Wat is slimmer Thuisbatterij of Accu van auto met bi-directionele laadpaal

Ik pak dit topic “Wat is slimmer Thuisbatterij of Accu van auto met bi-directionele laadpaal” van Ron_Vespa op om (mogelijk) wat meer achtergrond informatie aan deze discussie toe te voegen.

Bij elektrische aangedreven auto’s kunnen we deze groep indelen in in 3 categorieën; de PHEV (DHEV), de ‘Plug-in’-PHEV en de EV modellen.

1e categorie, de PHEV (Petrol Hybrid Electric Vehicle) en DHEV (Diesel Hybrid Electric Vehicle) auto’s.

Deze hebben naast de verbrandingsmotor een (klein) Lithium-Ion accupakket en een elektromotor. De elektromotor heeft, mede door het (kleine) accupakket een beperkte actieradius. Trend setter was de Toyota Prius (introductie 1997 !). Met een 275 VDC (Volt Direct Current = gelijkspanning) nickel metal hydride (NiMH) accupakket van 1,8 kWh was het bereik slechts 36 km (20 Mile!), genoeg om een gunstige USA en EU-emissienorm te halen (!). Toch duurde het ruim 10 jaar, voordat het Hybride systeem door andere merken massaal werd overgenomen. De Toyota NiMh accu werd opgeladen door regeneratie tijdens remmen (Remmen op de dynamo), aanvullend door de dynamo van de draaiende verbrandingsmotor. Dus NIET thuis te laden.

2e categorie, de ‘Plug-In’-PHEV (DHEV). De accupakketten van de PHEV’s zijn inmiddels opgevolgd door 300 VDC tot 400 VDC de Lithium-Ion techniek met 3,5 kWh tot ruim 10 kWh (De populaire Volvo XC40 heeft een Li-Ion accu, 300 VDC en 10,7 kWh). De ‘Plug-In’-PHEV’s hebben een ingebouwde 230 VAC omvormer welke het 300 (400) VDC accupakket ook uit het 230 VAC ‘thuis’-net geladen kan worden. Alleen duurdere modellen (Mercedes, Audi, Jaguar), kunnen ook aan de (voor thuis oninteressante) 400 VDC snellader gekoppeld worden.

De (Pug-In) PHEV lopen echter op het einde van hun ‘Live Cyclus’. Vanaf 1-1-2030 mogen er in de EU geen personenauto’s (Cat. M1) met een verbrandingsmotor verkocht worden. En daarmee valt het doek voor de (Plug-In) PHEV’s. Houdt in dat auto fabrikanten nauwelijks meer investeren in nieuwe ‘Plug-In’-PHEV technieken. De komende jaren zal wel het rijbereik verder toenemen. Maar de kans dat er nog een ‘Bi-Directionele’, dus als ‘thuis’-accu inzetbare PHEV komt, is klein.

‘Thuis’-opladen uit het 230 VAC huisnet kan op 2 manieren;

• Vanuit een ‘Shuco’-contactdoos (een gewoon stopcontact dus!). Met een ‘Model 1 of 2’-laadkabel kan de ‘Plug-In PHEV’ eenvoudig thuis opgeladen worden.

Aandachtspunt: De 230 VAC omvormer in een PHEV trekt bijna continu (!) 16 Ampère en kan daarmee 3 kW tot max. 3,7 kW laden (verschilt per merk). Dus ‘zomaar’ uw ‘Plug-In’-PHEV aan de contactdoos van het schuurtje hangen vraagt om problemen. Als Installateur adviseer ik dan ook om in de Groepenkast een aparte 16 A groep met eigen aardlekschakelaar te laten plaatsen (beter, een C16 A aardlekautomaat). En vanuit de meterkast, in overleg met een installateur, rechtstreeks een (grond-)kabel naar het laadpunt aan te leggen.

• Bij de huidige generatie ‘Plug-in’-PHEV modellen wordt standaard een 7 kW - 3 fase omvormer ingebouwd. Met een ‘Model 3’-laadkabel conform IE C62196 norm voor 3 x 230 VAC (3 fase wisselspanning). Hiermee is een laadvermogen van 6,5 kW tot max. 7,4 kW beschikbaar ( laadstroom ongeveer 3 x 10 Ampère, merk afhankelijk).

Voor een ‘Model 3’-laadkabel is een speciale aansluitdoos nodig. Een ‘Model 3’-laadkabel communiceert met de auto over het optimale laadvermogen (warmte ontwikkeling in de accu!). Een ‘Model 3’-aansluitdoos is alleen mogelijk, als uw woning over een 3 fase (tenminste 3 x 25 A ) aansluiting beschikt. De groepenkast moet worden uitgebreid met een 3 fase C16 A aardlekautomaat. En er moet een 5 polige (grond) kabel vanuit de meterkast naar het laadpunt of laadpaal getrokken worden. Kortom, een klus voor een gecertificeerde E-installateur. Wel is er geld te besparen, om (in overleg met de installateur) de (grond-)kabel zelf te leggen.

[ Weet uit eigen ervaring, monteurs hebben een hekel aan graaf- en bestratingswerk ]

• Bij de Duitse merken is de trend bij ‘Plug-In’-PHEV’s een tot 11kW (3 x 16 Ampère) lader in te bouwen. Met 11 kW laden is voornamelijk bestemd voor Bedrijfsomgeving en ‘Openbare Laadpalen’.
• Een 11 kW laadpunt is ook thuis laden mogelijk. Hiervoor moet er in uw groepenkast een 3 fase C20 A aardlekautomaat geplaatst worden. Vaak moet hiervoor ook de huisaansluiting verzwaard worden naar 3 x 32 Ampère. Netbeheerders zijn hier niet altijd toe bereid! (los hiervan, een kostbare ingreep plus extra maandlasten).

3e category, ‘Full Electric Vehicle’s’. Deze categorie beschikken over een 400 VDC (800 VDC) accu pakket. Met een bruto accu capaciteit van 50 kWh tot ver over de 100 kWh vraagt een EV ook om een vermogen leverende lader. Toch kunnen ook de EV’s gewoon met een ‘Model 1’-aansluitkabel uit een ‘Shuco’-contactdoos (gewoon stopcontact dus)  geladen worden!

Oké, met 3,5 kW over een ‘Model 2’ aansluitkabel een Mercedes EQS met een accu van 118 kWh (plus 10 % laadverlies) te laden uit het stopcontact duurt ruim anderhalve dag! ! Daarom zijn (bijna) alle EV modellen standaard voorzien van 2 omvormers; één voor 230 VAC (Wisselspanning, 11 tot 22 kW) en één voor 400 V gelijkspanning (VDC)

• Bij wisselstroom (VAC) laden ligt de grens bij de huidige EV modellen op max. 11 kW.
• Sinds 2022 zijn bij met name de Duitse merken de omvormers geschikt gemaakt om tot 22 kW, 230 VAC  ‘Snelladers’ ( 3 x 32 Ampère!) te gebruiken.
• Voor ‘thuis’-laden vallen we terug op de mogelijkheden (beperkingen!) van uw 230 VAC huisaansluiting. Dan komen we uit op dezelfde laadpunt of laadpaal als beschreven bij de ‘Plug-In’-PHEV’s. Met een ‘Model 3’-laadkabels op 7,4 kW tot max. 11 kW.
• De Gelijkstroom (VDC) laadinrichtingen liggen ver buiten de ‘thuis’-laden mogelijkheden!
•  

En dan komen we aan op de vraag van topic starter Ron_Vespa.

De EV-accu capaciteit gebruiken als ‘thuis’-batterij. Eerst de toegepaste techniek. Deze is minder interessant als vele verwachten. Naast de 230 VAC omvormer voor het laden, is er bij ‘Bi directionele’-EV’s een 2e omvormer ingebouwd, welke de 300 / 400 VDC omvormt tot 230 VAC van het ‘thuis’-net. Het is in ‘principe’ dezelfde techniek als van een PV omvormers. Of er nu een PV-panelen string van 300 VDC of een EV-accu van 300 VDC de voeding levert. De 50 Hz synchronisatie wordt komt uit het huisnet. Omdat er over dezelfde ‘Model 3’ aansluiting terug geleverd wordt, zijn de vermogens beperkt tot dezelfde waarde. Bij 3 fase aansluiting dus 7,4 kW tot max. 11 kW (optioneel 22 kW bij met name de Duitse merken). Omdat er communicatie over leveren (H2V) en terug leveren (V2H of V2G) zal er een extra bekabeling bij komen vanaf het P1 interface op de electrameter.

Vandaar het advies om een Laadpunt of Laadpaal altijd over een eigen groep aan te leggen. De geplaatste aardlekautomaat zorgt zo ook voor de veiligheid van het terug geleverde vermogen in de Groepenkast! !

Met name de Europese merken zijn momenteel met een forse inhaalslag bezig. En, dat is een ‘nieuwe’-route in de ‘Automotive’-branche. Met het ‘Bi-Directionele’ accupakket treden ze ook de Wereld van de energie transitie binnen.

De Mercedes EQE & EQS, Volvo EX90, Polestar 3 en diverse VW AG modellen (de lease-markt populaire Volkswagen ID en Skoda Enyaq iV modellen) zijn sinds hun introductie reeds voorzien van ‘Bi-Directionele’ (V2H / V2G) hardware. BMW en Nissan / Renault hebben aangekondigd dat vanaf 2026 alle nieuwe e-modellen (ook in het lagere prijssegment) ‘Bi-Directioneel’ zijn. Dus naast een 230 VAC > 400 VDC omvormer standaard ook een 400 VDC naar 230 VAC omvormer hebben. Helaas allemaal nog zonder de benodigde ‘Bi-Directionele Software’ ! !

Er zijn er nog geen laadpalen met EU goedkeuring. Het ontbreekt binnen de EU nog aan het juiste, gestandaardiseerde ‘V2H / V2G’ protocol. Zodra deze beschikbaar komt  (Voorjaar 2026?) moet alleen de ‘software’ geladen. En het ‘Model 3’ thuis laadpunt aan te passen voor ‘Bi-Directioneel’ gebruik. Waarna de EV inzetbaar is als ‘thuis’-accu.

Vooruitlopende zijn bij enkele modellen al de V2L te gebruiken. ‘Vehicle To Load (V2L) is een 230 VAC 50 Hz aansluiting om bijvoorbeeld een Laptop, Fietsaccu lader of als noodstroom te benutten (b.v. om met een verlengsnoer de CV ketel thuis te laten draaien!). Deze, veelal tot 3 kW begrensde aansluiting, is NIET geschikt om aan het huisnet te koppelen! !

Kortom; De innovatie in de autowereld is behoorlijk op stoom! En met meer ‘betaalbare’-modellen, een mooie uitdaging. Ik sla de ‘thuisaccu’ over en heb alvast een ‘Laadpunt’ (Aardlekautomaat + bekabeling) voorbereid. Rob.

​@Dekker-Lochem Met een vermogen van max. 3 kW en een beschikbare capaciteit van 70 kWh zou mijn warmtepomp incl. warmtepompboiler in hartje winter bijna 72 uur prima kunnen draaien.
Is natuurlijk pure theorie, maar het normale vermogen past en meer dan 24 kWh verbruik per dag hebben wp +wpb niet (tot nu toe).

Interessanter wordt het waarschijnlijk in het voor- en najaar door de toenemende pv-opwek  (als de zon schijnt) in relatie tot de warmtelast en de hogere COP.

Mijn kabel naar het laadpunt is al op 3 fasen voorbereid ook de groepenkast!