Welke laadmethodes zijn er?

Mode 1-laden is niet geschikt

Mode 1-laden is laden via een gewoon stopcontact. De kabel uit het voertuig wordt gewoon in een bestaand stopcontact geplugd. Een huishoudelijk stopcontact geeft altijd monofasige wisselstroom. De wisselstroom wordt rechtstreeks tot op het stopcontact van het elektrische voertuig gebracht (de batterijlader werkt als gelijkrichter = AC-laden).

Deze manier van opladen wordt niet meer toegepast en is in sommige landen (bv. VS, Canada en Israël) zelfs bij wet verboden. Dat komt omdat gewone stopcontacten niet apart beveiligd zijn (waardoor de wagen en de laadkabel niet beveiligd zijn tegen isolatiefouten en overstromen) en ze niet kunnen worden begrensd.

De begrenzing van stromen is nochtans belangrijk, want huishoudelijke stopcontacten zijn niet geschikt voor langdurige stromen groter dan 10 A. Een huishoudelijk stopcontact kan in theorie wel stromen aan tot 16 A (bv. van de vaatwas of wasmachine), maar niet gedurende lange tijd. Door een regelmatige, langdurige belasting met een hoge stroom degraderen de contactbussen in het stopcontact versneld, waardoor het stopcontact gevaarlijk opwarmt. Contactdozen die gedurende bv. acht uur een stroom van 14 A geleiden, warmen sterker op dan de volgens de norm toegelaten 45 °C.

Mode 2-laden als noodoplossing 

Mode 2-laden is ook laden via een standaard huishoudelijk stopcontact (waarbij de batterijlader werkt als gelijkrichter = AC-laden). Er kan enkel monofasig geladen worden. In tegenstelling tot bij mode 1-laden wordt de stroomkring wel beveiligd en kan de maximale stroom die het elektrische voertuig mag vragen, worden begrensd. Dat gebeurt via een doos die in de laadkabel zit ingebouwd (een in-cable control protection device (IC-CPD)).

• In de IC-CPD zitten een differentieelstroominrichting en een overstroom- en kortsluitbeveiliging die de wagen en de laadkabel beveiligen tegen isolatiefouten en overstromen (op voorwaarde dat het stopcontact is voorzien van een conforme aarding).
• De maximale stroom wordt begrensd door een controller die eveneens in de doos zit (net omdat er gebruikgemaakt wordt van huishoudelijke stopcontacten, blijft de stroomsterkte bij mode 2-laden ook het best beperkt tot 10 A). De controller genereert een PWM-signaal. Met dat PWM-signaal wordt er een stroomwaarde gecodeerd. Het elektrische voertuig is in staat om het PWM-signaal te decoderen en weet zo hoeveel stroom hij maximaal mag vragen aan het stopcontact (bv. 10 A).

Veilig laden met mode 3

Mode 3-laden is geschikt om veilig te laden met hogere stromen en om de wagen dus sneller op te laden. Het laden gebeurt via een laadpunt met een ingebouwd stopcontact. Er kan zowel monofasig als driefasig geladen worden.

Mode 3-laden is een vorm van AC-laden. Het laadpunt levert wisselstroom en de batterijlader werkt als gelijkrichter.

• Het laadpunt is een vast onderdeel van de elektrische huisinstallatie en wordt beveiligd door een differentieelstroominrichting (max. 30 mA, type B of type A+6mAdc) en een overstroombeveiliging in de elektrische kast. 
• De proximity pilot (PP) en de control pilot (CP) zorgen voor de communicatie tussen het laadstation en het voertuig. De PP en CP zijn twee van de zeven aansluitingen (de andere zijn de aardingsaansluiting, de nulgeleider en drie faseaansluitingen) waarover de connector en de stekker beschikken bij mode 3-laden (= type 2). Tussen de PP en de aardingsaansluiting zit er een elektrische weerstand. Aan de hand van de waarde van die weerstand weten het laadstation en het voertuig wat de maximale kabelstroom mag zijn (wanneer je dus een kabel hebt met een doormeter van 2,5 mm² per ader, zul je nooit meer dan 16 A per fase kunnen laden). Via de CP, de andere signaalaansluiting, signaleert het elektrische voertuig aan het laadpunt dat het klaar is om geladen te worden. Vervolgens wordt er door de controller in het laadpunt een PWM-signaal gegenereerd. Dat signaal geeft de maximale laadstroom door alsook wanneer het laden mag starten. Vraagt de wagen bijvoorbeeld 20 A om op te laden, maar kan de laadpaal maar 8 A leveren, dan wordt er maar 8 A geleverd. Of omgekeerd, als de laadpaal 20 A kan leveren en de auto er maar 8 A vraagt, dan zal er ook slechts 8 A geleverd worden.

De differtieelstroominrichting moet bij mode 3-laden aan specifieke voorwaarden voldoen. Er zijn twee opties: ofwel kiest u voor een differentieel type B, ofwel voor een differentieel type A met toevoeging van een 6 mA DC beveiliging. Beide opties komen echter met de nodige aandachtspunten:

• de differentieelstroominrichting moet aan elk aansluitingspunt voor een elektrisch voertuig voorzien worden. Heeft een laadstation twee aansluitingspunten, dan moeten er dus twee differentieelstroominrichtingen zijn;
• opteert men voor een differentieel type B, dan moeten alle differentiëlen stroomopwaarts (dus ook deze aan het begin van de installatie) van het type B zijn;
• een differentieel type A + 6 mA DC kan wel gecombineerd worden met een differentieel type A aan het begin van de installatie, zij het enkel op voorwaarde dat er slechts één aansluitingspunt is;
• beschikt een installatie over meerdere laadpunten met een differentieel type A + 6 mA DC, dan moet er ook stroomopwaarts een differentieel type A + 6 mA DC geplaatst worden;
• als alternatief kan het laadpunt ook volledig op een parallel circuit geplaatst worden, op voorwaarde dat het meteen aan het begin van de installatie, ter hoogte van de ingang van de bestaande differentieel van de installatie, afgetakt wordt. In dat geval moeten beide differentiëlen verzegeld worden.

Meer informatie over de differentieelstroominrichting bij mode 3-laadpunten vindt u onder andere via de technische bibliotheek van Volta.

Snel laden met mode 4

Sommige elektrische voertuigen kunnen ook mode 4-laden (in de specificatiefiche van het voertuig is te vinden of dit al dan niet kan). Dat gebeurt aan een laadpunt met ingebouwd stopcontact. De gelijkrichter zit in dit geval in de laadpaal. De laadpaal stuurt dus gelijkstroom uit (= DC-laden). Bij mode 4-laden (ook wel snelladen genoemd) worden er hoge laadvermogens overgedragen, waardoor de laadprocessen binnen korte tijd zijn voltooid. Let er wel op dat het laadvermogen niet meer dan twee keer de energie-inhoud van het batterijpakket van je voertuig bedraagt (bv. een wagen van 24 kWh kan geladen worden tot een vermogen van 48 kW). Anders kan dit de levensduur van je batterij negatief beïnvloeden.

Bij het snelladen bepaalt de oplaadpaal zelf het gehele laadproces. De oplaadpaal staat in direct contact met de accu van de auto. DC-laadstations zijn bedoeld voor publieke plaatsen. Ze zijn te duur (doordat de gelijkrichter hierin zit ingebouwd) en vragen een te zware elektriciteitsaansluiting om thuis te laten plaatsen, al is het uiteraard niet verboden.