Hoe snel de accu’s van een elektrische bus leegraken hangt van veel dingen af. TU/e-promovendus Camiel Beckers stelde een model op dat dit nauwkeurig kan voorspellen. De planners van ov-bedrijven kunnen hiermee winst boeken, omdat een bus langer doorrijdt op één acculading.

 

Elektrisch aangedreven bussen zijn in ons land een groot succes. Waren ze nog maar een paar jaar terug een nieuwigheidje, inmiddels rijden er in veel steden bussen rond met elektrische aandrijving en accupakketten. De bussen zijn stiller en veel schoner dan hun voorgangers die op diesel reden.

‘Van alle nieuwe bussen die vervoersbedrijven aanschaffen, is zo’n tachtig procent elektrisch’, weet Camiel Beckers, die onlangs aan de Technische Universiteit Eindhoven promoveerde. ‘De vervoerssector heeft zelfs met de overheid afgesproken om in 2030 alleen nog maar met elektrische bussen in steden te rijden.’
 

Bussen strakker inplannen

Beckers ontwikkelde in zijn promotieonderzoek een model waarmee beter te voorspellen is hoeveel elektriciteit een bus verbruikt tijdens een ritje door de stad. Wanneer je beter kunt voorspellen hoeveel stroom de bus uit het accupakket trekt, kan de accucapaciteit beter benut worden en kan het inplannen van bussen strakker. Het model houdt onder meer rekening met routeinformatie, zoals de maximumsnelheid en verkeerslichten, maar daarnaast ook met actuele weersgegevens en de helling van de weg.
 

Conservatieve planning

Op dit moment heeft een bus die na zijn rit in de remise komt, vaak nog wel dertig procent acculading over. Daar staat dan een volledig opgeladen tweede bus klaar, die de dienstregeling overneemt. ‘Busbedrijven blijven nu nog vaak aan de behoudende kant. Je wilt absoluut niet hebben dat een bus op het traject ergens stil komt te staan.’ Vanwege deze conservatieve planning moet een vervoersbedrijf vaak enkele bussen meer aanschaffen dan strikt noodzakelijk.
 

Besparingen te boeken

Beckers laat met zijn promotieonderzoek zien dat hier besparingen te boeken zijn door veel preciezer te voorspellen hoeveel acculading een bus gaat gebruiken op een traject.

En dat hangt van veel verschillende zaken af. ‘Al die factoren zijn in drie groepen in te delen: weg, weer en voertuiginvloeden’, zegt Beckers. ‘Op een weg die omhoog en omlaag loopt, verbruikt een bus natuurlijk meer stroom, net als op een ruw of ongelijk wegdek. In dat laatste geval worden de trillingen naar het chassis gedempt door de wielhophanging, om het voor passagiers comfortabel te houden. Maar dat kost wel energie, die uiteindelijk door de accu’s wordt geleverd.’
 

Tegenwind

Dat de weersomstandigheden het verbruik van een voertuig beïnvloeden, mag ook duidelijk zijn. Tegenwind jaagt het verbruik omhoog, net zoals meewind het omlaag brengt. Beckers: ‘Onderschat ook niet de invloed die de temperatuur van de buitenlucht heeft op het stroomverbruik. Is het warmer, dan gaat de rolweerstand van de banden omlaag én daalt de luchtweerstand iets.’
 

Eindeloos rondjes rijden over een rotonde

En ten slotte het voertuig zelf. Behoorlijk wat energie gaat verloren in de bochten, doordat de banden een beetje slippen op het wegdek. Beckers modelleerde dit niet alleen, maar deed ook proeven door met een testbus eindeloos rondjes te rijden over een rotonde (op een afgesloten testcircuit). Rustige rondjes, maar ook snelle rondjes.

‘In snelle bochten trad zelfs zoveel slip op dat we dat terugzagen in het energieverbruik van de bus.’ Een stadsbus die veel scherpe bochten maakt, kan wel vijf procent meer elektriciteit verbruiken, berekende Beckers.
 

 

Niet te scherpe bochten

Oplossingen zijn daarvoor trouwens ook te bedenken, hoewel het promotieonderzoek daar niet over ging. Bij de aanleg van nieuwe busbanen door een stad is het raadzaam om niet te scherpe bochten te plaatsen. Ook een helling aanbrengen in een bocht (een zogeheten kombocht), zal het slippen – en daarmee het energieverlies – verminderen.
 

Enorme verschillen tussen chauffeurs

Wat in ieder geval altijd zal helpen is een chauffeur die rustig rijdt. Er zitten namelijk enorme verschillen in energieverbruik tussen bestuurders die rustig rijden en zij die het gaspedaal wat dieper intrappen, zo blijkt uit eerder onderzoek. ‘Dat kan wel dertig procent schelen. Dat is precies de reden dat die planningen van bussen nu nog zo conservatief wordt gedaan. Een nieuwe chauffeur kan zomaar een derde meer accu verbruiken dan zijn voorganger.’
 

Tool ontwikkeld

Op basis van bovenstaande werk heeft Beckers een tool ontwikkeld (hier te vinden) om het energieverbruik van elektrische autobussen op een bepaalde route in detail te voorspellen. Maar opvolgers zouden zijn werk nog een stapje verder kunnen brengen, door de uitkomst van de modellen te gebruiken voor het dynamisch plannen van bussen of het actief regelen van de energiestromen binnen het voertuig.

‘Het ontwerp van elektrische bussen wordt steeds beter. De bouwers leggen de nadruk steeds meer op het optimaliseren van de gehele energiehuishouding van de bus’, aldus Beckers. ‘In de toekomst kan het zijn dat een bus die bergaf rijdt de vrijkomende energie niet in de accu’s opslaat, maar er de airco mee aandrijft, als dat op dat moment de efficiëntere keuze is.’
 

Europese samenwerking

Beckers werkte voor zijn promotieonderzoek samen met bussenbouwer VDL, binnen het Europese project EVERLASTING. In dit project richten universiteiten, kennisinstituten en bedrijven zich op het ontwikkelen van nieuwe technologieën voor batterijmanagement in automotive toepassingen.

 

Foto’s Elektrische bussen van het Nederlandse VDL. Bron: VDL Groep