Hoe het werkt – de elektrische vrachtwagen van Scania in acht stappen

De elektriciteit met gelijkstroom (DC) die is opgeslagen in de accu moet worden omgezet in wisselstroom (AC) om de elektrische machine aan te drijven. Deze conversie wordt uitgevoerd door een vermogensomzetter of -omvormer. Omwille van hun efficiëntie, vermogensdichtheid en gemakkelijkere regeling van het motortoerental worden vaak wisselstroommotoren gebruikt in elektrische voertuigen.

De omgezette wisselstroom wordt afgeleverd aan de elektrische machine. In BEV-vrachtwagens van Scania is de elektrische machine een synchrone machine met permanente magneet. Deze machine zet elektrische energie om in mechanische energie via een magnetisch veld in de stator, dat wordt opgewekt door de wisselstroom, die er op zijn beurt voor zorgt dat de permanent gemagnetiseerde rotor gaat draaien. Scania biedt momenteel drie elektrische machines aan, variërend van 230 tot 450 kW continu vermogen.

“Een combinatie van sterke magneten en hoge spanning zorgt ervoor dat we meer vermogen en koppel uit de elektrische machine kunnen halen”, zegt Sundén.

De elektrische aandrijflijnen van Scania omvatten een transmissie om het koppel en de levering van vermogen naar de wielen te optimaliseren. In tegenstelling tot elektrische auto's, die vaak efficiënt kunnen werken met een transmissie met één enkele versnelling, hebben zware transportvoertuigen zoals BEV-vrachtwagens versnellingen nodig om een hoog koppel bij verschillende snelheden mogelijk te maken. Momenteel omvatten de drie e-machines van Scania twee versnellingen (stedelijk), vier versnellingen (regionaal) en zes versnellingen (regionaal en zware toepassingen). 

De energie van de elektrische machine wordt via de cardanas naar de wielen gestuurd via een differentieel en een stel assen.

“De ruime ervaring van Scania in het ontwikkelen van energie-efficiënte aandrijflijnen, eigen software en assen betekent dat we een goede integratie hebben van elektrische machine, speciale versnellingsbakken en assen om de efficiëntie en prestaties voor elke specifieke toepassing te optimaliseren”, zegt Sundén.

Een belangrijk kenmerk van BEV's is dat ze kunnen gebruikmaken van regeneratief remmen. Tijdens het remmen of vrijloop werkt de elektromotor omgekeerd en doet deze dienst als generator. De motor zet kinetische energie weer om in elektrische energie, die vervolgens wordt teruggestuurd naar de batterijen, waardoor de algehele energie-efficiëntie wordt verbeterd.

“De energiebesparing door recuperatie is afhankelijk van de activiteit”, zegt Sundén. “De beste scenario's zijn activiteiten in de stad of op heuvelachtig terrein waar vaak moet worden geremd. In deze scenario's kan de energie-efficiëntie met 30 procent of meer worden verbeterd door recuperatie van de kinetische energie.”

De laatste stap is de overdracht van vermogen naar de wielen, waardoor de vrachtwagen vooruit wordt gestuwd, een aspect waarin een elektrische aandrijflijn zijn tegenhanger met verbrandingsmotor overtreft.

“Al met al brengt de aandrijflijn van een BEV doorgaans twee tot vier keer meer energie over naar de wielen dan een verbrandingsmotor. Het efficiëntieniveau van een BEV ligt rond de 85 tot 90 procent, terwijl de aandrijflijn van voertuigen met verbrandingsmotor vaak een efficiëntie van ongeveer 35 procent hebben.”

Tot slot wordt het hele proces van de elektrische aandrijflijnen van Scania beheerd en geregeld door de elektronische regeleenheid (ECU) en het accubeheersysteem (BMS) van het voertuig.

“Deze systemen bewaken en optimaliseren verschillende parameters zoals accutemperatuur, laadtoestand en stroomverdeling om een efficiënte en veilige werking te garanderen”, vertelt Sundén.