Zandweg 20a, 4416 NB, Kruiningen, Nederland
+31 (0)113 700266
info@hardemanmotorsport.nl

Het differentieel in een EV, advies over elektrische auto’s

In het huidige klimaat is het interessant geworden om een auto om te bouwen van benzine of diesel naar een elektrische vorm van aandrijving. Dit is een specifiek interessant onderwerp omdat een elektrische motor heel andere eigenschappen heeft dan een interne verbrandingsmotor (ICE). Afgezien van het verschil in vermogen is het zo dat een elektromotor makkelijker weinig toeren draait of stilstaat wat er voor zorgt dat je eigenlijk geen koppeling of koppelomvormer nodig hebt om stil te kunnen staan en weg te rijden.

Een versnellingsbak?

Daarnaast heeft een elektromotor de mogelijkheid om veel toeren te draaien zonder de daarbij exponentieel groeiende hoeveelheid decibels en energieverbruik zoals we van een verbrandingsmotor gewend zijn. Bij de conversie van een verbrandingsmotor naar een elektromotor is er dus niet per definitie een versnellingsbak nodig, zolang de elektromotor sterk genoeg is.

Daarnaast is het zo dat een versnellingsbak een bepaalde weerstand geeft die er voor kan zorgen dat de aandrijflijn minder efficiënt is.

Differentieel verhouding

Als er geen versnellingsbak gebruikt wordt, of je gebruikt de verhoudingen op een andere manier door het grote bereik van een elektromotor, dan is de kans groot dat je differentieelverhouding aangepast dient te worden om het potentieel van de conversie zo goed mogelijk te benutten. De fabrikant van de originele aandrijflijn met verbrandingsmotor heeft namelijk rekening gehouden met het (max.) toerental van de motor, het vermogen en het formaat van de wielen om tot de juiste combinatie te komen.

Als een elektromotor bijvoorbeeld max 10.000rpm maakt en de verbrandingsmotor max 5.000rpm. Dan ontstaat er een verschil in snelheid die de auto zal kunnen maken. Met de juiste differentieelverhouding kan worden bepaald wat de theoretische topsnelheid is van de auto en waar zijn kracht en de meeste efficiëntie ligt. Vaak is dit een getal tussen de 2,00 en de 6,00. Als er bijvoorbeeld 10.000rpm het differentieel IN gaat wordt dit gedeeld door 6,00 nog 1.666,66 rpm wat het differentieel UIT gaat. De wielen draaien dan dus 6x zo langzaam als de ingaande (cardan-)as.

Gereviseerde Range Rover differentiëlen met aangepaste tandwielen voor een ombouw naar elektrische aandrijving.

Waarom een differentieel als je een motor per wiel kan doen?

Door de grote mogelijkheden in capaciteit, formaat en vorm van een elektromotor ontstaat de mogelijkheid om per wiel een motor te gebruiken. Dat dit mogelijk is hebben verschillende fabrikanten in de praktijk al laten zien, maar het is een stuk ingewikkelder in aansturing. Zodra 1 motor minder of meer vermogen levert dan de tegenover liggende motor geeft dit al een sturend effect. Daardoor zal een computer daarbij continu moeten berekenen en in de gaten houden wat de stuurhoek is en de gereden snelheid om op basis daarvan de wielsnelheid bij te sturen. Dus moet het systeem zeer constant zijn om geen onplezierig, ongewild of gevaarlijk rijgedrag te krijgen. Met een differentieel is er maar 1 motor nodig per as en zal het differentieel (al dan niet met een sper) van zichzelf de krachtverdeling regelen, zeker voor conversie naar elektrisch is dat een stuk gemakkelijker.

Nieuwe auto’s zoals een Tesla Model 3 of een BMW i4 hebben daarom ook een differentieel en niet 1 motor per wiel.

Praktijkvoorbeeld

Onze klant Arne, die een P38 Range Rover wil gaan ombouwen naar elektrisch, hebben wij voorzien van advies over deze materie. De diesel zal het veld moeten ruimen om plaats te maken voor accu’s, 2 in serie geschakelde elektromotor en reductiebak met verhouding 1 op 1.25. Als hij daarbij zijn differentiëlen origineel zou hebben gehouden, dan zou het koppel aan de wielen relatief laag zijn en de theoretische topsnelheid op een veel te hoge 250 km/u uit komen.

Op een Range Rover is dat geen interessante snelheid omdat de luchtweerstand bij 250 enorm is en de gehele auto daar niet op ontworpen is. We zijn op zoek gegaan naar de mogelijkheden en zijn terecht gekomen bij een set (voor en achteras, want 4×4) 1 op 4.75 verhouding tandwielen. Dit zorgt voor aanzienlijk meer koppel aan de wielen en een haal en of bruikbare topsnelheid van 186 km/u. De auto heeft dan meer trekkracht wat een voordeel is in het terrein, het rijden met karren of met sneller optrekken.

Naast advies over verhouding en kosten kunnen we onze klanten ook ondersteunen met het volgende:

  • Versterken, verstevigen van uw aandrijflijn en bepalen waar het mogelijk nodig is
  • Advies en toepassingen om de aandrijflijn stiller of minder luidruchtig te maken
  • Mogelijkheden en implicaties van het gebruik van een sperdifferentieel
  • Advies over het soort differentieel dat bij uw aandrijflijn past
  • Tandwielen op maat leveren of advies over al bestaande mogelijkheden
Tandwielen geproduceerd voor onze specifieke applicatie van BMW

We staan u graag bij met advies omtrent verschillende opties in uw aandrijflijn. Wij delen graag onze ervaring met deze materialen om u verder te helpen met uw project of specifieke probleem. U kunt ons daarvoor bereiken via email, telefoon, Facebook of Whatsapp.

nl Dutch
X