Technik – so funktionieren Elektrofahrzeuge
Allen elektrisch betriebenen Fahrzeugen ist gemeinsam, dass sie über einen Elektromotor verfügen. Reine Elektrofahrzeuge sind ausschließlich mit einem Elektromotor ausgestattet. Sie erhalten ihre Energie aus einem Akku im Fahrzeug, der über das Stromnetz aufgeladen wird. Unterwegs kann durch die sogenannte Rekuperation aus der Bremsleistung Energie zurückgewonnen werden. Im Englischen heißen Fahrzeuge mit rein elektrischem Antrieb Battery Electric Vehicle, daher hat sich auch im Deutschen die Abkürzung BEV eingebürgert.
Reine Elektrofahrzeuge sind mit einem wiederaufladbaren Energiespeicher, einem Akkumulator (kurz: Akku) ausgestattet: Er wird über eine Steckdose oder Ladesäule am Stromnetz geladen und im Fahrbetrieb wieder entleert. Aktuelle Elektrofahrzeuge haben mit vollgeladenen Akkus eine Reichweite zwischen 50 und 550 Kilometern. Die Aufladezeit liegt an normalen Ladesäulen bei mehreren Stunden. An sogenannten Schnellladesäulen reduziert sich die Tankzeit auf etwa eine halbe Stunde. Sowohl bei der Reichweite wie auch bei der Ladetechnik macht die Forschung in jüngster Zeit rasante Fortschritte. Heute schon sind Reichweiten deutlich größer und Ladezeiten kürzer als noch vor einigen Jahren.
Elektromotoren sind sehr energieeffizient. Die Antriebe in Elektroautos haben einen weitaus höheren energetischen Wirkungsgrad als herkömmliche Otto- und Dieselmotoren. Rund 80 Prozent der eingesetzten Energie können sie in den Vortrieb umsetzen. Das ist mehr als dreimal so viel wie bei konventionellen Verbrennungsmotoren. Dort entweicht der Großteil der im Kraftstoff enthaltenen Energie ungenutzt als Wärme in die Umwelt.
Aktuell dominieren Lithium-Ionen-Akkus in Elektroautos. Ihre Energiedichte, also die gespeicherte Energie pro Gewichtseinheit, ist in den letzten Jahren deutlich gestiegen und schreitet weiter voran. Die Herstellungskosten und damit der Preis für die Batterien sind darüber hinaus gesunken. Schon lange bekannt und im Alltag weit verbreitet ist dieser Batterietyp bei Laptops, Digitalkameras und Handys, wenn auch in deutlich kleinerer Ausführung.
Um die Reichweite von Elektroautos weiter zu erhöhen, rüsten einige Hersteller ihre Autos mit einem Generator aus, dem sogenannten Range Extender. Angetrieben von einem Verbrennungsmotor erzeugt er elektrische Energie und lädt damit die Akkus. Diese können für solche Fahrzeuge kleiner und leichter gebaut werden. Kürzere Strecken legen E-Autos mit Range Extender rein elektrisch zurück. Bei größeren Distanzen schaltet sich der Generator zu und stellt weitere Energie zur Verfügung. Mitunter wird diese Technologie auch als serieller Hybrid bezeichnet.
Als Argument gegen Elektrofahrzeuge wird oft deren zu geringe Reichweite ins Spiel gebracht. Dabei fährt der durchschnittliche Deutsche an über 80 Prozent der Tage eines Jahres weniger als 40 Kilometer weit. Er könnte also für die Mehrzahl der Wege auch heute schon ein Elektrofahrzeug nutzen.
Der Unterschied zum Hybridauto
Einige Hersteller rüsten reine Elektrofahrzeuge zusätzlich mit einem sogenannten Range Extender aus, zu Deutsch: Reichweitenverlängerer (REEV = Range Extended Electric Vehicle). Der Range Extender ist ein Verbrennungsmotor, der jedoch keine direkte Verbindung zur Antriebsachse hat, sondern einen elektrischen Generator antreibt, der wiederum den Akku lädt. Hier spricht man auch von seriellem Hybrid.
Wenn ein Fahrzeug neben einem Elektromotor auch mit einem Verbrennungsmotor ausgestattet ist, spricht man von einem Plug-in-Hybrid oder Steckdosenhybrid. Diese Fahrzeuge können sowohl elektrisch als auch mit konventionellem Kraftstoff betrieben werden. Der Akku wird über das Stromnetz aufgeladen. Man spricht dann von einem Plug-in-Hybrid Electric Vehicle, kurz: PHEV.
