In den letzten Jahren haben Elektroautos enorm an Beliebtheit gewonnen. Mit dem zunehmenden Bewusstsein für den Klimawandel und der damit einhergehenden Notwendigkeit, die CO2-Emissionen zu reduzieren, gilt der elektrische Antrieb als umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Verbrennungsmotoren.
Doch trotz der offensichtlichen Vorteile gibt es nach wie vor Herausforderungen. Eine der größten Sorgen potenzieller Käufer:innen ist die Reichweite der Fahrzeuge. Trotz der Tatsache, dass diverse Studien offenbaren, dass die typische Strecke, die an einem Tag zurückgelegt wird, maximal 40 Kilometer beträgt.
Welche Faktoren können also dazu beitragen, die Reichweite von Elektroautos zu maximieren und so ihre Akzeptanz und Nutzung weiter zu fördern?
1. Batterieeffizienz und -kapazität
Die Batterie ist das Herzstück eines jeden Elektrofahrzeugs. Eine größere Batteriekapazität bedeutet, dass mehr Energie gespeichert und genutzt werden kann, was die Reichweite des Fahrzeugs erhöht. Lithium-Ionen-Akkus sind derzeit die am häufigsten verwendeten Batterien in Elektrofahrzeugen, jedoch sind sie auch mit einigen Nachteilen verbunden.
Es wird nach wie vor sehr viel an Batterietechnologie geforscht und Fortschritte, wie zum Beispiel Feststoffbatterien, versprechen noch höhere Energiedichten und schnellere Ladezeiten. Außerdem gibt es bereits erste E-Modelle mit Natrium-Ionen-Akkus, die im Vergleich zu den Lithium-Akkus günstiger und sicherer sind.
2. Schnellladetechnologien und Ladezyklen
Fahrzeugbatterien verlieren jedoch mit der Zeit an Kapazität und Leistungsstärke, beispielsweise durch vollständiges Auf- oder Entladen. Ein weiterer Grund für nachlassende Speicherkapazität sind Schnellladetechnologien. Diese ermöglichen es zwar, die Batterie eines Elektrofahrzeugs in kürzester Zeit aufzuladen, was besonders auf längeren Strecken von Vorteil ist und Elektrofahrzeuge attraktiver für eine breitere Masse macht, jedoch schadet die tägliche Nutzung langfristig der Batterie.
3. Außentemperatur
Ein weiterer Faktor, der Einfluss auf die Batteriekapazität nimmt, ist die Außentemperatur. Um die Batterie sowie den Innenraum des Fahrzeugs auf optimaler Temperatur zu halten, beide also im Winter aufzuwärmen sowie im Sommer abzukühlen, benötigt das Fahrzeug mehr Energie. Beim Verbrennungsmotor entsteht diese Energie als Abwärme vom Motor. Entsprechend ineffizient sind Kurzfahrten mit Elektroautos bei tiefen Temperaturen. Bis zu 100 Prozent mehr Energie kann das Fahrzeug dabei verbrauchen. Nicht nur in Bezug auf Autobatterien ist Kälte ein echter Gegner für die Leistungsfähigkeit von Akkus:
„Die kalte Batterie hat weniger Energie, weil die chemischen Reaktionen langsamer laufen. Der geringere Inhalt steht nicht mehr voll zum Fahren zur Verfügung. Bei Kälte geht ein gewisser Anteil der Energie innerhalb der Batterie verloren“
4. Klimaanlage und Heizung
Da ein Elektromotor im Gegensatz zum Verbrenner kaum Abwärme erzeugt, die beispielsweise zum Temperieren von Innenraum oder Batterie genutzt werden kann, wird die Energie dafür bei Elektroautos direkt aus dem Akku bezogen. Da sie sehr viel Energie verbrauchen, kann der Einsatz von Klimaanlage und Heizung die Reichweite eines Elektrofahrzeugs erheblich reduzieren.
Durch den gezielten Einsatz von Sitz- und Lenkradheizung kann der Energieverbrauch durch Nutzer:innen minimiert werden. Außerdem können moderne Elektrofahrzeuge mit effizienten Wärmepumpen ausgestattet werden, die zwar kostspielig sind, jedoch den Energieverbrauch für Heizung und Kühlung durch den Einsatz von Temperaturmitteln reduzieren. Ferner ist es so, dass die Mehrkosten für eine Wärmepumpe sich in der Regel armotisieren.
5. Software
Elektrofahrzeuge sind mit fortschrittlichen Software-Algorithmen ausgestattet, die beispielsweise den Ladevorgang optimieren. Wird der Akku zu heiß, während er lädt, kann die Ladegeschwindigkeit gedrosselt werden, sodass der Akku zwar länger, aber dafür nachhaltiger lädt und keinen Schaden nimmt. Drahtlose Over-the-Air-Updates können es den Herstellern ermöglichen, kontinuierlich Verbesserungen an der Software vorzunehmen und sie auf die Fahrzeuge zu übertragen.
6. Systeme zur Energierückgewinnung
Das regenerative Bremsen als Form der Rekuperation ist eine Technologie, die in Elektro- und Hybridautos eingesetzt wird, um Energie zurückzugewinnen, die normalerweise beim Bremsen verloren gehen würde. Dabei wird der Elektromotor als Generator genutzt, während die Räder sich ohne Stromzufuhr bewegen und damit die Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt und wieder in den Akku zurückgespeist wird.
7. Fahrzeuggewicht
Je mehr Gewicht in Bewegung versetzt werden muss, desto mehr Energie wird aufgebracht. Auch bei Fahrzeugen wird der Energieverbrauch also direkt durch das Gewicht beeinflusst. Leichtere Fahrzeuge benötigen weniger Energie zum Beschleunigen und Aufrechterhalten der Geschwindigkeit, weshalb Hersteller an einem möglichst geringen Gewicht der Autos interessiert sind. Die Verwendung von leichten Materialien wie Aluminium und Kohlefaser in der Fahrzeugkonstruktion kann dazu beitragen, das Gesamtgewicht zu reduzieren und die Reichweite zu erhöhen.
8. Aerodynamik
Die Aerodynamik eines Fahrzeugs spielt grundsätzlich eine entscheidende Rolle für seine Effizienz und damit für seine Reichweite. Dies gilt nicht nur für Elektroautos, denn ein geringerer Luftwiderstand führt zu weniger Energieverbrauch bei höheren Geschwindigkeiten. Hersteller arbeiten daher kontinuierlich an der Optimierung der Fahrzeugform, um den Luftwiderstand zu senken, beispielsweise durch glatte Oberflächen, geschlossene Radkappen oder aerodynamische Spoiler.
9. Reifenwahl und Rollwiderstand
Ähnlich wie der Luftwiderstand beeinflusst auch der Rollwiderstand der Reifen den Energieverbrauch eines Fahrzeugs. Reifen mit optimalem Luftdruck können den Rollwiderstand weiter verringern, was sich positiv auf die Reichweite auswirkt. Speziell entwickelte Reifen für Elektroautos haben oft einen geringeren Rollwiderstand, was zu einem effizienteren Energieverbrauch führt. Auch die Fahrbahnoberfläche spielt eine wichtige Rolle hinsichtlich des Rollwiderstands.
10. Fahrverhalten und Routenverlauf
Das Fahrverhalten der Fahrer:innen hat einen erheblichen Einfluss auf die Reichweite eines Elektrofahrzeugs. Vom regenerativen Bremsen abgesehen können sanfte Manöver sowie das Vermeiden von hohen Geschwindigkeiten die Reichweite signifikant erhöhen.
Außerdem beeinflusst der Streckenverlauf den Stromverbrauch. Häufige Anstiege in bergiger Landschaft wirken sich dabei stärker auf die Reichweite aus als gerade, flache Strecken.
Die Reichweite von Elektrofahrzeugen wird durch eine Vielzahl von Faktoren beeinflusst, die von der Batterie selbst über die Aerodynamik bis hin zum Fahrverhalten reichen. Durch kontinuierliche Verbesserungen und neue Technologien kann die Reichweite von Elektrofahrzeugen weiter erhöht werden.
Dadurch nehmen Komfort und Praktikabilität für die Nutzer:innen zu, sodass Elektrofahrzeuge für eine breitere Bevölkerung attraktiver werden und die Umweltbelastungen durch Verbrennungsmotoren reduziert werden.
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