E-Auto-Begriffe: Akku, Ladezustand, Z zum Elektroauto, Technik
Diese Begriffe sollten E-Auto-Fahrer kennen
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Die zunehmende Beliebtheit von E-Autos bringt neue Begriffe mit sich. Von "Induktion" bis "Zyklenfestigkeit": Diese technischen Bezeichnungen sollten E-Autofahrer kennen.
Bild: AUTO BILD
Mit der zunehmenden Anzahl neuer E-Autos und der größeren Akzeptanz der Elektromobilität ziehen immer mehr spezielle Begriffe der E-Technik im allgemeinen Sprachgebrauch ein. Elektroautos wie auch die teilelektrifizierten Plug-in-Hybride werden – da sind sich die Experten einig – die Benzin- und Dieselfahrzeuge in zunehmenden Maße ablösen.
Im Jahresverlauf 2020 waren 18,1 Prozent der neu zugelassenen Autos elektrifiziert, neben Hybrid- und Plug-in-Hybridmodellen waren 6,7 Prozent aller Neuzulassungen batterieelektrische Autos. Immer mehr Autokäufer, gerade in den Städten, verlieren die Berührungsängste gegenüber Autos des Elektro-Zeitalters, immer mehr Autos tragen am Ende des Kennzeichens ein E, finden sich auf dem Gebrauchtwagenmarkt. Worin unterscheiden sich reine batterieelektrische E-Autos von Hybridfahrzeugen? Nach welchem Prinzip funktioniert ein Elektromotor? Was sind Induktion, Smart Grid und Zyklenfestigkeit? Dies sind die wichtigsten Begriffe rund ums E-Auto.
Wissen über E-Autos
Woraus besteht ein Akku?
Warum ist die Alltagsreichweite für E-Autos so wichtig?
Die Reichweite gilt im Allgemeinen als wichtigste Kenngröße am E-Auto. Sie ist abhängig von der Akkugröße und vom Stromverbrauch und in den vergangenen Jahren bei fast allen Modellen gestiegen. Teslas Model S kommt im Normzyklus auf bis zu 632 km. Hohe Geschwindigkeiten und die Nutzung von elektrischen Verbrauchern wie Klimaanlage oder Sitzheizung verringern die Reichweite (hier finden Sie eine Übersicht aller Modelle).
Was ist eine Brennstoffzelle?
Die Brennstoffzelle stellt eine alternative Technologie zum batterieelektrischen Auto dar. Die Zelle nutzt Wasserstoff als Brennstoff. Der Wasserstoff wird komprimiert in einem Tank gespeichert. In Verbindung mit Sauerstoff aus der Luft entsteht in der Zelle elektrische Energie. Der benötigte Wasserstoff kann beispielsweise unter Einsatz von (Öko-)Strom aus einfachem Wasser hergestellt werden, dann nennt man ihn grünen Wasserstoff.
Wofür steht CATL?
Hinter dem Kürzel verbirgt sich ein bedeutender chinesischer Batterieproduzent. CATL steht für Contemporary Amperex Technology. CATL hat in Erfurt für 1,8 Milliarden Euro eine Fabrik für den Europamarkt gebaut. Der Produktionsstart wird für 2022 anvisiert. Einer der größten CATL-Kunden ist BMW.
Wie wichtig ist Effizienz fürs Elektroauto?
Seine Effizienz ist ein wichtiger Vorteil des batterieelektrischen Autos. Der Wirkungsgrad gilt allgemein als hervorragend. Ein batterielektrisches Auto benötigt für die gleiche Strecke nur halb so viel Energie wie das Wasserstoffauto und nur ein Sechstel dessen, was ein Verbrenner braucht, der mit sauberem synthetischem Kraftstoff fährt.
Wie misst man den Erhaltungsgrad einer Batterie?
Um zu beurteilen, wie die Batterie eines E-Autos altert, misst man den State-of-Charge (SoC), den Ladezustand des Akkus. Er beziffert die mögliche Ladekapazität im Verhältnis zum Nominalwert der vollgeladenen Batterie. Somit würde ein SoC von 80 Prozent bei einer 50-kWh-Batterie bedeuten, dass sie noch 40 kWh fassen kann.
Wie funktioniert ein Elektromotor?
Ein Elektromotor ist eine mit Strom betriebene, im Vergleich zum Verbrenner einfache Maschine. Sie erzeugt wechselnde Magnetfelder und gerät dadurch in Bewegung. Das folgende Prinzip bildet die Grundlage: Durch Anziehung und Abstoßung dreht sich ein beweglicher Teil (Rotor) in einem oder um einen unbeweglichen (Stator).
Was ist eine Feststoffbatterie?
Die Feststoffbatterie ist die kommende Entwicklungsstufe der Akkus. Hier besteht der Elektrolyt nicht aus flüssigem, sondern aus festem Material. Eine Feststoffbatterie erreicht im Labor die dreifache Energiedichte und ermöglicht daher mehr Reichweite bei gleichem Gewicht. Allerdings ist die Speicherkapazität von Feststoffbatterien bislang noch geringer als bei Lithium-Ionen-Akkus.
Wie funktioniert ein Hybridfahrzeug?
Ein Hybridauto ist ein Auto mit zwei Antriebskonzepten, meist Verbrenner und E-Motor plus Batterie. Der Elektrifizierungsgrad eines Hybridautos wird durch die Zusätze Mild-, Voll- und Plug-in- angezeigt. Ein Plug-in-Hybrid (PHEV) lässt sich extern laden.
Was bedeutet Induktion?
Unter Induktion versteht man drahtlose Energieübertragung, die Kabel beim Laden von E-Autos und Plug-in-Hybriden überflüssig macht. Statisch gibt es das schon, etwa von BMW. Dynamisches induktives Laden – also Laden während der Fahrt – wird unter anderem vom israelischen Start-up Electreon Wireless entwickelt. Gemeinsam mit Partnern wollen die Israelis die Technologie auch nach Deutschland bringen.
Wie wichtig ist Kobalt für die Batterie von E-Autos?
Kobalt ist ein kritischer Rohstoff für Auto-Akkus. Er wird für die Minimierung der Brandgefahr und eine gute Zyklenfestigkeit benötigt. Ein Großteil des Metalls stammt jedoch aus dem Kongo, wo es unter anderem von Kindern gefördert wird – teils unter menschenunwürdigen Bedingungen. Deshalb erforschen viele Batteriehersteller die Möglichkeit, Kobalt durch andere Stoffe zu ersetzen.
Was muss man über Ladestationen wissen?
Die Ladesäulen/Ladestationen sind bislang ein Flaschenhals beim Wachsen der E-Mobilität. Der Ausbau öffentlicher Ladestationen geht langsam voran (März 2021: ca. 40.000 Standorte in Deutschland), für private Ladesäulen fehlt teilweise der Rechtsrahmen. Zudem variieren Zugangsvoraussetzungen und Preise bei öffentlichen Säulen stark.
Warum ist der Netzausbau wichtig?
Der Netzausbau ist die für einen Hochlauf der E-Mobilität nötige Verbesserung der Infrastruktur. Laut einer Studie aus dem Jahr 2019 geht es zumindest im Stromnetzgebiet von Eon um überschaubare Investitionen: 2,5 Milliarden Euro in 25 Jahren – bzw. 400 Euro pro E-Auto. Mithilfe von cleverem Lastmanagement ließen sich diese Kosten weiter reduzieren. Unter Lastmanagement ist in diesem Fall zu verstehen, dass nicht alle Elektroautos zur gleichen Zeit laden (etwa nach Feierabend), dann könnte im Extremfall eine Spitzenglättung drohen. Doch zuletzt kippte die Bundesregierung die Pläne für eine Einschränkung der Stromnutzung für E-Autos.
Was ist Photovoltaik?
Unter Photovoltaik versteht man die Umwandlung von Lichtenergie in Strom mittels Solarzellen. Sie wird mit zunehmender Leistungsfähigkeit für den Einsatz in E-Auto-Karosserien interessant, um kostenlos die Batterie zu laden und Reichweite zu generieren.
Was ist ein Smart Grid?
Ein Smart Grid ist ein intelligentes Stromnetz, in dem auch Elektroautos eine Rolle spielen. Die Akkus der Autos können überschüssigen Strom aus Windrädern und Solaranlagen zwischenspeichern und bei Bewölkung und Flaute wieder ins Netz einspeisen. Dafür müssen Autos und Ladesäulen darauf ausgelegt sein, dass die Autos sowohl Energie aufnehmen als auch ins Stromnetz abgeben können (sogenanntes bidirektionales Laden).
Was hat Tesla für die Elektromobilität geleistet?
Das kalifornische Unternehmen Tesla ist ein Pionier der Elektromobilität. Erstes Serienmodell war der von 2008 bis 2012 gebaute Roadster, aktuell bietet Tesla die Modelle Model S, Model X und Model 3 an. Das bislang in Fremont, Kalifornien, gebaute Crossover Model Y soll ab 2022 auch in Berlin-Grünheide entstehen. Uneinigkeit besteht darüber, ob Tesla einen technologischen Vorsprung hat und wie groß der ist. Klar ist: Die Firma von Elon Musk hat wichtige Technologien (Batterie, Autopilot) in der eigenen Hand und außerdem bereits Erfahrungen mit über einer Million E-Autos im Markt.
Was ist der Umweltbonus?
Unter dem Umweltbonus versteht man das staatliche 2016 aufgelegte Programm zur Verbesserung der Luftqualität. Die Anschaffung von E-Autos, Plug-in-Hybriden und Brennstoffzellen-Fahrzeugen wird mithilfe des Umweltbonus gefördert. Zu Beginn lag die Förderhöhe bei 2000 Euro für ein batterieelektrisches Fahrzeug und 1500 Euro für einen von außen aufladbaren Hybriden. Der Hersteller gewährte dazu den gleichen Betrag als Nachlass. Im Zuge der anhaltenden Corona-Pandemie hat die Bundesregierung den staatlichen Anteil am Umweltbonus als Kaufprämie, auch Innovationsprämie genannt, verdoppelt.
Was ist ein Wechselakku?
Wechselakkus sind ein Konzept zur Überwindung der Reichweitenproblematik batterieelektrischer Autos. Statt sie zu laden, werden Akkus auf Langstrecken an speziellen Stationen getauscht. Bisherige Versuche (u. a. von Better Place) sind gescheitert, aktuell setzt der chinesische Hersteller Nio auf Wechselakkus.
Was bedeutet Zyklenfestigkeit?
Die Zyklenfestigkeit ist die Angabe, wie oft eine Batterie ge- und entladen werden kann, bis ihre Kapazität unter einen bestimmten Prozentsatz fällt. Die erwarteten Werte variieren. Als Maßstab gilt eine Zyklenfestigkeit von 1000 bis 1500 Ladevorgängen. Je nach Schnelligkeit von Ladung und Entladung variiert die Alterung einer E-Auto-Batterie.
VW etwa gibt bei seinen ID-Modellen die Garantie, dass nach acht Jahren bzw. 160.000 Kilometern noch mindestens 70 Prozent zur Verfügung stehen. Auswertungen von Tesla Model S mit hohen Laufleistungen zeigen, dass die Batterien der Amerikaner viel langsamer altern.
Hier folgt ein Faktencheck zu den Vor- und Nachteilen von Elektroautos, und hier eine Diskussion über die Sauberkeit der E-Mobilität.
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