Doorzaag-zaterdag: GM EV1

Deze week neem ik jullie op Doorzaag-zaterdag mee onder de huid van de GM EV1. Inderdaad, dit is de elektrische auto waar General Motors bij naderinzien toch liever niets van wilde weten en vrijwel alle exemplaren ter vernietiging terughaalde. Over het verdwijnen van de auto is al genoeg gezegd, daar zijn genoeg boeken en zelfs films over. We duiken hier vandaag lekker in de techniek. De door GM beschikbaar gestelde plaat is van de hand van David Kimble, de man die ook waanzinnige tekeningen maakte van schepen, vliegtuigen en machines. O, en voor de Star Trek-liefhebbers onder jullie: de blauwdruk van de NCC-1701 oftewel Starship U.S.S. Enterprise komt ook van hem.

Maar goed, de EV1. Het verhaal achter de auto begint in 1986 wanneer bij GM vanuit Australië een uitnodiging binnenkomt om mee te doen aan de eerste editie van Solar Challenge die in november 1987 moet plaats vinden. General Motors gaat de uitdaging aan en ontwikkelt de Sunraycer waarmee prompt de 3.022 km lange wedstrijd door de out back wordt gewonnen. Dat prikkelt en begin 1988 leeft binnen de GM-directie dan ook het plan om de met de Sunraycer opgedane kennis te gebruiken voor een betaalbare elektrische auto met een fatsoenlijke actieradius en prestaties die op het niveau liggen van een conventioneel aangedreven auto. Het blijft niet bij plannen alleen; twee jaar later maakt de pers kennis met de Impact. De reacties zijn bemoedigend en dat is voor de CARB (de California Air Resources Board, inderdaad die van dieselgate) een trigger om regels op te stellen waarin de auto-industrie verplicht wordt ZEV's (Zero Emission Vehicles) op de markt te brengen. De ZEV-regels schrijven voor dat in 1998 twee procent van de verkochte auto's in Californië een ZEV moet zijn en in 2003 moet dat zelfs tien procent zijn. Bij GM raakt het Impact-project inmiddels in een stroomversnelling en in 1992 gaan de eerste preproductie-auto's de testbaan op. Wanneer General Motors later dat jaar financieel in zwaar weer komt wordt het ontwikkelingsbudget van de Impact naar beneden bijgesteld. Het neemt echter niet weg dat in 1994 het PrEView-programma van start gaat, een veldtest waarbij 50 met de hand gebouwde Impacts voor een periode van een paar weken door vrijwilliger aan de tand gevoeld worden onder dagelijkse omstandigheden. Bij GM wordt gerekend op 80 vrijwilligers, maar binnen de kortste keren melden zich (aangemoedigd door positieve verhalen in de media) maar liefst 24.000(!) testpiloten aan, 10.000 uit Los Angeles en 14.000 uit New York. En dan begint het gemor om de ZEV-regels. Uit het PrEView-programma zou volgens GM blijken dat - ondanks de enthousiaste reacties uit het veld - de elektrische auto nog lang niet geschikt is voor massaproductie. GM dringt dan ook bij de CARB aan op versoepeling of uitstel van de ZEV-wetgeving. CARB skipt in 1996 de tussenstap voor 1998 maar het doel voor 2003 blijft staan. Vooralsnog.

De 50 exemplaren uit de veldtest worden na bewezen dienst vernietigd (is dat een voorteken?), maar het concept van de Impact zelf blijft overeind en wordt in 1995 productierijp gemaakt. Zodoende maakt het grote publiek in 1996 kennis met de Impact, al heet-ie nu trouwens EV1. Verkocht worden de EV1's niet, je kunt ze alleen leasen. En wanneer op 5 december 1998 uiteindelijk de leveringen beginnen bevinden zich onder de eerste klanten veel beroemdheden en politici. Gedistribueerd en onderhouden via het netwerk van GM-dochter Saturn gaat de GM EV1 ook wel door het leven als Saturn EV1.

Overigens is GM niet de enige die met elektrische auto's naar Californië komt, Toyota heeft een elektrische RAV4, Ford een elektrische Ranger en ook Mercedes-Benz werkt hard aan een EV: de A-klasse. Hoewel het er uiteindelijk nooit van komt is die eerste A bedacht om tussen z'n dubbele bodem een accupakket te herbergen. Waar de RAV4 en de A-klasse vijfzitters zijn, kun je in de EV1 slechts één passagier meenemen. Omdat er geen gebruik gemaakt hoeft te worden van een bestaand platform hebben de ontwerpers alle vrijheid om de auto zo slim mogelijk in te delen. Uiteindelijk wordt voor een opstelling gekozen met de aandrijflijn dwars voorin en het accupakket tussen en achter de stoelen. Alles is er op gericht om de auto zo licht mogelijk te houden, niet alleen qua constructie maar ook qua materiaalgebruik. De aluminium elementen waaruit de basisstructuur van het karretje is opgetrokken zijn onderling verbonden doormiddel van las-, bout- en lijmverbindingen. Tegen dit space frame zit kunststof plaatwerk. Alles is gericht op een zo laag mogelijk gewicht. Iedere gram die er niet aan zit hoeft ook niet in beweging gebracht te worden en vraagt dus ook geen energie, zodat de wel aanwezige energie in de accu's ten goede komt aan de prestaties en de actieradius.

De starre achteras is ook van aluminium, net als de Panhard-stang die je op de tekening nog net van links- naar rechtsachter ziet lopen en de naar acteren gericht reactiearmen. Duidelijk zijn ook de schroefveren te zien, net als de schokdempers. In de aluminium wielen zitten achter elektrisch bediende trommelremmen, dat zou simpeler en efficiënter zijn dan een hydraulisch systeem, je ziet het ook wel bij aanhangwagens en caravans. De remschijven aan de voorkant zijn overigens gewoon hydraulisch bediend (met aluminium remklauwen). Overigens doet ook de elektromotor mee tijdens het remmen om energie terug te winnen. Om de verliezen tot een minimum te beperken staat de EV1 op Michelin Proxima RR-banden met een lage rolweerstand en is er een bandenspanningsmonitor om in de gaten dat er niet te weinig lucht in de banden zit waardoor de weerstand toe zou kunnen nemen. De voorwielophanging bestaat uit twee ongelijke driehoekige draagarmen (uiteraard van aluminium) met daartussen een hoog fusee en een in de schroefveer verstopte schokdemper. De onderste draagarmen zijn aan een duidelijk zichtbaar aluminium subframe gemonteerd. De bovenste draagarm en de bovenkant van de veer/demper-combinatie zitten aan de koets vast. Achter de aandrijflijn zie je een stuk van de hydraulisch bekrachtigde stuurinrichting steken. Elektrische stuurbekrachtiging is in die dagen nog geen oplossing. De pomp voor de stuurbekrachtiging kun je (geribbeld) tussen de radiator en de elektromotor zien zitten.

Wanneer je de motorkap opent wordt je in eerste instantie niet veel wijzer. Het enige wat je eigenlijk kunt zien is de geribbelde bovenkant van de vermogenselektronica waarmee de stroomtoevoer naar de motor geregeld wordt. In de op de tekening deels open gezaagde behuizing zie je boven de elektromotor nog net een groene rand vol diodes, transistoren, weerstanden en wat dies meer zij. De ingenieurs krijgen tijdens de ontwikkeling alle ruimte om verschillende aandrijfconcepten tegen het licht te houden. Er rijden op enig moment Impacts rond met twee elektromotoren, de productieversie moet het echter doen met één driefase wisselstroommachine. Je ziet hem op de tekening duidelijk zitten tussen de tandwielen, pal onder de vermogenselektronica. Hij is goed voor 137 pk van 7.000 tot 15.000 toeren per minuut. Het maximum koppel bedraagt 150 Nm en is beschikbaar van stilstand tot 7.000 toeren. Met twee vaste tandwieloverbrengingen (er zijn geen versnellingen) wordt het motorkoppel overgebracht naar het differentieel dat de krachten over de voorwielen verdeelt. De totale overbrengingsverhouding bedraagt 10,946:1. Dit is een behoorlijke reductie, maar niet verbazingwekkend wanneer je bedenkt dat de motor maximaal 15.000 toeren kan draaien terwijl de topsnelheid een bescheiden 129 km/h bedraagt.

Voor de elektriciteitsvoorziening gebruikt GM een set van Delphi afkomstige lood-accu's die in een T-vorm staan opgesteld, in de middentunnel tussen de voorstoelen en achter de voorstoelen net voor de achteras. Op de tekening zie je een stuk accu getekend vlak voor het rechter achterwiel en door het stuurwiel heen is een rood lipje te zien van een pluspool van één van de accu's tussen de voorstoelen. De totale spanning van de in serie geschakelde onderhoudsvrije accu's bedraagt 312 volt, de capaciteit 16,5 kWh waarmee per laadbeurt tot 145 km gereden kan worden. De accu's - 26 stuks - staan in een speciaal accurek dat als het echt nodig is in z'n geheel gedemonteerd kan worden. En nodig blijkt het in 1999 te zijn. In dat jaar krijgt de EV1 namelijk een grote update, er wordt vanaf dat moment gesproken over generatie 2. En die tweede generatie krijgt in plaats van de Delphi accu's nu Panasonic lood-accu's met een totale capaciteit van 18,7 kWh. Deze zijn weliswaar iets zwaarder maar zouden goed zijn voor een actieradius van 160 km. Kort na de uitrol van de tweede generatie komt er overigens ook een van Ovonic afkomstig NiMH-accupakket beschikbaar dat juist weer lichter is en een capaciteit heeft van 26,4 kWh met als resultaat een reikwijdte van 225 km. Die nieuwe accutechniek kan achteraf ook ingebouwd worden in de EV1's van generatie 1, ongeveer de helft van de EV1-rijders laat 'hun' auto er mee uitrusten. Om voor onderhoud de accu's uit te schakelen zit er achter de bestuurdersstoel een grote zwarte ronde knop die je nog net kunt zien zitten naast de gesp van de veiligheidsgordel. De accu's worden geladen met een laadkabel. Deze plug je in op de langwerpige inductie-aansluiting (net zoals bij elektrische tandenborstel) die je aan de voorkant ziet zitten, net achter het GM-logo op de neus. Het kastje daaronder is de lader.

Overigens heeft GM ook geëxperimenteerd met hybride versies. Zo is er een serie-hybride versie (met verlengde wielbasis) gebouwd met een gasturbine in de achterbak voor de aandrijving van een dynamo. Die gasturbine kan op verschillende soorten brandstof draaien, variërend van benzine met verschillende octaangetallen tot aardgas en kerosine. Eveneens in een verlengde versie is er een EV1 gebouwd met een 1,3 liter Isuzu-dieselmotor in de achterbak om niet alleen een dynamo aan te drijven maar ook de achterwielen. Een derde variant krijgt brandstofcellen in de achterbak. Die brandstofcellen werken op methanol en zijn door Mercedes-Benz en Ballard ontwikkeld voor de Mercedes-Benz NECAR. En dan is er nog een niet-elektrische exemplaar met een driecilinder turbomotor van Suzuki op aardgas in combinatie met een cvt. Het blijft echter bij experimenten.

De rechtopstaande cilinder die je voor het rechtervoorwiel ziet staan (achter de oranje dagrijverlichting/knipperlicht) is de warmtepomp van de airco. Net daarvoor zit de koelwaterpomp van de aandrijflijn die het koelwater door de radiatoren pompt. En dat is nodig ook. Want waar sommige Impact-proto's nog openingen in de neus hebben voor de nodige koellucht langs de radiotoren heeft de EV1 een gesloten front, overigens wel met als resultaat een Cw van 0,19.

David Kimble's oog voor detail gaat zo ver dat je in het bijrijdersportier, net voor de handgreep, nog een ventilatieroostertje ziet zitten. En ook zie je de pook op de middentunnel en de knopjes daar omheen. Het binnenwerk van het stuurwiel is net als de stoelframes en de wieldopjes van gegoten magnesium. Daarnaast bevat het stuurwiel een airbag, en er is er natuurlijk ook één voor de bijrijder, dat is het goed zichtbare kastje in de bovenkant van het uit kunststof opgetrokken dashboard. Op de zwarte B-stijl zie je tussen portier en achterruit een klein toetsenblok om met een code de auto te openen, het is tenslotte wel een auto van de toekomst…

Behalve dat de EV1's van de tweede generatie beschikken over NiMH-accu's is ook de temperatuurhuishouding van de accu's aangepast. Daarnaast is de interieurverwarming verbeterd net als de wielophanging. O, en wanneer de auto aan de stekker hangt kan voortaan alvast het interieur op temperatuur gebracht worden. Zo nieuws is dat dus niet. Verder is de aandrijflijn stiller gemaakt en is er een knop aangebracht om de airbag te deactiveren. Je krijgt zo de indruk dat GM nog serieuze toekomstplannen heeft met de EV1. Niets is echter minder waar. Op 7 februari 2002 ontvangen alle berijders een brief uit Detroit: GM stopt met het EV1-programma. Na 1.117 exemplaren is het afgelopen met de elektrische GM. Achteraf zal blijken dat de productie in feite al eind 1999 is gestaakt met het ontmantelen van de EV1-productielijn. GM zegt niet genoeg EV1's te verkopen om uit de kosten te komen. Daarnaast is het financieel ook niet haalbaar om - door Californië verplicht- voor 15 jaar een onderdelenvoorziening en een servicenetwerk in stand te houden. Zodoende worden alle leasecontracten opgezegd en de moeten de auto's ingeleverd worden. De rest is geschiedenis.

Bij GM willen ze jaren lang niets weten van de EV1. Wanneer ik een paar jaar later in de databank van GM op zoek ben naar persfoto's van de EV1 vind ik er geen één. De auto wordt helemaal doodgezwegen, als een zwarte bladzijde in de geschiedenis van het concern verborgen gehouden. Pas wanneer de Volt z'n opwachting maakt komt de auto (als zijnde een stuk zwaar gekoesterd elektrisch erfgoed) weer in beeld en heeft GM weer foto's van de auto in z'n databank beschikbaar. Het kan verkeren.

Mocht je nog een leuke aanvulling op het EV1-verhaal hebben, aarzel niet…

Deze rubriek verschijnt elke zaterdag op AutoWeek.nl. Wil je het verhaal in het vervolg eerder lezen? Volg Cornelis Kit dan op zijn Facebookpagina, daar lees je elke week al op Doorkijk-donderdag een nieuw pareltje van zijn hand en je kunt er terugscrollen naar eerdere verhalen.