Wissel- en gelijkstroom? 1- en 3-fase laden?

Klassieke stroomgeneratoren, bijvoorbeeld in water-, gas-, wind- of zelfs kerncentrales, wekken wisselstroom op. Dat betekent dat de polariteit voortdurend verandert. In Europa bedraagt de frequentie 50 Hz (dus 50 keer per seconde). Deze wisselstroom heeft het voordeel dat hij gemakkelijk getransformeerd kan worden en daardoor een efficiënte overdracht van elektrische energie over grote afstanden mogelijk maakt. In de energievoorziening wordt daarom in principe teruggevallen op wisselstroom. De Engelse term voor wisselstroom is ‚alternating current‘ of kortweg ‚AC‘, daarom spreekt men bij het opladen met wisselstroom ook graag van AC-laden.

Een bijzondere vorm van wisselstroom is de zogenaamde driefasige wisselstroom of gewoon driefase. Door de tijdsverschuiving van drie wisselspanningen over drie fasen is het mogelijk om hetzelfde vermogen te leveren met de helft van het materiaalgebruik (dus de helft van de kabeldoorsnede). Anders dan in Noord-Amerika en Groot-Brittannië, is het huishoudelijke elektriciteitsnet in Duitsland, Oostenrijk, Zwitserland en veel andere Europese landen daarom gebaseerd op driefase. De meeste elektrische apparaten in huis, zoals koffiemachine, stofzuiger of tv, gebruiken slechts één fase met 230 V en 16 A (maximaal 3,7 kW). Kookplaat, oven of apparaten die via een rood driefase-stopcontact (krachtstroomdoos) zijn aangesloten, maken gebruik van meerdere fasen. In totaal is met drie fasen 11 kW totaal vermogen beschikbaar (3 x 230 V x 16 A). In bepaalde gebouwen staat de toevoer zelfs een stroomsterkte van 32 A toe. Hierdoor verdubbelt het maximale opgenomen vermogen naar 22 kW.

Een batterij of accu (en ook zonnecellen) levert gelijkstroom. Dat betekent dat er een vaste polariteit is en dat de stroom gelijkmatig vloeit. In het Engels spreekt men daarom van 'direct current' of ook 'DC'. De belangrijkste verbruiker in de elektrische auto – de motor – heeft echter wisselstroom (AC) nodig. Daarom is in de auto een zogenaamde omvormer nodig, die van gelijkstroom wisselstroom maakt. Op dezelfde manier is een gelijkrichter nodig: die maakt van de wisselstroom van het elektriciteitsnet gelijkstroom, die de accu nodig heeft om op te laden. Beide componenten zijn in elke EV of PHEV ingebouwd. Sommige volledig elektrische voertuigen (BEV's) en vrijwel alle PHEV's (waarbij de accu's op zich aanzienlijk kleiner zijn en de laadsnelheid niet zo belangrijk is) kunnen alleen eenfasig met wisselstroom worden opgeladen. Dat heeft kostentechnische redenen: in sommige doellanden is er alleen eenfasige stroom, een niet bruikbare 3-fasen-lader in het voertuig zou daar niet zinvol zijn. Wie dus in een land met een 3-fasen-stroomnet woont en thuis sneller wil laden, moet bij de aankoop absoluut letten op het feit dat de boordlader van de nieuwe EV driefasig laden toestaat. De allermeeste wallboxen (ook van KEBA) zijn daarvoor uitgerust.

Om hogere laadsnelheden te bereiken, zijn hogere laadvermogens nodig. Omdat de accu een gelijkstroomcomponent is, gaat dat het beste ook met gelijkstroom. Bij een zogenaamde snellader wordt uit de wisselstroom van het elektriciteitsnet al buiten het voertuig gelijkstroom geproduceerd, die zonder omweg in de batterij kan stromen. Door een speciale laadstekker of door middel van extra accucapaciteit zijn met zulke DC-laders bijzonder hoge laadstromen van (afhankelijk van het voertuigtype) kortstondig duidelijk boven 300 kW mogelijk. Laden met vermogens boven het AC-niveau is echter vanwege de technische inspanning aanzienlijk duurder en vormt een hogere belasting voor de batterij, wat kan leiden tot voortijdige veroudering.

Kort: Wie thuis met meer dan 3,6 kW wil laden, moet er absoluut op letten dat zijn elektrische auto driefasig kan laden. Dan is in de D-A-CH-regio in ieder geval 11 kW mogelijk, afhankelijk van het voertuig en de huisinstallatie zelfs tot 22 kW. Bovendien is het langzamere AC-laden bij de thuis-lader voor de accu schonender dan snel DC-laden.