Een elektrische raceauto opladen met de snelheid van een normale tankbeurt? Dat klinkt als iets uit een verre toekomst. Toch weet studententeam InMotion van de TU Eindhoven al akelig dichtbij te komen met de ontwikkeling van de Revolution. Het racemonster is in staat om in minder dan 4 minuten volledig op te laden, en is daarmee voor zover bekend de snelst ladende elektrische raceauto voor langeafstandsraces ter wereld.
InMotion startte in november 2022 met meer dan 30 studenten met het ontwerpen en produceren van het nieuwe batterijpakket in de raceauto. Bijzonder is dat dit batterijpakket in slechts 3 minuten en 56 seconden oplaadt, met 322 kW laadvermogen, een totale capaciteit van 29,2 kWh en een actieradius van ongeveer 250 kilometer. De laadtijd omlaag brengen voor elektrische auto’s is belangrijk om het elektrisch rijden gemakkelijker en daarmee toegankelijker te maken voor de consument. InMotion pakt die handschoen op en komt nu daadwerkelijk dicht in de buurt van een pitstopwaardige laadtijd.
Tijdens snelladen komt er veel warmte vrij en dat zorgt voor versnelde degradatie van de batterijcellen, legt teammanager Julia Niemeijer uit. “In het verleden hebben wij een innovatieve koeltechnologie ontwikkeld op module niveau, waarbij koelplaten gevuld met koelvloeistof tussen de modules met cellen zijn geplaatst. Hierdoor konden we al veel warmte uit het pakket krijgen. Als je de warmte zo goed mogelijk uit het batterijpakket wilt halen, dan wil je dat je zo dicht mogelijk bij de batterijcellen gaat koelen. De afgelopen tijd hebben wij daarom een methode ontwikkeld waardoor we op celniveau kunnen koelen, waarbij er ook daadwerkelijk koelvloeistof tussen elke cel stroomt. Dit betekent dat we nog meer warmte uit het pakket trekken. Dat heeft een enorm positief effect op de levensduur en het herhaaldelijk snelladen. Uit een test van 24 uur blijkt de degradatie van het batterijpakket dan ook minimaal.”
Op de markt is koelen op celniveau nog niet gebruikelijk, daarom heeft InMotion eigen modules ontwikkeld. Niemeijer: “Erg uitdagend was dat er maar enkele millimeters ruimte was tussen de cellen in de module om de koeltechnologie toe te passen. Hierdoor moesten we heel secuur te werk gaan. We zijn ontzettend blij dat we een methode hebben gevonden die dit mogelijk maakt.”
Het doel van InMotion is aantonen dat het wel degelijk mogelijk is om de laadtijd van een elektrische auto omlaag te brengen, tot een niveau vergelijkbaar met een tankbeurt van benzineauto’s. Hierdoor hopen ze elektrisch rijden aantrekkelijker te maken voor de consument en de industrie uit te dagen om de wereld groener te maken. Als een groep extreem gemotiveerde studenten dit kan neerzetten, dan kan de industrie natuurlijk niet achterblijven.
“Studententeams als InMotion zijn belangrijk om, getriggerd door een uitdagende applicatie zoals in dit geval een elektrische raceauto, grenzen te verleggen en nieuwe technologieën in de praktijk uit te proberen. Het sneller kunnen opladen van de batterij in een elektrische auto is zeker niet triviaal. Het is belangrijk voor een nog snellere acceptatie in de markt, waarbij innovaties zoals een batterijpakket met sterk geoptimaliseerde koeling een belangrijke rol zullen spelen”, zegt Henk Jan Bergveld, deeltijdhoogleraar Electrical Engineering aan de TU/e.
De technologie is getest bij onderzoeksinstelling TNO en Prodrive Technologies. “Het mooie van de technologie is dat het mogelijk is om batterijpakketten te maken van verschillende formaten”, legt Stijn van de Werken, technisch manager bij InMotion, uit. “Vaak wordt gedacht dat kleinere batterijpakketten sneller opladen dan grotere pakketten. Dit is echter niet het geval. Hoe groot je het pakket ook zult maken, de laadtijd zal hetzelfde blijven, zolang de laadpaal maar voldoende energie kan toevoeren. Dit zorgt ervoor dat er veel mogelijkheden tot implementatie zijn.”
Het studententeam heeft de technologie geïmplementeerd in een LMP3 raceauto. De LMP3 is de prototypeklasse van de beroemde 24 uur van Le Mans, bedoeld om jonge coureurs en nieuwe teams in te laten stappen. Van de Werken: “We gaan de raceauto het aankomend jaar nog grondiger testen op het circuit.”
Uiteindelijk droomt InMotion ervan om de technologie te presenteren tijdens de 24 uur van Le Mans, zodat het batterijpakket getest wordt in de zwaarst denkbare omstandigheden, namelijk het langeafstandracen.
[Fotocredits – Charlie Acuna]
