De elektrificatie van ons vervoer

Bussen, sportwagens en betaalbare ev's

Supersnelle sportwagens

Vrijwel alle autofabrikanten zijn bezig met het produceren of op z'n minst ontwikkelen van nieuwe elektrische auto's. Het is opvallend dat daarbij veel aandacht uitgaat naar sportwagens. Zo wordt in 2019 de Porsche Taycan verwacht, volgt in 2020 de Audi e-tron GT en zien we in datzelfde jaar de tweede generatie Tesla Roadster. Verder ontwikkelt Aston Martin de Rapide E, werkt Fisker aan de EMotion, gaat het Chinese NIO de EP9 uitbrengen en wil het Kroatische Rimac met de C2 alle snelheidrecords breken. En dan hebben we de talloze conceptmodellen nog niet meegerekend, zoals de Renault Trezor, Zoe e-Sport, Qiantu K50, Volkswagen I.D. R Pikes Peak, The Owl en Mercedes-Benz Maybach 6.

Vlnr: Fisker EMotion, Rimac Concept Two, NIO EP9, Tesla Roadster 2020, Aston Martin Rapide E, Porsche Taycan, Audi e-tron GT

Natuurlijk is het geen toeval dat er zoveel elektrische sportwagens op komst zijn. Een elektromotor heeft een direct koppel bij nul toeren (rpm) en dat blijft constant tot circa 5000 rpm. Een auto met een verbrandingsmotor bouwt het aantal toeren langzaam op, waarbij meermaals moet worden geschakeld. Een elektromotor reageert dus zowel vanuit stilstand als tijdens het rijden direct en is daardoor veel vlotter. Het vermogen, uitgedrukt in kW, verschilt natuurlijk per elektromotor. Voor een gewone personenwagen is niet veel brute kracht nodig, terwijl dat bij auto's in de duurdere klasse wel wenselijk is. Die hebben dan ook vaak twee elektromotoren, een op de voor- en een op de achteras, en all-wheeldrive. Toch sprinten zelfs 'normale' ev's, zoals de BMW i3 en Hyundai Kona, vaak al onder de 8 seconden naar 100km per uur.

Het koppel en de toeren van een elektromotor (blauw) versus die van een verbrandingsmotor

Lage luchtweerstand

Sportwagens worden gekenmerkt door hun optimale stroomlijning. Hoe lager de weerstandscoëfficiënt, oftewel C_w-waarde, hoe minder energie de auto gebruikt en hoe beter hij de luchtweerstand kan overwinnen. De luchtweerstand is gelijk aan de frontale oppervlakte van de auto maal de weerstandscoëfficiënt maal de luchtdichtheid maal de snelheid in het kwadraat, gedeeld door twee. Een Europese vrachtwagen, met de kenmerkende platte voorkant, heeft dus logischerwijs een veel slechtere weerstandscoëfficiënt dan een sportwagen, die veel meer de vorm heeft van een druppel, wat de optimale stroomlijn is.

Top-down

Autofabrikanten zijn dus vaak bezig met elektrische sportwagens, omdat de elektromotoren zich zo goed lenen voor sportieve prestaties en ze zich kunnen uitleven op een gestroomlijnd ontwerp zonder rekening te houden met de eisen van een gezinswagen, zoals ruimte, comfort en een traditioneel, niet al te opvallend voorkomen. Uiteraard zijn er nog andere redenen, want de massa zit niet echt op twintig elektrische sportwagens te wachten, maar juist op betaalbare modellen voor alledaags gebruik. Een belangrijke motivatie is dat de overgang naar de productie van betaalbare elektrische modellen voor een brede doelgroep veel tijd kost. En geld. Van een personenauto moet je er heel veel maken om winstgevend te zijn. Dat betekent dus massaproductie en lage marges. Die omschakeling kost tijd, alleen al omdat een autofabrikant afhankelijk is van veel toeleveranciers voor onderdelen die hij niet zelf maakt, zoals accucellen, accupacks en elektromotoren. Dat proces, inclusief het aanpassen van productielijnen, heeft tijd nodig.

Tesla is daarvan het beste praktijkvoorbeeld, omdat die fabrikant overduidelijk moeite had met de omschakeling van exclusieve modellen als de Model S en X naar de Model 3, die in veel grotere aantallen moest worden geproduceerd. Nu dat, met hobbels en bobbels, op de rit is, produceert Tesla per week meer elektrische auto's dan welke autofabrikant ook. En dan heeft Tesla nog een groot logistiek voordeel, omdat het veel onderdelen, zoals de elektromotoren en accupacks, zelf maakt en daardoor minder afhankelijk is van toeleveranciers.

Veel fabrikanten volgen het top-downmodel, zoals ook Tesla is begonnen. Ze beginnen dus met een duur model, dat maar voor weinig mensen interessant en betaalbaar is. De winstmarge is relatief hoog, dus is massaproductie niet noodzakelijk en kan de assemblage semi-geautomatiseerd of desnoods met de hand worden gedaan. Zo kunnen ze bovendien concrete ervaring opdoen, die op een later moment voor de massaproductie van betaalbaardere auto's kan worden gebruikt.

En uiteraard is er nog een ander argument: exposure. Een fraai sportmodel trekt automatisch aandacht en is goed voor de merknaam. Ook mensen die nooit een dure sportwagen zouden kopen, vinden het leuk om erover te dromen.

Formule E

Sinds 2012 is er naast de welbekende Formule 1 ook een autosportklasse speciaal voor elektrische auto's: de Formule E. In 2013 waren er enkele demonstratie-evenementen en in het seizoen 2014-2015 werd het eerste kampioenschap gehouden. Er zijn inmiddels elf teams, 22 coureurs en evenveel auto's. De auto's accelereren in 3 seconden van 0 naar 100km/h en bereiken een maximumsnelheid van 220km/h. Hoewel de racewagens dus geen verbrandingsmotor hebben, produceren ze 'elektrisch geluid', met 80dB iets meer dan de 70dB van reguliere personenauto's. Onder andere Audi, BMW, Jaguar, NIO, Porsche en Nissan zijn actief in de Formule E.

Prestaties

Het is ook een manier om indruk te maken met prestaties. Zo vestigde de Chinese NIO EP9 een record op de Nürburgring Nordschleife. Een coureur wist een 20,8 kilometer lange ronde in 6 minuten en net geen 46 seconden af te leggen. Daarmee werd niet alleen een record gevestigd voor elektrische auto's, maar de EP9 was ook sneller dan alle auto's met een verbrandingsmotor op hetzelfde parcours (iets wat ondertussen overigens weer is verbeterd door de Lamborghini Aventador LP770-4 SVJ). De EP9 heeft een chassis en body van koolstofvezel, en is uitgerust met vier motoren die samen een megawatt aan vermogen kunnen leveren, wat gelijkstaat aan 1360pk. Dat is goed voor een acceleratie van 0 naar 200km/u in 7,1 seconden en een topsnelheid van 313km/u. De accu kan in 45 minuten worden volgeladen en het bereik is volgens NIO zo'n 427 kilometer.

De nieuwe Tesla Roadster, die in 2020 op de markt moet komen, lijkt ook goede papieren te hebben. Volgens opgave zou deze vanuit stilstand al na 1,9 seconden 97km/u (60mph) rijden en na in totaal 4,2 seconden rijdt hij 161km/u. Dat is sneller dan een Bugatti Veyron, die 2,5 seconden nodig heeft om 97km/u te halen en meer dan een miljoen euro kost. Hij zou een topsnelheid hebben van meer dan 400km/u. De nieuwe Roadster gaat 200.000 dollar, omgerekend zo'n 175.000 euro, kosten en wordt naar verluidt voorzien van een 200kWh-accu, goed voor zo'n 1000km bereik. Hij krijgt zijn kracht van drie elektromotoren: twee op de achterwielen en een op de vooras.

Zoals echter aan het begin van deze pagina vermeld, wordt het druk op de markt van elektrische sportwagens, want naast de Roadster 2020 en de NIO EP9 worden in 2020 ook de Aston Martin Rapid E, Fisker EMotion en Rimac C2 verwacht, en ongetwijfeld nog andere modellen.

• Volgende pagina 3. Elektrische bussen en vrachtwagens