eerdergenoemde Mercedes EQXX, die afgelopen week even in Nederland was.

De EQXX tijdens de eerste praktijktest naar Zuid-Frankrijk

Mercedes Vision EQXX

In januari 2022 toonde Mercedes voor het eerst zijn Vision EQXX tijdens de CES in Las Vegas. Zoals eerder genoemd is het gewicht van 1755kg vrij licht voor een auto met een accu van 100kWh. Gewoonlijk variëren de gewichten van auto's met dergelijke capaciteit tussen 2200 en 2700kg. Het druppelvormige ontwerp heeft een C_w-waarde van minder dan 0,17. Dat is extreem aerodynamisch vergeleken met de 0,23 van een zuinige sedan zoals de Model 3 en de 0,33 van een suv zoals de Volvo XC40. Bij de aankondiging vermeldde Mercedes nog niet alle details, behalve dat het verbruik onder de 100Wh/km zou liggen en dat hij een actieradius van 1000km zou hebben. Inmiddels heeft Mercedes op basis van praktijktests de cijfers nog positiever bijgesteld: het verbruik daalde van 100 naar 87Wh/km (1:102) en tijdens latere tests werden zelfs nog betere resultaten gehaald.

EQXX-roadtrips

Inmiddels heeft Mercedes gedeeld op welke tests het verbruikscijfer is gebaseerd. Als het om zuinigheid gaat, gebruiken autofabrikanten vaak de WLTP-rollenbanktest, die doorgaans veel optimistischere cijfers oplevert dan praktijktests. Ze kunnen ook een model laten rijden op een ronde baan met een constante snelheid, wat per definitie een betere score oplevert dan een praktijktest met ander verkeer, op- en afritten en wisselende snelheden. We waren er niet bij en kunnen de claims dus niet verifiëren, maar Mercedes stelt dat in dit geval juist is gekozen voor echte praktijktests, uitgevoerd onder reële omstandigheden en inclusief files, hoge snelheden en wisselende weersomstandigheden.

De waarde van 87Wh/km is gebaseerd op een roadtrip van Stuttgart naar het Zuid-Franse Cassis aan de Côte d'Azur, via Zwitserland en Italië. Deze trip vond enkele maanden na de aankondiging op de CES plaats, in april 2022. Een engineer die wij spraken benadrukte dat het de bedoeling was om een zo realistisch mogelijk beeld te krijgen van de prestaties. Tijdens het rijden waren de gebruikelijke functies, zoals radio, verwarming en airconditioning bewust ingeschakeld. De trip begon met regen en duurde in totaal 11 uur en 32 minuten, met temperaturen variërend van een frisse 3 graden tot 18 graden Celsius.

Tijdens het eerste deel van de reis werd op de Duitse autobahn een maximale snelheid van 140km/u bereikt, en gemeten over het hele traject was de gemiddelde snelheid 87km/u. Er werd een afstand van 1008km afgelegd en aan het einde van de reis was er nog 15 procent acculading over. Hoewel de 1000km werd bereikt, is het bereik dus beduidend groter. Dat laatste bleek tijdens twee andere roadtrips.

Tijdens de tweede reis, van Stuttgart naar Silverstone in het Verenigd Koninkrijk, werd 1202km op één acculading afgelegd, met een gemiddeld energiegebruik van 83Wh per 100km. Bij aankomst op het circuit van Silverstone reed Nyck de Vries de EQXX leeg door elf rondjes met een snelheid van 140km/u te rijden. Als dat niet was gedaan, zou het totale bereik nog hoger zijn geweest.

De laatste praktijktest ging van Riyad naar Dubai, waarbij zowel drukke stedelijke gebieden in beide (voor)steden als langere snelweggedeelten door de open woestijn werden doorkruist. Ondanks het continue gebruik van de airconditioning vanwege een temperatuur van 34 graden Celsius, kwam het verbruik uit op slechts 74Wh/km, oftewel 7,4kWh per 100km. Omgerekend naar benzine is dat een verbruik van 1:120. Na 1010km had de wagen nog een resterende actieradius van 309km, wat de totale actieradius op een hypothetische 1319 kilometer zou brengen.

Zuinige benzinewagens

Op deze pagina worden zeer zuinige elektrische modellen genoemd, maar er zijn ook zeer zuinige brandstofmodellen, zij het meestal als concept en niet als productiewagen. Een opmerkelijk conceptmodel is de Volkswagen XL1 uit 2013. Dit is een tweezitter op basis van een hybride aandrijflijn met een tweecilinderdieselmotor en een 5,5kWh-accupakket. Hij weegt slechts 795kg en kan 110km rijden op één liter diesel.

Praktijkmodellen die ook daadwerkelijk op de weg rijden zijn de Honda Insight die al in 1999 1:25 haalde, de Audi A2 1.2 TDI uit de jaren 2000 die dankzij zijn lichte constructie en zuinige dieselmotor slechts 1:30 verbruikt en de eerdergenoemde Toyota Prius (aanvankelijk 1:20, tegenwoordig 1:27). Momenteel zijn de meeste brandstofauto's voorzien van hybride technologie, dus met een accu waarin onder andere teruggewonnen remenergie kan worden opgeslagen. Veel elektrische auto's remmen via de elektromotor en winnen zo energie terug. Dit wordt ook wel one-pedal driving genoemd.

Technische middelen

Voor de technische middelen om de conceptwagen zo efficiënt mogelijk te maken, heeft Mercedes samengewerkt met de formule 1- en formule E-afdelingen van Mercedes-AMG. Het front is kleiner dan dat van een compacte Concept CLA, wat de luchtweerstand minimaliseert. Een smallere achterste spoorbreedte zorgt voor een efficiëntere luchtstroming langs de auto. De engineer die wij spraken, zei dat de auto nog zuiniger zou kunnen zijn als de achterkant langer was, maar dat bewust is gekozen voor een 'normale lengte' van 4,98m. Ook zijn de spiegels niet vervangen door digitale varianten, vooral omdat het lastig was om de schermen in het interieur te plaatsen en deze dan altijd aan zouden staan. De dc-dc-elektronica is zo dicht mogelijk bij de accu geplaatst om het gebruik van lange kabels te voorkomen. Veel onderdelen van de auto, zoals de motorkap, zijn gemaakt van carbon.

Een andere optie die tot een nog betere efficiëntie zou hebben geleid, is het gebruik van wielkappen voor de achterwielen, zoals de Lightyear 0 (oorspronkelijk de Lightyear One genoemd), de klassieke Citroën DS, de GM EV1 en de eerste generatie Honda Insight gebruikten. Maar Mercedes besloot hier vanaf te zien op basis van esthetische overwegingen. Om dezelfde redenen zitten er ook geen zonnecellen op de motorkap, maar alleen op het dak en de plek van het achterraam. Er zijn echter vrijwel vlakke wieldeksels zonder spaken gebruikt om turbulente luchtstromen te minimaliseren.

Ook is er veel aandacht besteed aan de componenten voor de aandrijving. Volgens Mercedes genereert de elektromotor minimale restwarmte, wat helpt om het thermomanagement extreem klein en licht te houden. Voor het koelsysteem wordt gebruikgemaakt van een combinatie van luchtkleppen, koelvloeistofkleppen en pompen, terwijl de elektromotor tegelijkertijd wordt gekoeld door luchtstroommanagement in combinatie met een koelplaat in de voertuigbodem. Mercedes stelt dat dit vanuit aerodynamisch oogpunt de efficiëntste manier is om de elektromotor onder normale omstandigheden koel te houden, wat de actieradius met ongeveer twee procent vergroot.

Zonnecellen

Ook de zonnecellen op het dak en het achterraam hebben een positieve invloed op het bereik, zij het beperkt. In tegenstelling tot de Lightyear 0 worden de cellen niet gebruikt om het accupakket op te laden tijdens het rijden en stilstaan, maar enkel voor operationele zaken zoals de radio, airconditioning, het opladen van smartphones, veiligheidsfuncties en het 47,5"-scherm. In totaal leveren de zonnecellen ongeveer 400W, terwijl de systemen maximaal 300W vragen. Op navraag van Tweakers werd medegedeeld dat het mogelijk is om de cellen te gebruiken voor het laden van de accu, maar dat hiervoor extra componenten nodig zijn die bewust zijn weggelaten om gewicht te besparen. De zonnecellen werken op 12V en de auto op meer dan 900V. In theorie zou het mogelijk zijn om de motorkap ook van dunne zonnecellen te voorzien, maar dit is minder geschikt vanwege de twee luchtuitlaten. Ook werd het esthetisch minder mooi gevonden; het doel was dat de auto niet te veel zou afwijken van een reguliere personenwagen. Over de zin of onzin van zonnecellen heeft Tweakers eerder een uitgebreid achtergrondartikel geschreven.

De Concept CLA met de EQXX op de achtergrond

Andere efficiënte wagens

Mercedes heeft onderzocht of het wenselijk en haalbaar was om de EQXX op de markt te brengen, maar besloot de kennis en ervaring onder te brengen in toekomstige productiewagens. Het eerste model dat mede is gebaseerd op de opgedane kennis en ervaring met de EQXX, is de Concept CLA die medio 2025 wordt verwacht. Dit model krijgt een WLTP-actieradius van 750km en zou volgens opgave 120Wh/km aan elektriciteit verbruiken. Snel omgerekend zou dat impliceren dat de accu ongeveer 90kWh groot zal zijn. Dankzij een spanning van 800V zou de auto in 15 minuten weer een bereik van 400km erbij krijgen. Dit is het eerste model dat is gebouwd op het MMA-platform. Er verschijnt overigens ook een versie met een benzinemotor, maar het ontwerp was 'EV-first'. Het is niet helemaal duidelijk welke elementen van de EQXX in de auto zijn verwerkt, met uitzondering van het druppelvormige ontwerp. Er zou sprake zijn van minder verlies in de aandrijving en er wordt gebruikgemaakt van een nieuwe, maar niet nader gespecificeerde, accuchemie en een hoge mate van integratie van het accupakket, wat zou leiden tot een hogere energiedichtheid. De geclaimde verbruikscijfers van 120Wh/km zijn indrukwekkend en zouden de Concept CLA in één klap de zuinigste productie-EV maken. Deze moet zich uiteraard nog wel in de praktijk bewijzen.

De Lightyear 0 tijdens een praktijkrit door Tweakers

De EQXX was niet de eerste superzuinige EV. De Lightyear 0 werd ontworpen volgens exact dezelfde filosofie. Sterker nog, wie naar het druppelvormige ontwerp kijkt, ziet grote overeenkomsten tussen de EQXX en de eerste Lightyear, bijvoorbeeld bij de achterkant. De Lightyear werd al in 2019 aan het publiek getoond, zoals te zien in onze eerdere preview, dus wellicht heeft Mercedes daar inspiratie uitgehaald. Ook bij Lightyear lag prioriteit op een licht ontwerp, energie-efficiënte componenten en een relatief groot bereik. Hoewel het energie-efficiënte ontwerp technisch gezien het baanbrekendst was, kreeg de 5m² aan zonnecellen de meeste media-aandacht. Deze zouden op een zonnige dag goed zijn voor 50 tot 70 kilometer bereik, waardoor minder opladen nodig zou zijn. Een praktijkrit van Tweakers, enkele maanden voor het faillissement, leek iets minder rooskleurig. Toch was het indrukwekkend dat er een auto was geproduceerd met een accu van 60kWh, een gewicht van 1575kg en een C_w-waarde van minder dan 0,175, met een praktijkbereik van 710km op een testbaan.

De Hyundai Ioniq 6

Tegenwoordig zijn de Ioniq 5, 6 en 7 beschikbaar, maar al in 2016 kwam Hyundai met de oorspronkelijke Ioniq op de markt. Deze wagen, die niet alleen als EV, maar ook als hybride en plug-in werd uitgebracht, is een van de zuinigste wagens. Het eerste model, met een netto accucapaciteit van 28kWh en een C_w-waarde van 0,24, haalt in de praktijk een bereik van 160 tot 220km, gemiddeld 147Wh/km. Ook de recent geïntroduceerde Hyundai Ioniq 6-sedan is zeer efficiënt. Met een C_w-waarde van 0,21 is het de zuinigste EV in het D-segment. Het instapmodel met een netto accucapaciteit van 50 kWh zou volgens de WLTP-standaard een bereik van 429km hebben, wat neerkomt op 139Wh/km.

• Volgende pagina 4. Hightech accutechnologie = lichtere auto?