Wat is koppel?
Koppel is een fundamenteel concept in de natuurkunde en techniek. Het vertegenwoordigt de rotatiekracht die op een object wordt uitgeoefend. In de context van voertuigen is koppel datgene wat wielen laat draaien en de auto vooruit laat bewegen.
Traditioneel koppel versus elektrisch koppel
1. Verbrandingsmotoren (ICE):
– Traditionele auto’s met verbrandingsmotoren genereren koppel via een complex proces, waarbij brandstofverbranding, zuigers en een krukas een rol spelen.
– De koppelafgifte in ICE-voertuigen varieert bij verschillende motortoerentallen (RPM). Het piekkoppel treedt meestal op bij specifieke RPM-bereiken.
– Bestuurders ervaren een vertraging tussen het intrappen van het gaspedaal en het voelen van de acceleratie van de auto, omdat het koppel afhankelijk is van het toerental.
2. Elektromotoren:
– Elektrische auto’s (EV’s) maken gebruik van elektromotoren (meestal synchrone motoren met permanente magneten of inductiemotoren).
– Deze motoren leveren direct koppel (instant torque) vanaf stilstand, ongeacht het toerental.
Dit is de reden:
Elektrische motoren hebben een vlakke koppelcurve, wat betekent dat ze maximaal koppel kunnen leveren vanuit stilstand tot een aanzienlijk deel van hun werksnelheidsbereik. Deze eigenschap staat in contrast met verbrandingsmotoren, die hogere toerentallen nodig hebben om het piekkoppel te bereiken. Als gevolg hiervan kunnen elektrische voertuigen snel en soepel vanuit stilstand accelereren zonder dat ze het motortoerental hoeven op te bouwen, wat zorgt voor een directere en responsievere rijervaring. Deze consistente koppelafgifte draagt ook bij aan betere prestaties in verschillende rijomstandigheden, waardoor elektrische motoren zeer efficiënt en veelzijdig zijn voor gebruik in auto’s.
Deze directe koppelafgifte resulteert in een snelle acceleratie en een opwindende rijervaring.
Factoren die bijdragen aan direct koppel
Directe aandrijving: Elektrische motoren worden direct op de wielen aangesloten zonder transmissie of versnellingswisselingen. Deze directe aandrijving zorgt voor een efficiënte krachtoverbrenging en minimaliseert energieverliezen.
Geen vertraging: Omdat er geen verbrandingscycli of mechanische verbindingen nodig zijn, elimineren EV’s de vertraging die gepaard gaat met traditionele motoren. Trap op het pedaal en de motor reageert direct.
Hoge koppeldichtheid: Elektrische motoren kunnen worden ontworpen met een hoge koppeldichtheid. Hun compacte formaat stelt fabrikanten in staat om ze slim in het voertuig te plaatsen, wat de gewichtsverdeling verbetert.
Regeneratief remmen: Zelfs tijdens het vertragen dragen elektromotoren bij aan direct koppel. Regeneratief remmen zet kinetische energie terug om in elektriciteit, wat de efficiëntie verder verbetert.
Voordelen van direct koppel in het echte leven
Rijden in de stad: direct koppel is gunstig voor rijden in de stad. EV’s razen door het verkeer, waardoor stop-and-go-situaties soepeler verlopen.
Drag race: Elektrische auto’s domineren drag race vanwege hun directe acceleratie. Ludicrous Mode van Tesla is een voorbeeld.
Slepen en off-roaden: Elektrische trucks en elektrische SUV’s excelleren in sleep- en off-roadscenario’s. Het vermogen om direct koppel te leveren, helpt bij het overwinnen van uitdagend terrein.
Directe koppel is een van de meest opwindende aspecten van elektrische auto’s. Het transformeert de rijervaring, waardoor EV’s aanvoelen als raketten op wielen. Naarmate de technologie evolueert, kunnen we nog indrukwekkendere koppelcijfers en innovaties in elektrische mobiliteit verwachten.
Uitdagingen
Tractiecontrole: Om het directe koppel te beheersen, zijn geavanceerde tractiecontrolesystemen nodig om wielspin te voorkomen.
Beperkingen van de accu: Als u gedurende langere tijd een hoog koppel aanhoudt, raakt de accu sneller leeg.
Sommige elektrische auto’s met een hoog koppel
Elektrische auto’s hebben aanzienlijke stappen gemaakt in koppelprestaties en verschillende modellen vallen op door hun indrukwekkende vermogen. Hier zijn enkele voorbeelden:
Tesla Model S Plaid:
– Koppel: 1.420 Nm.
– Acceleratie: 0 tot 100 km/u in slechts 1,98 seconden.
– Actieradius: ongeveer 390 mijl (627 kilometer, WLTP).
– Opvallend vanwege zijn Ludicrous Mode en razendsnelle acceleratie.
Lotus Evija:
– Koppel: 1.257 lb-ft (1.704 Nm).
– Acceleratie: 0 tot 100 km/u in minder dan 3 seconden.
– Actieradius: Geschat op ongeveer 250 mijl (400 kilometer, WLTP).
– Een hypercar met een beperkte productie en een verbluffend design.
Lucid Air Sapphire:
– Koppel: 1.430 lb-ft (1.939 Nm).
– Acceleratie: Snelle tijd van 0 tot 100 km/u.
– Actieradius: Meer dan 800 kilometer.
– Bekend om zijn luxe interieur en geavanceerde technologie.
Pininfarina Battista:
– Koppel: 2.340 Nm.
– Acceleratie: 0 tot 100 km/u in minder dan 2 seconden.
– Actieradius: ongeveer 450 kilometer (WLTP).
– Een elektrische hyper-GT met Italiaanse flair.
Rimac Nevera:
– Koppel: 2.360 Nm.
– Acceleratie: Razendsnel.
– Actieradius: ongeveer 550 kilometer.
– Een Kroatische elektrische hypercar die prestaties opnieuw definieert.
Deze elektrische auto’s laten zien wat een ongelooflijk koppel elektrische aandrijflijnen kunnen leveren, waardoor ze zeer opwindend zijn om in te rijden!
Welke invloed heeft direct koppel op de actieradius van elektrische auto’s?
Het directe koppel heeft een aanzienlijke impact op het bereik van elektrische auto’s (EV’s), en wel op verschillende manieren:
- Versnelling en energieverbruik: Direct koppel zorgt ervoor dat EV’s snel kunnen accelereren, wat zorgt voor een vlotte en soepele rijervaring. Agressieve acceleratie verbruikt echter meer energie, wat het totale rijbereik van de auto kan verminderen. Dit komt doordat de hoge stroomvraag van de batterij tijdens snelle acceleratie het energieverbruik verhoogt.
- Rijgedrag: Bestuurders die het directe koppel vaak gebruiken voor snelle starts en rijden op hoge snelheid, zullen de batterij sneller leegtrekken dan bestuurders die conservatiever rijden. Het bereik van een EV kan dus sterk variëren, afhankelijk van de rijgewoonten.
- Regeneratief remmen: Terwijl direct koppel het bereik kan verkleinen door een hoog energieverbruik tijdens acceleratie, kunnen EV’s gedeeltelijk energie terugwinnen door regeneratief remmen. Dit systeem zet een deel van de kinetische energie om in elektrische energie tijdens deceleratie en remmen, wat helpt het reisbereik te vergroten.
- Efficiëntie bij verschillende snelheden:EV’s zijn doorgaans efficiënter bij lagere snelheden en tijdens stop-and-go stadsverkeer vanwege de effectiviteit van regeneratief remmen en lagere aerodynamische weerstand. Directe koppel is gunstig in deze scenario’s, maar consistent rijden op hoge snelheid (waarbij regeneratief remmen minder vaak voorkomt) kan leiden tot snellere uitputting van de batterij.
- Batterijbeheersystemen: Moderne EV’s zijn uitgerust met geavanceerde batterijbeheersystemen die het energieverbruik en de distributie optimaliseren. Deze systemen helpen de negatieve effecten van direct koppel te verminderen door het vermogen aan te passen en thermische omstandigheden te beheren om de efficiëntie te behouden en de levensduur van de batterij te verlengen.
Samenvattend, hoewel instant torque een indrukwekkende en plezierige rijervaring biedt, kan het een negatieve impact hebben op het reisbereik als het niet zorgvuldig wordt beheerd. Efficiënte rijpraktijken, samen met geavanceerde EV-technologieën, kunnen helpen de voordelen van instant torque in evenwicht te brengen met de noodzaak om het rijbereik te maximaliseren.
