Mercedes-Benz ELF: een innovatieve benadering van het laden van elektrische auto’s

Elektromobiliteit is een essentieel onderdeel van de transitie naar decarbonisatie. Met zijn focus op lokaal CO₂-vrij rijden, intelligent laden en holistisch behoud van hulpbronnen, pleit Mercedes-Benz voor duurzame innovatie met de experimentele laadauto ELF. ELF is een afkorting van het Duitse woord Experimental-Lade-Fahrzeug, wat ‘experimentele laadauto’ betekent. Elektromobiliteit is meer dan alleen technologie – het staat voor verantwoordelijkheid ten opzichte van het milieu, de samenleving en toekomstige generaties. Alleen lokaal CO₂-vrij rijden is echter niet voldoende. Het laden moet ook efficiënt, intelligent en duurzaam zijn. Daarom werkt Mercedes-Benz consequent aan innovatieve laadoplossingen voor thuis, op het werk en in de openbare ruimte – en geeft het actief vorm aan de toekomst van het laden. Mercedes-Benz was in 2021 een van de eerste autofabrikanten die Plug & Charge lanceerde, een functie die snelladen eenvoudiger dan ooit maakt. Met zijn eigen laadservice MB.CHARGE Public¹, die volledig in de auto is geïntegreerd, heeft Mercedes-Benz in 2019 de norm gezet voor connected openbaar laden. Een integraal onderdeel van deze laadservice is Green Charging² in Europa, Canada en de VS, dat specifiek het gebruik van elektriciteit uit hernieuwbare energiebronnen bevordert.

ELF is meer dan een auto – het is een symbool van een gedurfd nieuw tijdperk in laden. Met de experimentele laadauto laat Mercedes-Benz zien wat er gebeurt als visionaire technologie, moedige ideeën en gepassioneerd teamwork samenkomen. Dit mobiele laadlab combineert ultrasnel, bidirectioneel, zonne-energie, inductief en conductief laden in een holistisch concept dat niet alleen de grenzen van het mogelijke test, maar deze ook herdefinieert. Achter ELF staat een interdisciplinair team dat gedreven wordt door toewijding en innovatie en dat werkt aan het comfortabeler, efficiënter en duurzamer maken van elektromobiliteit. Met ELF maakt Mercedes-Benz een emotioneel statement voor vooruitgang – het merk onderstreept daarmee zijn rol als pionier in mobiliteit en zet mijlpalen in het laden van elektrische auto’s.

Snelladen op de grens van het haalbare

Snelladen is de sleutel tot de dagelijkse bruikbaarheid van elektromobiliteit. Met de experimentele laadauto ELF onderzoekt Mercedes-Benz de grenzen van wat technisch haalbaar is – zowel in de auto als bij het laadstation. De experimentele laadauto is dan ook uitgerust met twee snellaadsystemen die verschillende toepassingsgebieden bestrijken:

·      MCS-connector (Megawatt Charging System)

     Dit systeem, dat oorspronkelijk is ontwikkeld voor zwaar transport, maakt laadcapaciteiten in het megawattbereik mogelijk. In de ELF dient MCS als onderzoeksinstrument voor het testen van de thermische veerkracht en prestatielimieten van HV-accu's, vermogenselektronica, laadkabels en andere componenten onder extreme omstandigheden. De bevindingen worden verwerkt in de ontwikkeling van langeafstandstrucks en fleetoplossingen met korte stilstandtijden.

·      CCS-connector (Combined Charging System)

     CCS wordt gebruikt als standaard voor personenwagens om bijna-serierijpe componenten, zoals kabels, connectoren, koeling en laadmanagement, onder alledaagse omstandigheden te testen. Mercedes-Benz test de technische grenzen van CCS om de voorwaarden te creëren voor nog hogere laadcapaciteiten. De ELF kan een laadcapaciteit tot 900 kW bereiken, wat betekent dat er in 10 minuten 100 kWh kan worden bijgeladen. De auto simuleert typische laadsituaties die zich voordoen in het dagelijks gebruik door klanten, zoals bij snellaadstations langs snelwegen of in stedelijke gebieden. De gebruikte componenten, zoals de accu, laadmanagement en CCS-hardware, zijn al bijna in serieproductie en worden in toekomstige Mercedes-Benz modellen geïntegreerd.

Met de combinatie van MCS en CCS volgt Mercedes-Benz een tweeledige onderzoeksaanpak: enerzijds worden nieuwe mogelijkheden verkend en wordt de technologie van de toekomst ontwikkeld. Anderzijds wordt de serierijpheid van bestaande systemen en daarmee de laadervaring van vandaag verbeterd. Een voorbeeld van hoe de opgedane kennis direct wordt verwerkt in de ontwikkeling van toekomstige seriemodellen is het technologieprogramma CONCEPT AMG GT XX. De conceptcar creëert nieuwe maatstaven in high-performance laden. Hij kan binnen 5 minuten voldoende energie laden voor een actieradius van circa 400 km (WLTP)³. De CONCEPT AMG GT XX bereikt een zeer hoog gemiddeld laadvermogen van 850 kW bij 1.000 A over een groot deel van de laadcurve. Na zijn recordrit met een legendarische finish in Nardò bereikte de CONCEPT AMG GT XX een pieklaadvermogen van 1.041 kW tijdens megawattladen.

Mercedes-Benz werkte samen met Alpitronic, de Europese marktleider in ultrasnel laden (high power charging), om een prototype van een high-performance laadstation te ontwikkelen voor de recordrit van de CONCEPT AMG GT XX. Voor het eerst kan een laadsysteem via een CCS-kabel tot 1.000 A overbrengen – twee keer zoveel als voorheen. Dit werd mogelijk gemaakt door gebruik te maken van een MCS-laadstation dat oorspronkelijk was ontworpen voor trucks, waarbij de truckabel werd vervangen door een CCS-kabel. De koelcapaciteit in de stekker en kabel bleef behouden, waardoor een hoger vermogen mogelijk werd. Dit laadsysteem werd niet afzonderlijk ontwikkeld, maar samen met de auto. Op een testbank in Stuttgart-Untertürkheim simuleerde het ontwikkelingsteam realistische laadscenario's waarin voertuigonderdelen en het laadstation samen werden getest en gevalideerd. Dit illustreert de holistische ontwikkelingsaanpak van Mercedes-Benz.

De bevindingen die met het prototype laadstation zijn opgedaan, worden direct meegenomen in de ontwikkeling van een nieuwe generatie high-performance snelladers, die worden gebruikt in de snellaadparken van Mercedes-Benz. Klanten gaan daarbij profiteren van ultrasnelle laadprocessen, met laadtijden die slechts minimaal verschillen van het conventionele tanken van een auto. Kortere laadtijden resulteren in meer flexibiliteit tijdens het reizen en een aanzienlijke toename van het dagelijks gebruiksgemak. Mercedes-Benz onderstreept daarmee zijn innovatiekracht en wil in de toekomst nieuwe maatstaven creëren in openbaar laden.

Bidirectioneel laden – energie terugleveren en de toekomst vormgeven

Bidirectioneel laden is meer dan alleen een technologische optie – het is een strategische hefboom voor de energietransitie. Met de ELF onderzoekt Mercedes-Benz het volledige potentieel van deze sleuteltechnologie: niet alleen elektriciteit afnemen, maar ook terugleveren aan het huis (Vehicle-to-Home; V2H), het net (Vehicle-to-Grid; V2G) of rechtstreeks naar elektrische apparaten (Vehicle-to-Load; V2L). Met deze technologie kunnen elektrische auto’s een actieve rol spelen in een duurzaam energiesysteem. In de toekomst gaan ze klanten ook meer onafhankelijkheid en potentiële kostenbesparingen bieden. De ELF test bidirectioneel laden in praktijksituaties. De bevindingen worden rechtstreeks meegenomen in de serieontwikkeling van toekomstige modellen.

De ELF is geschikt voor zowel AC- als DC-bidirectioneel laden:

·      AC (wisselstroom) maakt de stroomvoorziening van elektrische apparaten (V2L) en de terugvoer van energie via een bidirectionele AC-wallbox rechtstreeks naar het thuisnetwerk mogelijk – voor toepassingen zoals Vehicle-to-Home (V2H) of Vehicle-to-Building (V2B) of naar het openbaar elektriciteitsnet (V2G). Een voordeel is dat de infrastructuur kostenefficiënter wordt. Een nadeel is dat standaardisatie complexer wordt, omdat de auto moet voldoen aan de vereisten van verschillende elektriciteitsnetten.

·      DC (gelijkstroom) maakt directe terugvoer van energie mogelijk met een bidirectionele DC-wallbox naar het openbaar elektriciteitsnet (V2G) en rechtstreeks naar het netwerk van een huis of gebouw (V2H; V2B), afhankelijk van de gebruikte infrastructuur. Een voordeel is een hoge efficiëntie, vooral bij gebruik van een hybride omvormer voor bidirectioneel laden. Met fotovoltaïsche energie en thuisopslag is het gemakkelijker om aan de netwerkvereisten te voldoen. De iets hogere investeringskosten voor de laadinfrastructuur vormen hierbij een mogelijk nadeel.

Mercedes-Benz brengt niet alleen onderzoek, maar ook ervaring in, zoals blijkt uit de succesvolle introductie van bidirectioneel laden in Japan met de CHAdeMO-standaard. Mercedes-Benz werkt ook aan specifieke laadservices met de CCS-standaard. De nieuwe, volledig elektrische CLA met EQ-technologie en de nieuwe GLC met EQ-technologie zijn al voorbereid voor bidirectioneel laden met een compatibele DC-wallbox. In de loop van 2026 gaat Mercedes-Benz de eerste servicesvoor bidirectioneel laden in Duitsland, Frankrijk en het Verenigd Koninkrijk lanceren. Andere landen volgen in een later stadium. Het aanbod van MB.CHARGE Home combineert de auto, de bidirectionele wallbox, het groenestroomtarief en toegang tot de energiemarkt. Het doel is om de kosten voor huishoudens te verlagen en de stabiliteit van het elektriciteitsnet te ondersteunen. Dankzij intelligent management en een app kunnen auto’s niet alleen kostenefficiënt worden geladen, maar ook energie terugvoeren naar het thuisnetwerk of het elektriciteitsnet. Hierdoor worden elektrische auto's actieve energieopslagsystemen en leveren ze een bijdrage aan de energietransitie.

Algemene voordelen van bidirectioneel laden voor klanten

Bidirectioneel laden biedt klanten een nieuw niveau van onafhankelijkheid, kostenefficiëntie en duurzaamheid:

·      Zelfvoorziening en noodstroomvoorziening: een reguliere HV-accu in een elektrische Mercedes-Benz met een capaciteit van 70-100 kWh kan een gemiddeld eengezinshuishouden twee tot vier dagen volledig van stroom voorzien (V2H) – ideaal bij stroomuitval of als aanvulling op een fotovoltaïsch systeem. Bovendien kan de auto via V2L (Vehicle-to-Load) ook dienen als mobiele stroombron voor elektrische apparaten en bijvoorbeeld gereedschap of huishoudelijke apparaten flexibel van energie voorzien.

·      Vermindering van de CO₂-voetafdruk: zonne-energie wordt doelgericht gebruikt. Overtollige zonne-energie kan tijdelijk worden opgeslagen in de HV-accu voor later gebruik in huis (V2H). Dit helpt de CO₂-uitstoot te verminderen.

·      Besparing op energiekosten: in combinatie met intelligent energiemanagement kunnen de elektriciteitskosten aanzienlijk worden verlaagd. Afhankelijk van het gebruiksscenario is een besparing van circa 500 euro per jaar mogelijk, wat overeenkomt met circa 10.000 gratis kilometers.

Elektrische auto’s als sleutel tot de energietransitie – bidirectioneel laden als gamechanger

Elektrische auto’s spelen een centrale rol in de energietransitie, niet alleen als lokaal CO₂-vrij vervoermiddel, maar ook als mobiele opslag voor hernieuwbare energie. Door bidirectioneel laden (Vehicle-to-Grid; V2G) kunnen ze overtollige energie van wind- en zonne-energiecentrales opnemen en deze indien nodig terugvoeren naar het net. Dit biedt nieuwe mogelijkheden voor netstabiliteit, leveringszekerheid en een beter gebruik van hernieuwbare energiebronnen.

Idee voor een virtuele energierekening – flexibel gebruik van thuis opgewekte elektriciteit

Een toekomstgerichte benadering in de context van de toenemende integratie van openbaar laden en thuisladen is het idee van een ‘virtuele energierekening’ met de mogelijkheid om zonne-energie niet alleen thuis, maar ook onderweg flexibel te gebruiken. Het principe: klanten ontvangen energietegoed op een virtuele rekening voor de overtollige elektriciteit uit hun fotovoltaïsche systeem en voor netvriendelijk laden en ontladen thuis. Het opgebouwde tegoed kan later flexibel worden gebruikt, zowel thuis als onderweg bij openbare laadstations van Mercedes-Benz.

Door gebruik te maken van een dergelijke virtuele rekening kunnen klanten de door hen opgewekte elektriciteit efficiënter gebruiken en minder afhankelijk worden van schommelende elektriciteitsprijzen. De technologische voorwaarde hiervoor is een gesloten ecosysteem en een diepgaande integratie van de auto, de laadinfrastructuur en het cloudplatform. Met het laadecosysteem MB.CHARGE beschikt Mercedes-Benz al over een dergelijke digitale basis: het verbindt laadpunten, energiestromen en gebruikersprofielen met elkaar, waardoor intelligent management en afrekening mogelijk is, ongeacht de locatie van het laadproces. Het doel van deze visie is om klanten maximale flexibiliteit te bieden en tegelijkertijd de belasting van het elektriciteitsnet te verminderen. Mercedes-Benz zet zich in voor het creëren van het juiste regelgevingskader om dit gebruik van bidirectioneel laden met V2G mogelijk te maken. Een mogelijkheid zou zijn om in de introductiefase vrijstelling te verlenen van netwerkkosten voor tijdelijk opgeslagen elektriciteit, vergelijkbaar met de huidige regelgeving voor grootschalige opslagfaciliteiten.

Inductief laden – draadloos naar de toekomst

Met de ELF test Mercedes-Benz ook het laden met behulp van inductie, zonder kabels. Hierbij wordt elektrische energie zonder fysieke verbinding naar de auto overgebracht via een in de grond geïntegreerd laadsysteem. Deze technologie biedt een groot potentieel, vooral thuis en voor wagenparktoepassingen, omdat het laden hierdoor gemakkelijker en vrijwel onzichtbaar wordt.

De ELF is uitgerust met een inductief laadsysteem dat werkt volgens het principe van magnetische resonantie. Het laadvermogen bedraagt momenteel 11 kW wisselstroom (AC), wat overeenkomt met een reguliere wallbox. In het kader van het project wordt de technologie getest op dagelijks gebruik, efficiëntie en compatibiliteit met verschillende voertuighoogtes en -posities voor diverse mobiliteitsconcepten, zoals premium auto’s, robottaxi's en wagenparkoplossingen. Bijzondere aandacht wordt besteed aan gebruiksvriendelijkheid en internationale schaalbaarheid. In markten zoals Azië en Zuid-Afrika is er veel belangstelling voor ‘handsfree laden’. Daar wordt inductief laden gezien als een handige oplossing voor krappe of onveilige laadomgevingen.

Conductief laden – een efficiënte energieoverdracht

Geautomatiseerd conductief laden via de voertuigbodem is een innovatieve methode om elektrische auto’s gemakkelijk en efficiënt te laden. Bij conductief laden worden speciale laadplaten in de bodem gebruikt die communiceren met de auto. Deze helpen de bestuurder of de parkeerassistent om de auto correct te parkeren en het laadproces te starten. De energie wordt overgedragen via een directe fysieke verbinding met een connector in de voertuigbodem. Het laadvermogen bedraagt momenteel 11 kW AC. Bij de ELF is bijzondere aandacht besteed aan de installatie van de connector in de auto en de positioneringseisen – de auto moet in een specifiek gebied boven de laadplaat worden gepositioneerd om het laadproces te starten, wat nauwkeurig parkeren vereist.

Net als bij inductief laden biedt automatisch conductief laden via de voertuigbodem tal van voordelen: bestuurders hoeven geen kabels aan te sluiten of los te koppelen, wat het comfort en het gebruiksgemak aanzienlijk verhoogt. Bovendien wordt het risico op slijtage van kabels en mogelijk elektrisch gevaar geminimaliseerd. Conductief laden is met name geschikt voor barrièrevrije toepassingen of krappe parkeerplaatsen. Een ander voordeel is de esthetische integratie van de laadinfrastructuur in de voertuigbodem, wat resulteert in een opgeruimde uitstraling en een besparing op benodigde ruimte ten opzichte van traditionele laadstations. Bovendien is de effectieve actieradius gelijk aan die van bekabelde systemen en iets beter dan die van inductieve oplossingen.

Geautomatiseerd laden – infrastructuur herzien met robotica

Naast het verhogen van het laadvermogen wordt ook de automatisering van het laadproces met behulp van robotica steeds belangrijker. Robotgestuurd laden is een veelbelovende oplossing, met name op het gebied van snelladen, waarbij veel stroom en grote kabeldoorsneden worden gebruikt. Mercedes-Benz doet daarom onderzoek naar geautomatiseerde laadsystemen waarmee auto’s nauwkeurig, veilig en zonder enige handmatige tussenkomst op de laadinfrastructuur kunnen worden aangesloten. Dit is een beslissende stap, vooral voor wagenparkbeheerders, barrièrevrije mobiliteitsconcepten en het premiumsegment.

Deze ontwikkelingen zijn nauw verbonden met het werk van de eigen Charging Unit van Mercedes-Benz Mobility. De Charging Unit is ook verantwoordelijk voor de wereldwijde uitrol van het Mercedes-Benz Charging Network, een merkeigen snellaadnetwerk dat zich richt op gemak, betrouwbaarheid en premium service voor bestuurders van elektrische auto’s van alle merken.

¹ Om gebruik te kunnen maken van de digitale extra MB.CHARGE Public, heeft de klant een eigen afzonderlijk laadcontract nodig met een geselecteerde derde partij.

² Als er nog geen hernieuwbare energie beschikbaar is bij het betreffende laadstation, maakt ‘Green Charging’ gebruik van groenestroomcertificaten. Deze zorgen ervoor dat een gelijkwaardige hoeveelheid elektriciteit uit hernieuwbare bronnen aan het net wordt geleverd voor het laden. Dit betreft groenestroomcertificaten van gecertificeerde energiecentrales die minder dan zes jaar oud zijn (gegarandeerd in alle landen behalve het Verenigd Koninkrijk en Polen).

³ De waarden met betrekking tot de actieradius zijn voorlopig en gebaseerd op digitale simulaties volgens de WLTP-norm. Tot nu toe zijn er nog geen bevestigde waarden van een officieel erkende testinstantie, een EG-typegoedkeuring of een certificaat van overeenstemming met officiële waarden beschikbaar. Afwijkingen tussen de verstrekte informatie en de officiële waarden zijn mogelijk.