Elektrische auto koelvloeistof — wat koelt de accu en de motor

Elektrisch rijden voelt vaak aan als de toekomst. Stil, schoon en supersnel optrekken.

Maar achter die rustige voorkant gaat een harde technische werkelijkheid schuil. Een elektromotor en een accupakket produceren namelijk ontzettend veel warmte.

En net als bij een brandstofmotor moet die warmte weg. Anders loopt je dure accu schade op of begeeft de elektromotor het. In dit artikel duiken we in de wereld van de elektrische auto koelvloeistof.

Want wat koelt de accu en de motor eigenlijk? En waarom is dat zo anders dan bij een ouderwetse verbrandingsmotor?

Waarom warmte een vijand is bij elektrisch rijden

Je denkt misschien: een elektromotor is toch super efficiënt? Klopt, maar geen enkele motor is 100% efficiënt.

Bij een verbrandingsmotor gaat veel warmte verloren door de uitlaat, maar bij een elektromotor zit al die warmte direct in de motor en de accu. Warmte is de grootste vijand van de levensduur van een lithium-ion accu. Als een accu te heet wordt, degradeert hij sneller.

Dat betekent dat hij minder capaciteit krijgt en dus minder ver kan rijden. Bovendien kan extreme hitte leiden tot gevaarlijke situaties, zoals thermische runaway (een oncontroleerbare brand).

Daarom is koeling essentieel. Zowel de elektromotor als de vermogenselektronica (de omvormer) en de accu moeten op een stabiele temperatuur gehouden worden.

Meestal ligt de ideale temperatuur tussen de 20 en 40 graden Celsius.

Hoe een elektrische auto koelt: Vloeistof is king

Veel elektrische auto’s, zoals de Tesla Model 3 of de Volkswagen ID.3, gebruiken een gesloten koelsysteem met vloeistof. Dit systeem lijkt in de basis op dat van een brandstofauto, maar het is vaak complexer omdat er meerdere componenten gekoeld moeten worden. De koelvloeistof circuleert door slangen en leidingen naar de belangrijkste onderdelen.

De koelvloeistof zelf is meestal op basis van water en ethyleenglycol. Dit mengsel zorgt voor een laagvriespunt en een hoog kookpunt.

De accu: Geen direct contact met de buitenlucht

In de praktijk wordt er vaak gesproken over een "cold plate" of koude plaat. Dit is een metalen plaat waar de warmtecomponenten op liggen.

De vloeistof stroomt eroverheen en neemt de warmte mee naar de radiator. Maar hier zit meteen een belangrijk verschil met brandstofauto’s. De accu van een elektrische auto is een gevoelige unit.

• Directe koeling: De koelvloeistof stroomt direct langs de cellen van de accu. Dit is zeer effectief maar technisch lastig vanwege het risico op lekkage.
• Indirecte koeling: Er wordt een koude plaat gebruikt die onder de accu ligt. De vloeistof koelt de plaat, en de plaat koelt op zijn beurt de accucellen. Dit is veiliger en wordt veel toegepast.

Bij oudere modellen of simpele systemen werd de accu soms alleen luchtgekoeld.

Tegenwoordig is watergekoeld de standaard. Er zijn grofweg twee manieren waarop de koelvloeistof de accu afkoelt: De temperatuur van de accu is cruciaal. In de winter moet de accu soms eerst verwarmd worden voordat je kunt laden, maar tijdens het rijden en laden moet hij gekoeld worden. De koelvloeistof zorgt ervoor dat de warmte die vrijkomt bij het snelladen snel wordt afgevoerd.

De elektromotor en omvormer: Hoog toerental, hoge temperatuur

Een elektromotor kan veel langer op hoge toeren draaien dan een verbrandingsmotor. Daardoor wordt de warmteontwikkeling in de windingen van de motor groot.

Ook de omvormer, die de gelijkstroom uit de accu omzet naar wisselstroom voor de motor, produceert veel hitte.

Deze onderdelen worden vaak direct gekoeld met de koelvloeistof. De vloeistof loopt hierbij door speciale kanalen in de motorbehuizing. Omdat de warmtebronnen dicht bij elkaar zitten, gebruiken veel elektrische auto’s een gesloten koelcircuit voor al deze componenten.

Dit betekent dat de accu, de motor en de omvormer vaak in één systeem zitten. De koelvloeistof stroomt eerst langs de heetste onderdelen en gaat daarna naar de radiator om af te koelen.

Welke koelvloeistof gebruikt een elektrische auto?

Veel merken hebben hun eigen specificaties. Zo gebruikt Tesla een specifieke "G-48" koelvloeistof, maar er zijn ook universele varianten.

• Goed geleiden (voor elektrische veiligheid).
• Niet corrosief zijn voor aluminium en koper (de materialen in de accu en motor).
• Lang meegaan (onderhoudsintervallen zijn vaak langer).

Over het algemeen zijn de eisen strenger dan bij brandstofauto’s. De koelvloeistof moet: Populaire merken zoals Kroon-Oil, Shell en Castrol hebben inmiddels speciale koelvloeistoffen in hun assortiment die geschikt zijn voor elektrische voertuigen. Let bij het bijvullen altijd op de OEM-specificaties van de autofabrikant. Een verkeerde vloeistof kan leiden tot storingen of schade aan de dure accu.

Het verschil met hybride voertuigen

Het wordt nog ingewikkelder bij plug-in hybrides. Deze auto’s hebben zowel een verbrandingsmotor als een elektromotor. Beide systemen hebben koeling nodig, maar ze werken vaak op verschillende temperaturen.

Een verbrandingsmotor moet snel op temperatuur komen, terwijl een accu liever wat koeler blijft.

Bij hybrides zie je vaak gescheiden koelcircuits. Een circuit voor de motor en een circuit voor de accu.

Soms zit er een warmtewisselaar tussen om de systemen te verbinden als dat nodig is. Dit vraagt om een zeer nauwkeurige afstemming van de koelvloeistof en de thermostaat.

Waarom gewone motorolie hier niet werkt

Op deze website lees je veel over motorolie, transmissieolie en smeervetten. Maar voor de koeling van de accu en de elektromotor is olie niet geschikt.

Olie is een slechte warmtegeleider in vergelijking met waterglycol. Bovendien is olie een stuk dikker (viscositeit), waardoor de pomp harder moet werken en er meer energie verloren gaat. Er zijn wel elektrische auto’s die de transmissie (de tandwieloverbrenging) smeren met olie, maar de koeling van de accu en de motor gebeurt bijna altijd met vloeistof. De keuze voor de juiste koelvloeistof is dus net zo belangrijk als de keuze voor de juiste motorolie bij een brandstofmotor.

Conclusie

De koelvloeistof in een elektrische auto is de onzichtbare held die de prestaties en levensduur van de accu en motor waarborgt.

Zonder deze vloeistof zou je accu veel sneller slijten en zou de motor oververhitten. Of je nu rijdt in een Tesla, een BMW i3 of een Hyundai Kona Electric, de principes zijn hetzelfde: afvoeren van warmte is essentieel. Ben je zelf aan het sleutelen of wil je weten welke vloeistof in jouw auto past?

Check dan altijd de handleiding of de specificaties van de fabrikant. En vergeet niet: net als bij motorolie is kwaliteit key.

Kies voor een betrouwbaar merk en zorg dat de vloeistof voldoet aan de juiste eisen.

Zo blijft je elektrische auto koel, efficiënt en klaar voor de rit.