Elektromobilität

Statt des Tanks mit Benzin, Diesel oder Erdgas haben E-Autos eine Batterie. Diese kann über ein Kabel mit geeignetem Stecker aufgeladen werden. Die gespeicherte Energie aus der Batterie treibt einen Elektromotor an, welcher dafür sorgt, dass das Fahrzeug sich fortbewegt. Reine Elektroautos haben keine Gangschaltung, da der Elektromotor das dreifache Drehmoment eines Verbrennungsmotors erreicht. Eine Kupplung ist daher nicht nötig. Genauso gibt es keinen Auspuff, da keine Abgase entstehen. Beides führt dazu, dass ein Elektroauto wesentlich leiser ist und laut einigen Fahrern auch sanfter fährt. Mit einer geladenen Batterie können Autos heute schon teilweise über 500 km weit fahren. 

Ein Elektroauto fährt nur so „grün“ wie der dazu genutzte Strom auch „grün“ erzeugt wurde. Ein erheblicher Umweltfaktor sind aber vor allem die fehlenden Abgase. Generell entstehen bei E-Autos weniger Emissionen als bei einem Fahrzeug mit Benzinmotor. Ebenfalls wird die Energie effizienter genutzt. So wird beim E-Auto 95 % der Energie für den Antrieb genutzt, während bei einem herkömmlichen Benziner hierfür nur 30 % hierfür genutzt wird. Die restlichen 70% gehen in Form von Reibung oder als Wärme verloren.

Grundsätzlich sind auch die Betriebskosten eines Elektrofahrzeugs zu beachten. Hier wird im direkten Vergleich zum Benzinmotor gespart. Eine herkömmliche Tankfüllung kostet im Vergleich mehr als eine komplette Ladung der Batterie. Wenn die Kosten ins Verhältnis zur Reichweite gesetzt werden, bleibt der Gewinner des Vergleichs stets der Elektromotor.

Ebenfalls sind in einem Elektroauto deutlich weniger Bauteile als in einem Benziner verbaut. Dies führt zu geringen Kosten in der Werkstatt, da weniger verschleiß- und schadensanfällige Teile vorhanden sind.

Das teuerste Bauteil eines Elektroautos ist die Batterie. Hierfür gilt je nach Hersteller eine Garantie von bis zu 8 Jahren. Sollte die Batterie nach Ablauf der Garantie kaputt gehen, so können je nach Fahrzeug einzelne Zellmodule oder die gesamte Batterie getauscht werden.

In der Vergangenheit wurden in Elektrofahrzeugen hauptsächlich Blei-Säure-Batterien eingesetzt. Diese wurden durch Nickel-Cadmium- und Nickel-Metallhydrid-Batterien ersetzt. Diese bekommen Gesellschaft von Salzbatterien (Natriumnickelchlorid, auch als ZEBRA-Batterien bekannt) und der Weiterentwicklung von Lithium-Ionen-Batterien. Dies ist sinnvoll, da Salzbatterien und Lithium-Ionen-Batterien die höchste Energiedichte unter den verfügbaren Batterien aufweisen: Die Dichte ist beispielsweise doppelt so hoch wie die von z.B. die des Nickel-Cadmium-Akkumulators. Bei Anwendungen, die eine besonders lange Lebensdauer erfordern, wie beispielsweise bei der Verwendung in Elektrofahrzeugen, werden Lithium-Ionen-Batterien normalerweise nur teilweise geladen und entladen (z. B. von 30% auf 80% anstelle von 0% auf 100%), was die Verwendungsdauer überproportional verlängert, die volle Kapazität aber verringert.

Darüber hinaus erfordern moderne Batterien keine Wartung. Die meisten anderen Batterievarianten sind nicht autark. Da es keinen Memoryeffekt gibt, sind außerdem keine herkömmlichen Lade- / Entladezyklen erforderlich, um die Lebenserwartung der Batterie zu verlängern. Moderne Batteriemanagementsysteme verfügen über alle "voreingestellten" Funktionen, und Benutzer müssen sich nicht um die beste Ladestrategie usw. kümmern. Ein weiterer Vorteil von Lithiumbatterien besteht darin, dass die Selbstentladung weniger als die Hälfte der von Nickel-Cadmium-Batterien beträgt, wodurch der Batterietyp in diesem Fall besonders für moderne Anwendungen geeignet ist.

Darüber hinaus werden derzeit eingehende und vielversprechende Forschungsarbeiten zum gewünschten Recyclingbereich von Lithium-Ionen-Batterien durchgeführt, um die bereits günstige Recyclingfähigkeit bei Marktdurchdringung voll auszuschöpfen. Das Recycling von Salzbatterien wird auf besonders elegante Weise gelöst: Die Rohstoffe Nickel, Kupfer und Aluminium werden in einem Schmelzofen aus den zerkleinerten Batterien entfernt und in Form von Edelstahl und anderen Legierungen in die metallverarbeitende Industrie überführt. Salz- und Keramikmaterialien werden als Schlacke im Straßenbau usw. verwendet.

Es gibt verschiedene Arten von Elektrofahrzeugen. Wir bieten aktuell Modelle mit Plug-in-Hybrid-, Mild-Hybrid- und Elektro-Technologie an.

Der Plug-in-Hybrid (Plug-in-Hybrid Electric Vehicle Abkürzung PHEV) kombiniert einen Elektromotor und einen Verbrennungsmotor. Die Batterie wird über das Stromnetz geladen. Die Reichweite eines Plug-in-Hybrides beträgt rein elektrisch mindestens 50 Kilometer. Sollte diese Reichweite sich als nicht ausreichend gestalten, kann diese durch den Verbrennungsmotor erhöht werden, der i.d.R. über einen regulären Tank und die entsprechende Reichweite verfügt. Beispiele aus unserem aktuellen Portfolio an Plug-In-Hybriden sind: VW Passt Variant GTE, Audi A3 Sportback TFSI e, SEAT Leon e-Hybrid, ŠKODA OCTAVIA TSI iV, Porsche Cayenne E-Hybrid, u.v.m.

Die „mittelstarke“ Variante eines Elektro- und Verbrennungsmotors nennt sich Mild-Hybrid (Mild-Hybrid Electrical Vehicle Abkürzung MHEV). Der Unterschied zum Plug-in-Hybrid besteht darin, dass der Elektromotor den Verbrennungsmotor nur unterstützt. Mit diesem alleine findet keine Fortbewegung statt. Die Unterstützung erfolgt z.B. beim Beschleunigen, sofern es die Situation erfordert.  Geladen wird die Batterie im Vergleich zum Plug-in-Hybrid nicht über ein Stromnetz, sondern durch einen physischen Prozess, etwa über das Rollen und Bremsen mit dem Fahrzeug. Der Fachbegriff hierzu lautet Rekuperation. In unserer aktuellen Modellpalette der MHEV finden sich beispielsweise der ŠKODA OCTAVIA E-TEC oder auch der VW Golf eTSI wider.

Umgangssprachlich reden wir zumeist von einem Elektroauto, wenn ausschließlich eine Batterie verbaut ist. Richtig wäre aber der Fachbegriff Batterieelektrisches Fahrzeug (Battery Electric Vehicle Abkürzung  BEV). Diese Fahrzeuge werden ausschließlich über Strom betrieben, der zuvor in die Batterie eingespeist wurde. Wie der Mild-Hybrid lädt die Batterie aber mittels Rekuperation. Die Batterie wird über das Stromnetz aufgeladen und kann zurückgewonnene Bremsenergie speichern. Beispiele für klassische Elektrofahrzeuge, die wir aktuell anbieten sind: VW ID.3, Audi E-tron, SEAT Mii electric, ŠKODA ENYAQ iV, Porsche Taycan, u.v.m.

Hierfür gibt es grundsätzlich zwei Optionen: Entweder zu Hause oder an einer öffentlichen Ladestation. Dies ist jedoch auch vom Modell abhängig.

Daheim kann über eine installierte Ladestation oder eine Steckdose geladen werden. Bevor man das Kabel an die Steckdose und somit an den Hausstrom anschließt, sollte zunächst die Hausinstallation geprüft werden. Erfolgt eine Nutzung, obwohl diese nicht für das Laden eines Fahrzeugs ausgelegt ist, kann durch die Dauerbelastung (der Ladevorgang eines entsprechenden Autos dauert mehrere Stunden) eine Überhitzung entstehen, die im schlimmsten Fall zum Brand führen kann. Jedes Fahrzeug hat zusätzlich zum Mode-3 Typ 2-Stecker noch ein Notkabel (Mode 2-Ladekabel) im Lieferumfang ab Werk enthalten.  Die Lademöglichkeit mit dem mitgelieferten Mode 2-Ladekabel sollte jedoch nur als Notoption benutzt werden und keine tägliche Lösung sein. In Deutschland stellt die Haushaltssteckdose in der Regel eine Stromstärke von maximal 16 Ampere zur Verfügung. Diese schafft es, eine leere Batterie in gut acht Stunden aufzuladen, je nach Größe und Restinhalt der Batterie.

Bei einer installierten Ladestation (Wallbox) ist die Ladeleistung auf die Hausinstallation abgestimmt und kommuniziert dem Fahrzeug mit welcher Stromstärke maximal geladen werden darf. Dies verkürzt die Ladezeit.

Öffentliche  Ladeoptionen finden Sie inzwischen an Autobahnen, Hotels, Restaurants, Einkaufsketten, Banken, bei verschiedenen Dienstleistern, u.v.m.

Für öffentliche Ladestationen werden Lösungen von mindestens 32 Ampere angestrebt, evtl. auch als netzunabhängige Variante mit einer «Zwischenbatterie». Auch Schnellladungen sind technisch möglich. Derzeit sind die Anbieter weltweit bestrebt, einheitliche Standards für die Ladevorgänge zu definieren wie z.B. bei dem auf Gleichstrom basierenden CHAdeMO. Mit dem CHAdeMO-zertifizierten Schnelllader lässt sich ein Elektrofahrzeug in nur fünf Minuten soweit nachladen, dass eine Reichweite von 30–40 km erzielt wird. 80 % der Batteriekapazität werden in ca. 30 Minuten erreicht.

Unter folgendem Link findet sich eine Landkarte mit einer Vielzahl an Ladestationen:

https://ladesaeulenregister.de/

Ladekabel und Steckertypen für Elektroautos

Je nach Elektroautomodell kommen unterschiedliche Steckersysteme zum Einsatz. Achten Sie darauf, dass Ladestation und Fahrzeug auch miteinander kompatibel sind.

• Das Mode 2-Ladekabel ermöglicht das (Not-)Laden an einer gewöhnlichen Schuko-Haushaltssteckdose und wird vom Automobilhersteller meist direkt mitgeliefert.
   
• Das Mode 3-Ladekabel verbindet das Elektroauto mit der Ladestation. Bei den Steckern wird zwischen Typ 1 und Typ 2 unterschieden.
   
• Der Typ 1-Stecker ist einphasig für Ladeleistungen bis zu 7,4 k. Dieser Standard wird vor allem in asiatischen Automodellen verbaut.
   
• Der dreiphasige Typ 2-Stecker hat sich europäischen Raum als Standard für reines AC-Laden etabliert. Er bietet Ladeleistungen von bis zu 22 kW im privaten und bis zu 43 kW im öffentlichen Raum. Er kommt an den meisten öffentlichen Ladestationen zum Einsatz.
   
• Das Combined Charging System (CSS) ermöglicht sowohl AC- als auch DC-Laden. Beim Schnellladen mit Gleichstrom sind bis zu 170 kW möglich, in der Praxis liegt der Wert eher bei 50 kW. CCS-Systeme befinden deutschlandweit in kontinuierlichem Aufbau.
   
• CHAdeMO-Stecker sind in vielen japanischen Elektroautos verbaut. Dieses Schnellladesystem erlaubt Ladevorgänge bis zu 100 kW. Der Name drückt zugleich den Charakter aus: „auf eine Tasse Tee“ soll die Schnelligkeit unterstreichen, mit der sich der Aufladevorgang auszeichnet Eigene Kabel werden nicht benötigt, denn diese sind fest an der Station verankert – wie bei den bisherigen Tankstellen. Mit dieser Optik wird auch die Gewohnheit bestens bedient: es besteht kein Unterschied zur Tankstelle von heute oder anno dazumal.

Beim Aufladen des Autos ist kein Diebstahl möglich

Niemand muss die ganze Zeit beim Ladevorgang vor Ort bleiben, etwa damit das Kabel nicht gestohlen oder der Ladevorgang sonstig gestört wird. Ein angeschlossenes Ladekabel ist von der Zentralverriegelung mit umfasst und bestens geschützt. Die Ladesäulen weisen allesamt einen beiderseitigen Schutz auf: ist es nicht ohnehin fest fixiert, so wird es beim Aufladen verriegelt.

Wasser, Feuchtigkeit und Witterung haben keinen Einfluss auf das Laden

Die technische Ausstattung ist auf alle Eventualitäten vorbereitet, so dass keine bestimmte Temperatur notwendig ist und Wasser oder Feuchte ohnehin nicht eindringen kann. Allerdings kann die Witterung, zusammen mit anderen Faktoren wie etwa dem Fahrverhalten, durchaus Einfluss auf die Reichweite haben.

Die Wartezeit bis zur vollständigen Aufladung einer Batterie ist von verschiedenen Faktoren abhängig. Einflussfaktoren sind die Ladetechnik des E-Autos, Ladeleistung der Ladestation bzw. Steckdose sowie Kapazität des Akkus. Im öffentlichen Raum finden Sie auch so genannte Schnell-Ladestationen vor. Diese versprechen eine kürzere Zeit bis zur vollständigen Ladung des Akkus, als die herkömmlichen Ladestationen.

Derzeit sind die Anbieter weltweit bestrebt, einheitliche Standards für die Ladevorgänge zu definieren wie z.B. bei dem auf Gleichstrom basierenden CHAdeMO . Mit dem CHAdeMO-zertifizierten Schnelllader lässt sich ein Elektrofahrzeug in nur fünf Minuten soweit nachladen, dass eine Reichweite von 30–40 km erzielt wird. 80 % der Batteriekapazität werden in ca. 30 Minuten erreicht.