Het toevoegen van batterijcellen verhoogt de opgeslagen energie en het bereik van een elektrische auto, maar het zorgt ook voor een toename van het gewicht en de rolweerstand van het voertuig. Het resultaat is een afnemend rendement: elke extra kilowattuur (kWh) levert een kleinere afstandswinst op dan de vorige, en de Wh/km van de auto neemt doorgaans toe. Deze afweging is zichtbaar in de productiemodellen van 2023–2025 en volgt de basisprincipes van de natuurkunde. De specifieke energie op pack-niveau voor moderne NMC-chemieën ligt rond de 160–180 Wh/kg (≈5,6–6,3 kg/kWh) en voor LFP ongeveer 120–150 Wh/kg (≈6,7–8,3 kg/kWh); die extra kilo's leiden tot een hoger verbruik, vooral bij gematigde snelheden waar de rolweerstand een aanzienlijk deel van de totale wegbelasting uitmaakt.
De ontwerpmogelijkheid is vrij duidelijk: meer kWh vergroot het bereik en vermindert de frequentie van snelladen. Het probleem is dat extra cellen massa toevoegen, wat de Wh/km (of kWh/100 km) verhoogt. Op gestandaardiseerde cycli betekent dit dat een grotere batterij minder dan proportioneel bereik biedt, en soms zelfs iets slechtere efficiëntieclassificaties. Fysica legt uit waarom.
De kracht van rolweerstand is Crr·m·g·v; per afstand is het Crr·m·g (energie per meter). Met typische EV-banden is Crr ≈ 0.010, elke +100 kg verhoogt de rolweerstand met ongeveer 2.7 Wh/km (0.010×100 kg×9.81 m/s²×1,000 m ÷ 3,600). Luchtweerstand, die op snelwegen dominant is, wordt niet beïnvloed door massa, waardoor de procentuele straf het grootst is bij stedelijk/suburbaan rijgedrag. Hoeveel massa voegt een kWh toe?
Op het niveau van de batterij zijn de huidige hoog-nikkel NMC-ontwerpen ongeveer 160–180 Wh/kg (5.6–6.3 kg/kWh), terwijl LFP-batterijen ruwweg 120–150 Wh/kg (6.7–8.3 kg/kWh) zijn. Voeg daar de integratiekosten aan toe—montages, koelvloeistof, afscherming—en veel voertuigen eindigen rond 6–8 kg/kWh in de afgewerkte batterij. Een +20 kWh optie kan dus ongeveer ~120–160 kg toevoegen, wat de rolweerstand met ~3–4.5 Wh/km verhoogt. Als een basisauto 150 Wh/km verbruikt, zou de ideale lineaire bereikvergroting van +20 kWh 133 km zijn; met de massa-straf is de gerealiseerde winst meer als 124–129 km (3–7% minder), voordat we secundaire massa (grotere remmen/vering/banden) in overweging nemen die nog eens 10–20% aan het massa-effect van de batterij kan toevoegen.
Recente modelparen laten dit patroon zien. Volkswagen’s ID.3 Pro (≈58 kWh netto, WLTP ≈430 km) impliceert ~135 Wh/km; de Pro S (≈77 kWh netto, WLTP 559 km) impliceert ~138 Wh/km. De grotere batterij voegt ongeveer 150–170 kg toe, en de ~+3 Wh/km komt overeen met de ≈2.7 Wh/km regel van duim per 100 kg. Kia’s Niro EV met 39.2 kWh (WLTP ~289 km) levert ~136 Wh/km, terwijl de 64.8 kWh versie (~463 km) ~140 Wh/km is; het voertuiggewicht stijgt met ongeveer 150 kg.
Tesla’s Model Y RWD (≈60 kWh LFP, WLTP midden‑450s km) komt uit op ongeveer 132–135 Wh/km; de Long Range (~75 kWh, WLTP ~533 km) is ~141 Wh/km. Een deel van die delta weerspiegelt AWD/wielverschillen, maar de richting is consistent: grotere batterijen tonen doorgaans gelijk of iets hogere Wh/km bij vergelijkbare uitvoeringen. De rijcyclus is belangrijk. Bij steady highway-rijden kan luchtweerstand tussen de 90–130 Wh/km liggen voor een middelgrote SUV; het toevoegen van 3–4 Wh/km door massa is slechts een paar procent.
Bij stadsgebruik, waar rolweerstand en acceleratie de overhand hebben, herstelt regeneratie een groot aandeel (40–70%) van de kinetische energie, maar niet alles, dus zwaardere auto’s betalen nog steeds een bescheiden netto-straf. Thermische en accessoires belastingen (HVAC, BMS) zijn ongeveer onafhankelijk van de batterijgrootte op een per-km basis, dus de efficiëntie-impact van massa is de belangrijkste variabele die aan meer cellen kan worden toegeschreven. Ontwerpreacties zijn zichtbaar in producten van 2024–2025. Structurele of cel-naar-batterij architecturen verhogen de specifieke energie op batterijniveau door de behuizing en module overhead te verminderen, waardoor kg/kWh daalt en de straf verzacht.
Laag-Crr banden, geoptimaliseerde wielmaten en aerodynamische (Cd·A) verbeteringen verlagen de basis Wh/km zodat elke toegevoegde kWh meer kilometers oplevert. Sommige OEM's optimaliseren batterijen voor specifieke gebruiksdoeleinden: sedans met uitstekende aerodynamica (bijv., WLTP ~120–140 Wh/km) behalen een groot bereik met een gematigde capaciteit; boxy SUV’s hebben grotere batterijen nodig maar lijden meer onder afnemende rendementen. De interactie beïnvloedt ook de snellaadstrategieën: als het gemiddelde verbruik stijgt van 150 naar 155 Wh/km, herstelt een stop van 10–15 minuten bij 250–350 kW iets minder km per minuut. Implicaties: grotere batterijen zijn geen gratis lunch.
Voor consumenten kan de langbereikvariant nuttige uithoudingsvermogen toevoegen op zeldzame ritten, maar meer kosten, meer wegen en iets minder efficiënt zijn in het dagelijks gebruik. Voor ingenieurs levert het verbeteren van Cd·A en banden Crr vaak meer bereik in de echte wereld op dan het toevoegen van 10–20 kWh. Beleidsmakers die rekening houden met de externe effecten van het voertuiggewicht (wegdek slijtage, parkeren, botsingsenergie) geven wellicht de voorkeur aan stimulansen voor efficiëntie per voetafdruk in plaats van absolute actieradius. De praktische conclusie: goed afgestemde batterijen, hogere specifieke energie op batterijniveau en efficiënte voertuigontwerpen leveren de beste km per kWh zonder onnodige kilogrammen mee te slepen.
