Veel mensen die willen overstappen op elektrische voertuigen (EV’s) laten zich hiervan weerhouden uit angst om met een lege accu te komen staan tijdens een lange rit. Er wordt echter alleen geïnvesteerd in de infrastructuur als er vraag naar is. Estland heeft dit probleem opgelost met de introductie van de eerste nationale infrastructuur voor het opladen van EV’s. Belangrijke onderdelen hiervan zijn ontworpen en getest op de High Tech Campus Eindhoven.

Sinds Estland weer onafhankelijk werd in 1991, heeft het veel geïnvesteerd in de ontwikkeling van een smart society. Het opzetten van een infrastructuur voor elektrische voertuigen (EV’s) vormt hier een onderdeel van dat nu realiteit wordt. Eind 2012 willen de Esten de grootste EV-infrastructuur in Europa hebben. Deze omvat tweehonderd DC-AC-combisnelladers, met laadstations op ongeveer elke vijftig kilometer langs de hoofdwegen. Automobilisten worden lid van het systeem en betalen via sms, smartphone of een elektronische portefeuille. Met dit dichte netwerk van laadstations hoeven ze zich geen zorgen te maken over waar ze hun auto kunnen opladen. Bovendien zijn ze doorgaans in een kwartiertje klaar.

De Terra 51-snelladers die overal in Estland komen te staan, zijn afkomstig van ABB. Ze zijn ontwikkeld door de EV Charging Infrastructure-groep van het bedrijf, die is gevestigd op de Eindhovense High Tech Campus. De systemen kunnen 22 kW wisselspanning (AV) of 50 kW gelijkspanning (DC) leveren. Het aanbieden van zowel AC als DC is net als het aanbieden van benzine en diesel: het gaat om verschillende EV-modellen. Beide types werken snel: dertig minuten voor het laden met hoogvermogen-DC en ongeveer een uur bij AC, vergeleken met zo’n acht uur bij het opladen thuis.

Uiteraard is een hoge betrouwbaarheid essentieel. De oplaadstations hebben dan ook diverse zelfdiagnose- en veiligheidsfuncties om te verzekeren dat ze altijd beschikbaar zijn. Omdat ze buiten komen te staan, moeten ze weerbestendig zijn: van strenge vorst, sneeuw en regen tot hete zomerdagen.

Hoge temperaturen kunnen een ernstig probleem vormen. De laders worden aangesloten op het wisselstroomnet. Om met 50 kW DC te kunnen laden, zetten ze de AC om in DC. Zelfs met geavanceerde conversietechnieken komt hierbij veel warmte vrij. Als de apparatuur in de zon staat, wordt het alleen maar erger. Gebruikers zouden hun handen kunnen branden aan de behuizing en te veel warmte kan de levensduur van de onderdelen bekorten en tot storingen leiden.

Vanwege het ontwerp wilde ABB de kasten zo klein mogelijk hebben. Dat betekende dat het de afmetingen moest afwegen tegen de benodigde ruimte voor de koeling. Ventilatoren waren geen optie want die kunnen geluidshinder opleveren voor de mensen die in hun auto’s wachten tijdens het opladen.

Kleine afstand

Om zich ervan te verzekeren dat de Terra 51-systemen ook zou voldoen bij de mogelijke temperatuursextremen in Estland wilde ABB bovendien aanvullende tests doen in een klimaatkamer. Het bleek echter een hele opgave om er een te vinden die groot genoeg is voor de 1,9 meter hoge kast. Dergelijke kamers zijn kostbaar, bijzonder gespecialiseerd en bij weinig bedrijven beschikbaar.

Gelukkig hoefde ABB niet ver te zoeken. Buurman Philips Innovation Services op de campus heeft een klimaatkamer met een hoogte van twee meter, die ter beschikking staat aan derden voor kwaliteits- en betrouwbaarheidstests. De kamer  wordt meestal gebruikt voor verlichtingsarmaturen en zonnepanelen, maar is geschikt voor een breed scala aan toepassingen. Het temperatuurbereik loopt van -70 tot 150 graden Celsius, met een regelbare vochtigheid en volledig computergestuurde bewakingssystemen.

Voor ABB was het belangrijk dat de kamer binnen enkele minuten tot elke gewenste temperatuur is te verwarmen of te koelen. Daardoor kon het de tests van de Terra 51, die vooral gericht waren op het functioneren en niet op de levensduur, in slechts één week afronden. Het testprogramma omvatte een groot aantal scenario’s met temperaturen tussen -35 en 40 graden Celsius, waaronder stroomuitval bij 35 graden en het opladen van diverse auto’s achter elkaar bij 40 graden.

De kleine afstand tussen ABB en Philips Innovation Services maakte het mogelijk de resultaten direct terug te koppelen en kleine wijzigingen snel door te voeren. De Terra 51-systemen zijn nu goed voorbereid op de veeleisende Estse weersomstandigheden. Daarmee is de weg vrij voor het kleine land om de volgende stap te zetten in zijn grote ambities voor EV’s en een smart society.

Susan Wild is partner bij communicatiebureau Pyramidion.

Redactie Nieke Roos