Elektrische auto in de bergen: de pas en wat daarna komt

Een massa naar een bepaalde hoogte tillen kost een berekenbare hoeveelheid energie: massa maal valversnelling maal hoogte. Dat is natuurkunde zonder speelruimte. Eén ton duizend hoogtemeters omhoog is ruwweg tweeënhalf tot drie kilowattuur aan potentiële energie — en een auto met inzittenden en bagage weegt meerdere tonnen.

Daar komt bij dat de aandrijving die energie niet zonder verlies levert. Motor, vermogenselektronica en transmissie werken met een zeer goed, maar geen volledig rendement, en de batterij geeft bij hoog vermogen een deel af als warmte. De werkelijke behoefte ligt dus boven de berekende, en dat verschil wordt groter naarmate je steiler en sneller rijdt.

Daarnaast loopt de gewone rijweerstand gewoon door. Een pas wordt zelden snel gereden, dus de luchtweerstand is klein; de rolweerstand blijft. De stijging overheerst de rekensom zo sterk dat de verbruiksmeter waarden toont die op vlak terrein nooit voorkomen. Dat is geen defect en ook geen reden tot zorg — het is de juiste weergave van een proces dat straks weer wordt omgekeerd.

Wat je er bergop in hebt gestoken, zit boven als potentiële energie in de auto. Bergaf komt die weer vrij. Een verbrandingsmotor vernietigt haar via de motorrem en de wielremmen; een elektrische aandrijving voert een groot deel ervan via het generatorbedrijf terug naar de batterij.

Niet alles komt terug. De weg loopt via dezelfde keten als bergop, alleen achterstevoren: wiel, transmissie, elektromotor, vermogenselektronica, batterij. Elke schakel kost iets, en de batterij neemt de energie alleen met een beperkt vermogen op. Als orde van grootte blijft een flink deel behouden — genoeg om een passage over een pas per saldo veel minder te laten kosten dan de klim doet vrezen.

In de praktijk betekent dat: de verbruiksmeter op de pashoogte zegt niets. Wat telt, is de waarde in het dal aan de andere kant. Wie een Alpenetappe plant, rekent daarom met het hoogteverschil tussen vertrek en bestemming, niet met de som van alle klimmen — dat laatste zou de rekensom zijn voor een auto die zijn energie bergaf weggooit.

Recuperatie heeft ruimte in de batterij nodig. Is het pakket vol, dan kan de energie nergens heen — en de auto neemt de recuperatie terug, gedeeltelijk of helemaal. Dan remt alleen nog de wrijvingsrem, en dat uitgerekend op een lange, steile afdaling met een zware auto.

Daaruit volgt de regel die in de bergen belangrijker is dan welke andere ook: vóór een lange afdaling laad je niet vol. Wie in het dal vóór de pas laadt, laat bewust ruimte voor de energie die aan de andere kant terugkomt. Hoeveel ruimte, volgt uit het hoogteverschil en de massa — dezelfde rekensom als hierboven, alleen deze keer vooruit gelezen.

Kou heeft hetzelfde effect. Een koude cel mag niet met een hoge stroom worden geladen, omdat zich anders metallisch lithium afzet; het batterijmanagementsysteem beperkt de recuperatie daarom tot de cellen binnen hun werkbereik zijn. Een afdaling op een vroege winterochtend, direct na vertrek, is dus het tweede geval waarin de rem het werk overneemt — en het geval waarop bijna niemand is voorbereid.

Fading is een verschijnsel van de wrijvingsrem: remblokken en schijven worden heet, de wrijving neemt af, de pedaalweg wordt langer. Wie een afdaling elektrisch afremt, houdt de remmen koel en heeft ze op het beslissende moment volledig tot zijn beschikking. Dat is het grootste veiligheidsvoordeel van een elektrische aandrijving in de bergen, en het wordt zelden genoemd.

Onbegrensd is het niet. Ook de elektrische aandrijflijn heeft een thermische grens: elektromotor, omvormer en koelcircuit kunnen een zeer lange, zeer steile afdaling niet onbeperkt opvangen, en de batterij raakt intussen voller. Valt de recuperatie om een van die redenen terug, dan geeft de auto het werk door aan de remmen — zonder voorwaarschuwing, maar niet zonder signalen.

Het antwoord daarop is hetzelfde als bij elke andere auto, en dat is: langzamer. Wie een afdaling begint met een snelheid die ook zonder recuperatie vol te houden is, heeft geen situatie op te lossen. En wie het display in de gaten houdt, ziet het recuperatievermogen afnemen voordat hij het in het pedaal voelt.

Ook in de bergen volgt de dichtheid van laadpunten het verkeer, en het verkeer loopt door de dalen. Op een pashoogte staat zelden iets, in een zijdal vaak maar één laadpunt, en dat kan in de winter onbereikbaar zijn. De planning richt zich daarom op de plaatsen in het dal vóór en na de passage.

Daar komt bij dat passen per seizoen worden gesloten en dat de omweg dan door een tunnel of via een autotrein loopt — met een andere lengte, een andere hoogte en een andere reistijd. Welke route open is, publiceert de wegbeheerder van het betreffende land of de regio; dat is informatie die per dag geldt en in geen enkele gids thuishoort.

En de temperatuur daalt met de hoogte. Een auto die in het dal bij zacht weer vertrekt, staat op de pashoogte in de vorst — met alles wat daarbij hoort: meer verwarmingsvermogen, koudere cellen, beperkte recuperatie. Wie de etappe plant met de waarden uit het dal, plant haar te lang.

In de formule voor de hefarbeid staat de massa lineair. Wie de auto een vijfde zwaarder maakt, heeft voor dezelfde klim een vijfde meer energie nodig — zonder enige uitzondering en zonder rijstijl die daar iets aan kan veranderen. Bagage, dakkoffer en een volle bezetting wegen hier zwaarder dan waar ook.

Bergaf werkt dezelfde massa de andere kant op, maar niet symmetrisch: ze geeft meer energie terug en vult de batterij sneller, waardoor de grens van de recuperatie eerder is bereikt. Een zware combinatie op een lange afdaling is daarom precies het geval waarvoor de regel met de ruimte in de batterij is bedacht.

En in de winter komen er sneeuwkettingen of winteruitrusting bij. Wat in een land verplicht is, welke markering een band moet dragen en wanneer de plicht geldt, legt elk land zelf vast en publiceert het via zijn verkeersautoriteit. Voor het verbruik betekent het simpelweg: meer rolweerstand, kortere etappe.

De rit door de bergen is het geval waarin een elektrische auto er het best én het slechtst uitziet, afhankelijk van welk deel van de route je bekijkt. Wie beide delen samen berekent, krijgt een rustig beeld — en een auto die op de afdaling zijn remmen spaart in plaats van ze op te stoken.