In de jaren ‘20 van de vorige eeuw was bij auto’s aerodynamica een belangrijk thema. De periode van de art deco bracht fantastisch gestroomlijnde automobielen voort. Nu, precies honderd jaar later, is de aandacht voor aerodynamica terug. Bij de elektrificatie blijkt luchtweerstand een zeer belangrijk thema, zeker bij bestelauto’s en vrachtwagens.
Bij elke soort aandrijving wordt een deel van de energie omgezet in warmte, bijvoorbeeld door wrijving. Ook bij verbranding komt veel warmte vrij, die vervolgens verloren gaat in de uitlaatgassen of via de koeling. Deze energie wordt niet gebruikt voor de aandrijving en is dus eigenlijk ongewenst. Verbrandingsmotoren gaan daarom niet erg efficiënt met energie om. Het rendement van een benzinemotor ligt op zo’n 29 procent. Een dieselmotor is iets efficiënter, maar scoort met een rendement van zo’n 32% nog altijd slecht. Onder zware omstandigheden, zoals bij het vervoeren van zware lading, is het rendement nog lager.
Elektromotoren die hun elektriciteit krijgen uit een accu scoren aanzienlijk beter. Hier komt immers geen verbranding
aan te pas. Een elektrische aandrijving behoeft ook aanzienlijk minder draaiende delen, zodat er ook weinig wrijvingswarmte ontstaat. Het rendement van een elektromotor ligt zo rond de 80 procent. De 20% energieverlies komt voornamelijk door magnetismeverlies. Desondanks is een elektrische aandrijving aanzienlijk efficiënter dan een brandstofmotor op benzine of diesel.
Actieradius
Omdat een elektrische aandrijving efficiënter met energie omgaat, is de invloed van luchtweerstand groter. Een verbetering van de aerodynamica heeft immers een groter effect op de efficiëntie van de motor. Daarbij komt dat bij een elektrische aandrijving veel meer aandacht is voor het verbruik, omdat een goede actieradius voor veel kopers erg belangrijk is. Bij een verbrandingsmotor, waarbij je na een paar minuten bij een tankstation weer verder kan, speelt het bereik veel minder.
De combinatie elektrisch rijden en transport is ingewikkeld. Hier moet steeds een zorgvuldige afweging gemaakt worden tussen gewicht en actieradius. Een groot accupakket garandeert een maximaal bereik, maar is ook zwaar. Meer kilometers betekent dus minder lading. Zeker bij bestelauto’s en vrachtwagens loont het zuiniger maken van het voertuig dus veel. Minder verbruik leidt tot een grotere actieradius, waardoor minder zware accu’s nodig zijn en het laadvermogen dus toeneemt.
Een goede manier om het verbruik te verbeteren is het verminderen van de luchtweerstand. Deze is met name bij grote voertuigen aanzienlijk. De elektrificatie heeft dan ook geleid tot extra aandacht voor aerodynamica. Zo heeft de nieuwe Ford Transit Custom, nu voor het eerst ook met een elektrische aandrijving te krijgen, zo’n 13% minder luchtweerstand dan het vorige model. Het verbruik ligt hierdoor zo rond de 21 kWh per 100 kilometer, ongeveer evenveel als een gemiddelde SUV. Het levert de Ford e-Transit Custom een bereik op van maximaal 337 kilometer, gekoppeld aan een 87 kWh accu. Uiteraard profiteert ook de dieselversie van deze verbeteringen.
Windtunnel
Nog verder gaat Renault met de nieuwe Master. Het uitgaande model was al als elektrische bestelbus verkrijgbaar. Voorzien van een accu van 52 kWh kon deze zo’n 180 kilometer rijden. De nieuwe Renault Master doet dit aanzienlijk beter: de versie met het kleine accupakket van 40 kWh haalt dit al. Met een 87 kWh accu haalt hij zelfs een actieradius van 460 kilometer. Ter vergelijking: de nieuwe Mercedes-Benz eSprinter heeft hier een 113 kWh accu voor nodig.
DAF is tot nu toe de enige fabrikant die met de langere cabine ook extra ruimte voor de chauffeur heeft gecreëerd
Natuurlijk komt dit niet alleen door een verbeterde aerodynamica, maar het maakt wel een belangrijk onderdeel uit. Bij de ontwikkeling van de nieuwe Master was luchtweerstand een groot thema. Elk individueel onderdeel is hier uitgebreid op getest. Daarnaast is het nieuwe model uitgebreid in de windtunnel getest. Omdat Renault zelf geen exemplaar heeft dat groot genoeg is, moest men uitwijken naar een windtunnel in Nederland waar normaal vliegtuigen in getest worden.
Nu lijkt de nieuwe Renault Master in eerste oogopslag een vrij vierkante bestelauto, die niet erg aerodynamisch is. Schijn bedriegt echter. Hoewel hij niet direct de efficiënte druppelvorm lijkt te hebben, komt de Master aardig in de buurt. Zo is de voorkant van deze bestelauto breder dan de achterkant. Ook loopt het dak licht af naar achteren. Een aantal luchtgeleiders, zoals in de voorbumper, maken het plaatje compleet. Het resulteert in een luchtweerstand die maar liefst 20% lager is dan het vorige model. Dit, in combinatie met andere verbeteringen, zorgt voor een 27% lager energieverbruik. Oftewel: een beter bereik met minder accu.
Bol frontje
Ook bij vrachtwagens is aerodynamica een belangrijk thema. In het kader van brandstofbesparing kreeg luchtweerstand al veel aandacht, maar met de elektrificatie is dit in een stroomversnelling gekomen. Wat ook meespeelt, zijn nieuwe Europese richtlijnen die een langere cabine toestaan. Hierdoor is een rondere voorkant mogelijk. Mercedes-Benz, Volvo en Renault hebben al een nieuw model gepresenteerd, dat voorzien is van een extra front voor de cabine. Zij maken nog gebruik van de standaard cabine. DAF is tot nu toe de enige fabrikant die met de langere cabine ook extra ruimte voor de chauffeur heeft gecreëerd, iets wat de Eindhovense fabrikant geen windeieren legt.
Het rendement van een elektromotor ligt zo rond de 80 procent.
De langere cabine, met een rond neusje, verbetert de aerodynamica van een vrachtwagen aanzienlijk. De ProCabin van de Mercedes-Benz Actros is bijvoorbeeld zo’n 3% zuiniger dan de oude cabine zonder het bolle front. Ook andere innovaties worden ingezet om de luchtweerstand bij vrachtwagens te verminderen. Zo worden camera’s in plaats van spiegels langzaamaan gemeengoed en krijgen gestroomlijnde wieldoppen steeds meer aandacht.
Voor vrachtwagens lijkt de vorm die ze nu in Europa hebben de meest aerodynamische. Blijkbaar levert een frontstuurcabine met een klein neusje de laagste luchtweerstand op. Ook in Amerika, land van vrachtwagen met lange motorkappen, komt men daar achter. De Amerikaanse fabrikant Kenworth, net als DAF onderdeel van Paccar, presenteerde onlangs de Supertruck 2, een super-efficiënte vrachtwagencombinatie met een hybride dieselmotor. Verrassend genoeg is dit geen typisch Amerikaanse combinatie. De Kenworth Supertruck 2 lijkt meer op een Europese vrachtwagen, maar dan wel met typisch Amerikaanse styling. Hij heeft wat weg van de art deco stoomtreinen van honderd jaar geleden. Wat dat betreft, herhaalt de geschiedenis zich.
Foto boven: De ProCabin van de Mercedes-Benz Actros is zo’n 3% zuiniger dan de oude cabine zonder het bolle front.
