Hebben elektrische auto's een versnellingsbak? Het antwoord kan je verrassen!

Een van de grootste vragen die we hebben gaat over de transmissie. Hebben deze futuristische auto's er eigenlijk wel een? Het korte antwoord is ja, die hebben ze. Maar het is niet het soort transmissie dat je gewend bent van een benzineauto. In dit artikel onderzoeken we waarom ze anders zijn en wat de toekomst in petto heeft voor deze technologie. Dit moet je lezen als je nieuwsgierig bent naar hoe elektrische auto's werken en wat ze zo uniek maakt.

Wat is een transmissie en waarom hebben conventionele auto's er een nodig?

In een auto met een traditionele verbrandingsmotor is de transmissie een cruciaal onderdeel. Zie het als de versnellingsbak van de auto. De belangrijkste taak is het overbrengen van vermogen van de motor naar de wielen. Een verbrandingsmotor genereert alleen efficiënt vermogen binnen een bepaald bereik van omwentelingen per minuut (RPM). Dit betekent dat de motor een "sweet spot" heeft waar hij het beste werkt. Om de motor in deze 'sweet spot' te houden, of je nu vertrekt vanuit stilstand of op de snelweg rijdt, moet je schakelen. Bij een handgeschakelde versnellingsbak moet de bestuurder schakelen met behulp van een koppelingspedaal en een versnellingspook. Een automatische transmissie doet dit werk voor je en kiest automatisch de juiste versnelling voor de snelheid van de auto en het toerental van de motor.

Zie het als fietsen met meerdere versnellingen. Je gebruikt een lage versnelling om te beginnen met trappen, waardoor je gemakkelijker op gang komt. Naarmate je sneller gaat, schakel je naar een hogere versnelling om sneller te gaan zonder dat je hard hoeft te trappen. De transmissie van een auto werkt volgens een soortgelijk principe, waarbij verschillende overbrengingsverhoudingen worden gebruikt om het vermogen van de motor te regelen. Dankzij de transmissie kan een conventioneel voertuig soepel accelereren, een kruissnelheid aanhouden en zelfs achteruit rijden. Zonder transmissie zou een auto met verbrandingsmotor ongelooflijk inefficiënt en praktisch onbestuurbaar zijn.

Hebben elektrische auto's een transmissie?

Ja, elektrische auto's hebben een versnellingsbak, maar die is veel eenvoudiger dan die van benzineauto's. Het belangrijkste verschil is dat de meeste elektrische auto's een versnellingsbak met één versnelling gebruiken. Het belangrijkste verschil is dat de meeste elektrische auto's een transmissie met één versnelling gebruiken. Je hoort het ook wel een reductiekast met één versnelling, een vaste versnelling of een directe aandrijving noemen. Dit staat in schril contrast met de transmissies met meerdere versnellingen, zoals een handgeschakelde 6-versnellingsbak of een automatische 8-versnellingsbak, die gebruikelijk zijn in auto's met een verbrandingsmotor. De reden voor deze eenvoud ligt in de aard van de elektromotor.

Een elektromotor is een heel ander beestje dan een verbrandingsmotor. Een elektromotor levert vrijwel onmiddellijk vermogen aan de wielen en levert een constante hoeveelheid koppel over een zeer breed toerentalbereik. Het is niet nodig om de motor "op toeren te brengen" om de beste prestaties te krijgen. Dit onmiddellijke koppel geeft elektrische auto's hun beroemde snelle en soepele acceleratie. Omdat de elektromotor zo efficiënt is bij een breed toerentalbereik, is een complexe transmissie met meerdere versnellingen gewoonweg niet nodig. De transmissie met één versnelling in een EV is ontworpen om het vermogen van de elektromotor naar de wielen te regelen, zodat het voertuig vooruit of achteruit kan rijden.

Hoe ziet de transmissie van een elektrisch voertuig eruit?

Een versnellingsbak van een elektrisch voertuig is veel compacter en eenvoudiger. Het heeft veel minder bewegende delen dan een traditionele transmissie. Deze eenvoud is een enorm voordeel. Het betekent minder gewicht, wat de actieradius van het voertuig kan verbeteren. Het betekent ook dat er minder dingen kapot kunnen gaan, wat kan leiden tot lagere onderhoudskosten.

Het ontwerp van de enkeleversnellingsbak van een EV draait om het efficiënt beheren van de hoge rotatiesnelheid van de elektromotor. Een elektromotor kan ongelooflijk hoge toerentallen halen, vaak meer dan 10.000 of zelfs 20.000 omwentelingen per minuut. Dit is veel sneller dan de typische 6.000 toeren per minuut van veel verbrandingsmotoren. De versnellingsbak in een EV gebruikt een enkele versnelling om dit hoge toerental terug te brengen naar een geschiktere snelheid voor de wielen. Dit proces vermenigvuldigt ook het koppel van de motor, waardoor de auto de kracht krijgt die hij nodig heeft om te versnellen.

Hoe werkt een versnellingsbak met één versnelling in een EV?

De manier waarop een versnellingsbak met één versnelling werkt in een elektrische auto is elegant eenvoudig. Wanneer je het gaspedaal intrapt, stroomt er elektriciteit van de accu naar de elektromotor. Hierdoor gaat de motor draaien. De motor is verbonden met de versnellingsbak met één versnelling, die vervolgens de wielen laat draaien. Het mooie van dit systeem is de directheid. Er zijn geen versnellingen die de stroom onderbreken en daarom voelt de acceleratie in een EV zo naadloos aan.

De enkele versnelling in de transmissie heeft een vaste overbrengingsverhouding die zorgvuldig is gekozen door de fabrikant. Deze verhouding zorgt voor een goede balans tussen snel optrekken vanuit stilstand en efficiënte prestaties bij hogere snelheden. Zie het als vastzitten in een enkele, zeer veelzijdige versnelling op een fiets. Het is een versnelling die goed is voor starten, accelereren en cruisen. Het brede toerentalbereik van de elektromotor maakt dit mogelijk. Hij kan het nodige vermogen en koppel leveren zonder tussen meerdere versnellingen te hoeven schakelen.

Waarom hebben de meeste EV's niet meerdere versnellingen nodig?

Meer versnellingen betekent altijd betere prestaties? Maar bij elektrische auto's is dat niet het geval. De belangrijkste reden waarom de meeste EV's geen transmissies met meerdere versnellingen hebben, is omdat ze die niet nodig hebben om efficiënt te werken. Een elektrische motor produceert een consistente hoeveelheid koppel bij elk toerental binnen zijn werkbereik. Dit is fundamenteel anders dan een verbrandingsmotor, die binnen een smal toerentalbereik moet worden gehouden om efficiënt vermogen te produceren.

Het toevoegen van meerdere versnellingen aan een EV zou onnodige complexiteit en gewicht met zich meebrengen. Dit zou niet alleen de productiekosten van het voertuig verhogen, maar ook de algehele efficiëntie en actieradius verminderen. Een transmissie met meerdere versnellingen betekent ook meer bewegende onderdelen, wat kan leiden tot meer potentiële storingen en hogere onderhoudskosten. Het ontwerp met één versnelling van de meeste EV-transmissies is een perfect voorbeeld van elegante techniek - het is eenvoudig, efficiënt en effectief.

Zijn er elektrische auto's met meerdere versnellingen?

Hoewel de meeste elektrische auto's een transmissie met één versnelling hebben, zijn er een paar uitzonderingen. Sommige krachtige elektrische auto's, zoals de Porsche Taycan en de Audi e-tron GT, hebben een transmissie met twee versnellingen. Dit is fascinerend omdat het laat zien dat ingenieurs altijd op zoek zijn naar manieren om de grenzen van de prestaties te verleggen. In deze auto's wordt de eerste versnelling gebruikt voor een zeer sterke acceleratie vanuit stilstand. De tweede, hogere versnelling wordt gebruikt voor meer efficiëntie en een hogere topsnelheid tijdens het cruisen op de snelweg.

De beslissing om een transmissie met meerdere versnellingen te gebruiken in deze high-performance modellen heeft alles te maken met het optimaliseren van het vermogen van de elektromotor voor specifieke rijsituaties. Hierdoor kan de auto zowel ongelooflijk veel oppakken als efficiënt lange afstanden afleggen. Hoewel deze technologie op dit moment wordt toegepast in een klein aantal luxe elektrische auto's, zal het interessant zijn om te zien of andere fabrikanten in de toekomst soortgelijke ontwerpen gaan gebruiken als ze de prestaties en het bereik van hun elektrische auto's blijven verbeteren.

Hoe rijdt een elektrische auto achteruit?

Dit was nog een vraag waar ik me over moest verbazen. Hoe kan een elektrische auto terugrijden zonder een traditionele transmissie met achteruitversnelling? Het antwoord is verrassend eenvoudig en opnieuw een bewijs van de elegantie van de elektromotortechnologie. Om achteruit te rijden, draait de elektromotor gewoon in de tegenovergestelde richting. Er is geen aparte, complexe achteruitversnelling nodig zoals in een auto met verbrandingsmotor.

De bestuurder selecteert "Achteruit" met een knop of een hendel en de elektronische besturing van het voertuig keert de stroomtoevoer naar de motor om. Dit zorgt ervoor dat de motor in de tegenovergestelde richting draait, waardoor de wielen achteruit draaien. Dit is een veel directere en efficiëntere manier om achteruit te rijden dan de mechanische complexiteit van een conventionele transmissie. Het is nog een voorbeeld van hoe elektrische voertuigen zijn ontworpen met het oog op eenvoud en efficiëntie.

Hoe zit het met elektrische voertuigen met vierwielaandrijving?

Veel elektrische auto's bieden tegenwoordig vierwielaandrijving (AWD) voor betere tractie en prestaties. Ik was benieuwd hoe dit werkte zonder de traditionele aandrijfassen en tussenbakken die je vindt in AWD-voertuigen met benzinemotor. Het blijkt dat veel EV's met vierwielaandrijving een heel slim ontwerp gebruiken. In plaats van één motor hebben ze twee elektromotoren - één voor de voorwielen en één voor de achterwielen.

Met deze dubbele motoropstelling kan het vermogen dat naar elke as wordt gestuurd heel nauwkeurig worden geregeld. Sommige voertuigen hebben zelfs verschillende overbrengingsverhoudingen voor de voorste en achterste motor om ze te optimaliseren voor verschillende rijomstandigheden. De ene motor kan bijvoorbeeld zijn afgestemd op snel accelereren, terwijl de andere is afgestemd op efficiënter cruisen op de snelweg. De voertuigcomputer kan onmiddellijk het vermogen van elke motor aanpassen voor de best mogelijke tractie en prestaties in elke situatie. Dit ontwerp biedt niet alleen de voordelen van vierwielaandrijving, maar verbetert ook de algehele efficiëntie van het voertuig.

Hoe ziet de toekomst van transmissies voor elektrische voertuigen eruit?

De wereld van de elektrische voertuigtechnologie evolueert voortdurend en transmissies vormen daarop geen uitzondering. Hoewel de versnellingsbak met één versnelling momenteel de standaard is voor de meeste EV's, experimenteren sommige fabrikanten met nieuwe ontwerpen om de efficiëntie en prestaties verder te verbeteren. We zien nu al transmissies met twee versnellingen in sommige high-performance modellen en het is mogelijk dat we in de toekomst nog geavanceerdere multi-speed versnellingsbakken zullen zien.

Andere innovaties zijn continu variabele transmissies (CVT's) die een oneindig aantal overbrengingsverhoudingen kunnen bieden voor maximale efficiëntie. Sommige bedrijven kijken zelfs naar wielinbouwmotoren, die een traditionele transmissie helemaal overbodig maken door een kleine elektrische motor in elk wiel te plaatsen. De toekomst van elektrische voertuigen zal waarschijnlijk een verscheidenheid aan transmissietechnologieën brengen, elk afgestemd op de specifieke behoeften van verschillende soorten voertuigen, van kleine stadsauto's tot krachtige sportwagens. Het doel zal altijd zijn om de efficiëntie, prestaties en actieradius te maximaliseren.

Hoe verandert deze technologie de manier waarop we rijden?

De overstap van de complexe transmissies met meerdere versnellingen van verbrandingsmotoren naar de eenvoudige transmissies met één versnelling van elektrische auto's is meer dan alleen een verandering in technologie. Het verandert de hele rijervaring. De soepele, stille en directe acceleratie van een EV is een direct resultaat van de eenvoudige en efficiënte aandrijflijn. Er zijn geen versnellingen die de stroomtoevoer naar de wielen onderbreken, wat zorgt voor een meer naadloze en plezierige rit.

Deze nieuwe technologie maakt auto's ook eenvoudiger en mogelijk goedkoper te onderhouden. Met minder bewegende delen in de transmissie kan er minder fout gaan. Naarmate de accutechnologie steeds beter wordt en de oplaadinfrastructuur steeds algemener, zullen de eenvoud en efficiëntie van de transmissie van elektrische auto's een belangrijke rol spelen in het nog aantrekkelijker maken van elektrische auto's voor bestuurders. De toekomst van de auto is elektrisch en de bescheiden transmissie speelt een grote rol in die revolutie.

Samengevat zijn dit de belangrijkste dingen om te onthouden:

• De meeste elektrische auto's hebben een eenvoudige transmissie met één versnelling.
• Dit is anders dan de transmissies met meerdere versnellingen in benzineauto's.
• Elektromotoren produceren onmiddellijk koppel over een breed toerentalbereik, waardoor meerdere versnellingen overbodig zijn.
• Het ontwerp met één versnelling is lichter, eenvoudiger en heeft minder bewegende onderdelen.
• Sommige krachtige EV's gebruiken transmissies met twee versnellingen voor een nog betere acceleratie en efficiëntie.
• Om achteruit te rijden, draait de motor van een EV gewoon in de tegenovergestelde richting.
• De toekomst van transmissies voor elektrische voertuigen zal waarschijnlijk meer innovatie zien om het bereik en de prestaties te verbeteren.