19.9.2022
Die zehn wichtigsten Begriffe rund ums Elektroauto
Der Wechsel vom klassischen Verbrenner hin zu einem Elektrofahrzeug bringt für Autofahrer auch neue Fachbegriffe mit sich. Kennen Sie sich schon damit aus? Es heißt Abschied nehmen von alten Einheiten wie PS und Verbrauch in Litern. Wichtig werden Volt und Watt sowie alle Themen rund um die Batterie. Hier kommen die zehn wichtigsten Begriffe zur Elektromobilität, kompakt und einfach erklärt.
Stromverbrauch
Seit Generationen ist uns die Verbrauchsangabe Liter pro 100 Kilometer (l/100 km) wohlvertraut. Wir wissen, wann ein Auto sparsam ist oder zur Gattung der Spritschlucker zählt. Der Verbrauch eines Elektroautos wird in kWh/100 km gemessen. Doch was ist hier sparsam, was „durstig“? Der BMW i3 zum Beispiel ist einer der knau-serigsten Stromer am Markt, sein Alltagsverbrauch liegt bei nur rund 14 kWh/100 km. Ein Jaguar I-Pace oder ein Audi e-tron dagegen verbraucht leicht das Doppelte.
Kapazität
Niemand scherte sich bisher darum, wie groß der Kraftstofftank in seinem Auto ist. Bei einem Elektrofahrzeug aber ist die Kapazität – manche sprechen auch von Energieinhalt – der Batterie von großer Bedeutung. Gemessen wird die Kapazität in Kilowattstunden (kWh). Je größer der Wert, desto größter ist auch die Reichweite. Elektroautos der Kompaktklasse haben meist etwa um die 60 kWh an Bord, große SUV und Luxuslimousinen über 100 kWh. Verbraucht ein E-Auto beispielsweise 15 kWh/100 km und hat eine Batterie mit 60 kWh an Bord, wäre der Akku nach 400 Kilometern leer.
Ladeleistung
Je größer die Ladeleistung, desto schneller ist die Batterie wieder voll. So weit die Theorie. Die Batteriezellen sind jedoch nicht in der Lage, konstant hohen Strom aufzunehmen, da es sich beim Laden um einen elektrochemischen Prozess handelt. Wird die Batterie an der Haussteckdose geladen, fließen maximal 2,3 kW pro Stunde an Leistung. Auch hier lässt sich ganz einfach ausrechnen, wie lange es dauert, bis der Akku wieder gefüllt ist. Beträgt dessen Kapazität beispielsweise 46 kWh, heißt das Ergebnis: mindestens 20 Stunden, in der Regel sogar mehr, weil aufgrund der langen Ladedauer nur 2,0 kW möglich sind. An einer heimischen Wallbox können über drei Phasen 11,0 oder je nach Anschluss auch 22 kW Leistung fließen. Bei letzterer Zufuhr wäre der Akku schon nach etwas über zwei Stunden wieder voll. An Schnellladesäulen kann ein Vielfaches dessen abgerufen werden, mitunter bis zu 350 kW. Modelle wir der Porsche Taycan oder der Kia EV6 „tanken“ so in nur 20 Minuten rund 300 „neue“ Kilometer nach.
DC-/AC-Laden
Die Abkürzung AC steht für Alternating Current (Wechselstrom). Es ist jener Strom, der zu Hause aus der Steckdose kommt. Wird damit geladen, muss im E-Auto ein sogenannter Inverter den Wechselstrom in Gleichstrom (DC = Direct Current) umwandeln, weil Batterien nur Gleichstrom auf- und wieder abgeben können. Schnellladesäulen, wie sie meist an der Autobahn stehen, stellen Gleichstrom zur Verfügung. Beim DC-Laden fließt der Strom direkt in die Batterie.
Ladekurve
Das Laden verläuft nicht linear, besonders dann nicht, wenn hohe Leistungen übertragen werden. Anfangs können die Batteriezellen noch relativ viel Strom aufnehmen. Je mehr der Akku gefüllt ist, desto mehr wird die Ladeleistung heruntergeregelt. Daraus ergibt sich die sogenannte Ladekurve. Anfangs sieht sie aus wie der Tafelberg, und dann geht’s steil bergab. Man kann sich den Ladevorgang vorstellen wie das komplette Befüllen eines Glases mit Wasser. Damit nichts überläuft, muss zum oberen Rand hin immer vorsichtiger eingefüllt werden, bis zum Schluss nur noch wenige Tropfen hineinpassen.
Rekuperation
Elektromotoren haben die tolle Eigenschaft, dass sie auch als Stromerzeuger (Generator) arbeiten können. Im E-Auto passiert dies immer dann, wenn der Fuß vom Fahrpedal genommen und verzögert wird. Der E-Motor besitzt also eine Bremswirkung. Der erzeugte Strom fließt in die Batterie. Beim Verzögern bekommt man somit stets einen gewissen Teil der kinetischen Energie zurück, während diese bei konventionellen Autos sinnlos in Wärme an den Bremsen verpufft.
On-Board-Lader
Jedes Elektroauto besitzt ein Ladegerät. Dieser On-Board-Lader hat die Aufgabe, den Wechselstrom aus dem Netz in Gleichstrom zu verwandeln, ihn also „mundgerecht“ für die Batterie zu machen. On-Board-Lader können ein-, zwei- oder dreiphasig ausgelegt sein. Ist dieser nur einphasig – die billigste Lösung für den Hersteller und die schlechteste für den Nutzer – können an einer 11-kW-AC-Ladesäule/Wallbox nur 3,7 kW an Leistung „gezogen“ werden. Entsprechend dauert der Ladevorgang dreimal so lange wie es bei einem dreiphasigen Lader mit 11 kW möglich wäre.
SoC-Wert
Dieses Kürzel steht für State of Charge (Ladezustand). Der Wert wird in Prozent angegeben. Leer ist null, ganz voll ist 100 Prozent. Am besten aufnahmefähig sind die Batteriezellen – abhängig von der Temperatur – bei einem SoC-Wert zwischen zehn und etwa 50 bis 60 Prozent. Darüber wird die Ladeleistung kontinuierlich zurückfahren, um die Zellen zu schonen. Ab 80 Prozent geht das Laden dann nur noch ganz langsam vonstatten (siehe auch Kapitel Ladekurve). Daher nennen die Hersteller die besten Ladezeiten für ihre Elektroautos immer nur bis zu einem SoC von 80 Prozent. In der Regel liegen diese Zeiten bei 30 bis 35 Minuten. Porsche, Hyundai, Kia und Audi kommen dank 800-Volt-Technik auf Ladezeiten von weniger als 20 Minuten.
Elektromotor
In der alten Verbrennerwelt gibt es Diesel und Benziner, Hubkolben- und Wankelmotoren. In einem Elektroauto steckt entweder ein Asynchron-Motor (ASM) oder ein Permanenterregter Synchron-Motor (PSM), manchmal auch beides zusammen. Deutlich häufiger vertreten ist der PSM. Bei ihm sind Permanentmagnete in die Rotoren eingebettet. Je nach Güte der Magnete können PSM-Maschinen auf hohe Effizienz, aber auch auf hohe Dauerleistung ausgelegt werden. Asynchronmotoren haben den Vorteil, dass sie im stromlosen Zustand nahezu verlustfrei mitlaufen können. Für Allradfahrzeuge sind ASM daher eine gute Wahl. Sie kommen ohne Magnete und damit auch ohne Seltene Erden aus. Stator und Rotor bestehen nur aus Eisen, Kupfer und Aluminium. Deshalb gelten ASM als die umweltfreundlicheren Motoren.
Nominalleistung
Lassen Sie sich nicht von den üppigen Leistungswerten der Hersteller täuschen. Wer ein E-Auto sein Eigen nennt und einmal in den Fahrzeugschein schaut, wird feststellen, dass dort die Angabe sehr viel niedriger ist. Grund: Die Behörde nennt die Dauer- oder Nominalleistung, die Autobauer die maximal mögliche (verkauft sich schließlich besser). Sie kann jedoch nur für einen sehr kurzen Zeitraum abgerufen werden, um eine Überhitzung des Motors zu verhindern. In Mode kommt gerade der Boost-Button. Wird er gedrückt, steht für zehn Sekunden zusätzliche Leistung zur Verfügung, eine Art elektrischer Turbo also.
