Mercedes-Benz onderzoekt met de ELF hoe het opladen van elektrische auto’s sneller, slimmer en beter geïntegreerd kan worden in het energiesysteem. De naam ELF staat voor Experimental Lade Fahrzeug, oftewel experimentele laadauto. Het voertuig fungeert als rijdend laboratorium waarin uiteenlopende oplaadtechnieken samenkomen. Van ultrasnel (900 kW) laden tot bidirectioneel energiedelen, draadloos laden en geautomatiseerd aansluiten met robotica.
Onderdeel van duurzame mobiliteit
Volgens Mercedes-Benz is lokaal CO₂-vrij rijden slechts één onderdeel van duurzame mobiliteit. Slim en efficiënt opladen speelt een minstens zo grote rol. Met de laadservice MB.Charge en de introductie van Plug & Charge heeft het merk eerder al stappen gezet om laden gebruiksvriendelijker te maken. De ELF bouwt daarop voort door te onderzoeken hoe voertuigtechniek, laadinfrastructuur en het energienet in de toekomst beter op elkaar kunnen worden afgestemd.
MCS en CCS: twee systemen, verschillende functies
Een van de belangrijkste onderzoekslijnen is ultrasnel laden. De ELF is uitgerust met twee verschillende laadaansluitingen: MCS (Megawatt Charging System) en het al langer bestaande CCS (Combined Charging System). Dat leggen we even uit:
MCS (Mega Charging System) is oorspronkelijk ontwikkeld voor vrachtwagens. Met dit systeem kunnen laadvermogens van ruim 3.500 kilowatt (3,5 MW) worden gehaald. Speciaal voor zwaar transport over lange afstanden. Mercedes-Benz gebruikt MCS in de ELF om de technische grenzen van accu’s, kabels en vermogenselektronica te verkennen. Daarbij wordt getest hoe deze onderdelen omgaan met hoge temperaturen en belastingen die bij megawattladen optreden. Over maximale vermogens met dit MCS-systeem hebben we nog geen bericht ontvangen.
De vermogens van zogenaamde CCS (Combined Charging System) weten we wel. En die zijn op zijn zachts gezegd baanbrekend. CCS is de standaard voor personen- en bestelauto’s en daarmee de basis voor het overgrote deel van de huidige snellaad-infrastructuur.
In de ELF wordt CCS echter tot voorbij uiterste benut om te onderzoeken hoe ver de bestaande standaard technisch kan worden opgerekt. Dat wil zeggen dat EV’s dan ultrasnel kunnen laden zonder dat daar een volledig nieuwe infrastructuur met MCS connectoren voor hoeft te worden gebouwd. Mercedes claimt een vermogen dat kan oplopen tot 900 kW. Iets waar de engineers al ervaring mee hebben getuige de AMG GT XX. Met de ELF kun je dus 100 kWh (ruim 400 km in een personenauto) bijladen in slechts tien minuten.
Bidirectioneel laden als strategisch onderdeel
Naast snelladen onderzoekt men ook het bidirectioneel laden. Hierbij kan de auto niet alleen stroom ontvangen, maar ook terugleveren aan een woning, het elektriciteitsnet of elektrische apparaten. De ELF kan zowel AC- als DC-bidirectioneel laden.
Via wisselstroom (AC) kan energie terug naar het thuisnetwerk of gebruikt worden voor apparaten (Vehicle-to-Home en Vehicle-to-Load). Via gelijkstroom (DC) kan rechtstreeks teruggeleverd worden aan het elektriciteitsnet (Vehicle-to-Grid), met hogere efficiëntie.
Met deze aanpak onderzoekt Mercedes-Benz hoe elektrische auto’s een actieve rol kunnen spelen in een duurzaam energiesysteem. Een gemiddeld accupakket kan een huishouden twee tot vier dagen van stroom voorzien. Bovendien kan overtollige zonne-energie tijdelijk in de auto worden opgeslagen en later worden benut. Volgens Mercedes-Benz kunnen huishoudens hiermee tot ongeveer 500 euro per jaar besparen.
Virtuele energierekening en integratie
Om de flexibiliteit verder te vergroten werkt Mercedes-Benz aan een virtuele energierekening. Daarmee kunnen huizen met een dynamisch energiecontract de opgewekte elektriciteit als tegoed worden opgeslagen en later worden ingezet bij openbare laadpunten van het merk. Zo kan zonnestroom die overdag niet wordt gebruikt ’s avonds of onderweg alsnog worden benut. Mercedes-Benz Charge vormt hiervoor de digitale ruggengraat door auto, laadinfrastructuur en energiebeheer in één systeem samen te brengen.
Draadloos en conductief laden
De ELF test daarnaast nieuwe manieren van laden waarbij geen kabels meer nodig zijn. Bij inductief laden wordt een laadplaat in de grond gebruikt die via magnetische resonantie stroom overdraagt aan de auto. Het laadvermogen bedraagt nu 11 kW, vergelijkbaar met een sterke thuislader. Deze methode is vooral interessant voor woningen en wagenparken waar gemak en netheid belangrijk zijn.
Conductief laden via de bodem werkt met een fysieke verbinding tussen een laadplaat en een connector onder de auto. Ook hier is het laadvermogen 11 kW AC. Deze methode heeft een iets hogere efficiëntie en is bijzonder geschikt voor krappe parkeersituaties of voor bestuurders die minder mobiel zijn. Doordat kabels ontbreken, blijft het terrein overzichtelijk en neemt slijtage af.
Geautomatiseerd laden met robotica
Tot slot verkent Mercedes-Benz hoe laadprocessen volledig automatisch kunnen verlopen. Met robotarmen kan een auto zelfstandig en nauwkeurig op de laadpaal worden aangesloten, zonder handmatige handelingen. Dit is vooral relevant bij ultrasnel laden, waar kabels zwaar en moeilijk hanteerbaar zijn. Toepassingen liggen onder meer bij wagenparken, taxidiensten en toegankelijke laadoplossingen.
Door MCS en CCS te combineren, bidirectioneel laden te onderzoeken en nieuwe laadvormen te testen, wil Mercedes-Benz beter begrijpen hoe elektrisch rijden in de toekomst sneller, efficiënter en eenvoudiger kan worden geïntegreerd in het energiesysteem. De resultaten uit dit project zullen de basis vormen voor toekomstige voertuigen en infrastructuur.
Dit artikel verscheen als eerste op: evupdate.nl
