Alles dreht sich um die Batterie.
Apropos: „Batterie“ oder „Akku“? Für das E-Auto gilt beides. Als „Batterie“ wird ein Energiespeicher bezeichnet. Kann dieser wieder aufgeladen werden, handelt es sich um einen Akku. Unterschieden wird zwischen Lithium-Ionen Batterie und der Lithium-Polymer Batterie. Den Vorteilen wie hoher Leistungsfähigkeit und Lebensdauer stehen Nachteile wie hohe Produktionskosten und aufwendiges Batteriemanagement gegenüber. Großen Fortschritt hat die Akku-Technologie gemacht. 2011 schafften E-Autos im Schnitt nur 150 Kilometer. Für 2021 liegt die Hochrechnung der IST-Reichweite bei 235 km, für 2022 bei 504 km.
Große Akkupakete sind schwer, teuer und verbrauchen viel Energie und Rohstoffe in der Produktion. Je höher die Energiedichte – also je mehr Wattstunden sich pro Kilogramm Akku speichern lassen –, desto höhere Reichweiten lassen sich pro Batterieladung erzielen. Im Schnitt wiegen sie rund 350 kg.
Die Lebensdauer des Akkus ist u.a. abhängig vom Ladevorgang. Empfohlen wird ein Akkustand zwischen 20% und 80%, eine Vollladung nach einer Tiefentladung ist nicht ratsam. Auch eine moderate Fahrweise fördert die Lebensdauer. Hitze oder große Kälte ebenso wie lange Standzeiten reduzieren die Batteriekapazität.
Die Akkus von Elektroautos, Hybriden und Plug-in Hybriden, die aus einer Vielzahl von miteinander verbundenen Zellen bestehen, gelten als sehr leistungsstabil. Erst nach etwa 2.000 Ladezyklen oder etwa 10 Jahren soll ihre Kapazität langsam nachlassen. Dennoch bleibt das E-Auto fahrbereit, wenn gleich die Reichweite immer geringer wird. Am Ende des Lebenszyklus lässt sich der Akku mit einer Restkapazität von 70% bis 80% als Energiespeicher auch in anderen Bereichen – z.B. stationäre Hausversorgung, in Krankenhäusern oder der Industrie – weiterhin gut verwenden.
Rekuperation: Energiequelle in Hybrid- und e-Autos.
Jedes Elektro- und Hybridauto von Volkswagen erzeugt eigenen Strom. Wenn der Fahrer bremst, wird Energie gewonnen und in die Akkus zurückgegeben. Diese Technik nennt sich Rekuperation.
Ein Blick ins Innere des Elektroautos.
Was unterscheidet Elektrofahrzeuge eigentlich von konventionellen Autos? Äußerlich nicht viel. Das Innenleben jedoch hat es in sich. So sieht es im Inneren eines e-up!
1. Stromanschluss
Wo sonst die Tanköffnung sitzt, befindet sich beim e-up! (Stromverbrauch in kWh/100 km: 11,7; CO2-Emissionen in g/km: 0; Effizienzklasse: A+*) eine Sicherheitssteckdose zum „Betanken“ mit Strom.
2. Batterie‐Management‐System (BMS)
Über dieses Steuergerät – die Schnittstelle zwischen Fahrzeug und Akku – wird das Akkusystem laufend überwacht. Fahrzeug‐ und Akkuzustand lassen sich über das BMS von der Ferne aus abfragen, etwa mit einer App fürs Smartphone.
3. Fahrzeugheizung
Sitzheizungen und beheizbare Frontscheiben sorgen dafür, dass die Wärme möglichst effizient und bedarfsgesteuert im Fahrgastraum zur Verfügung gestellt wird.
4. Hochvoltkabel
Von der Ladedose führt ein Hochvoltkabel zum Akku, von diesem fließt der Strom mit einer Spannung von 324 Volt über ein weiteres Kabel zum Motorraum.
5. Akkupacks
Der Lithium-Ionen-Akku ist unter der Rücksitzbank sowie im Mitteltunnel des Unterbodens positioniert. Mit einer Kapazität von max. 18,7 Kilowattstunden ermöglicht er eine Reichweite von 160 Kilometern (NEFZ***).
6. Leistungselektronik
Die Leistungselektronik ist essenziell für die Performance eines Elektromotors. Sie steuert den Energiefluss (vom Akku zum e‐Motor sowie vom e‐Motor zum Akku) und stellt zudem zwölf Volt Bordspannung über einen DC/DC‐Wandler zur Verfügung.
7. Rekuperation
Beim Bremsen und Segeln wandelt das Fahrzeug kinetische in elektrische Energie um und nutzt diese Energie später zum Fahren. Am Schalthebel lässt sich die Intensität der Energierückgewinnung über drei Stufen regeln. Mehr Rekuperation führt zu mehr Rückgewinnung von Energie – bei gleichzeitig größerer Bremswirkung.
8. Motorraum
Alle wesentlichen Antriebs‐ und Nebenaggregate sind im Motorraum untergebracht. Der Elektromotor bildet gemeinsam mit dem Getriebe, dem Differenzial und der Leistungselektronik das Herzstück des Antriebs.
