Auf deutschen Straßen sind immer mehr Elektroautos und Hybride unterwegs. Doch welche Technik steckt unter der Motorhaube der Stromer? Welche Ladestandards gibt es? Und was genau hat es mit der Gesamtreichweite auf sich? Ein ABC rund ums E liefert einen Überblick – ohne Anspruch auf Vollständigkeit.

An einer AC-Ladestation wird mit Wechselstrom geladen, der in Europa für Stromanschlüsse im Haushalt genutzt wird. Anders ausgedrückt: Private Ladestationen sind in der Regel immer AC-Ladestationen mit einer Ladeleistung zwischen 3,7 und 22 kW. Wichtig zu wissen: In der Batterie selbst wird ausschließlich Gleichstrom gespeichert. Dementsprechend muss beim AC-Laden der Wechselstrom stets in Gleichstrom umgewandelt werden. Diese Aufgabe übernimmt der On-Board-Lader des Fahrzeugs.

In Autos mit Verbrennungsmotor sind Batterien dafür da, den Motor zu starten und Verbraucher wie das Autoradio oder die Klimaanlage mit Strom zu versorgen. „Eine Antriebsbatterie im Elektrofahrzeug ersetzt hingegen den Benzintank“, erklärt Volker Blandow vom Tüv Süd. Zum Einsatz kommen meist Lithium-Ionen-Zellen, während normale Autobatterien meist Bleiakkus sind.

Die Reichweite eines Elektroautos hängt maßgeblich von seiner Akkukapazität ab. Diese wird in Kilowattstunden angegeben. Beim Smart EQ liegt die Akkukapazität bei 17,6 kWh, beim VW ID.3 sind es je nach Modell 58 bis 77 kWh, beim Tesla Model S 100 kWh.

Die Alltagsreichweite ist für Fahrer von Elektroautos ein entscheidender Wert. Hersteller geben in der Regel nur die Reichweite nach WLTP oder NEFZ an. Diese liegt allerdings mit unter deutlich über der im Alltag der meisten Elektroautofahrer realistischen Reichweite. Aus diesem Grund empfiehlt es sich, vor dem Kauf eines Elektroautos entsprechende Alltagstests zu Rate zu ziehen.

Während ein E-Motor praktisch sofort seine gesamte Leistung abrufen kann, brauchen Verbrenner erst eine gewisse Drehzahl dafür. Bei Hybriden kann der E-Motor folglich den Verbrenner bei der Beschleunigung „boosten“ und damit die Fahrdynamik erhöhen.

Das Combinend-Charing-System (CCS) ist ein Standard für die Schnellladung mit Gleichstrom. In Europa und den USA sei das der offizielle Ladestandard, erläutert Blandow. Das System ermöglicht zudem Ladevorgänge mit Wechselstrom.

Dabei handelt es sich um ein in Japan entwickeltes Schnellladesystem, das eine Ladeleistung von bis zu 100 kW ermöglicht. CHAdeMo-Stecker sind kompatibel mit Fahrzeugen von Herstellern wie Nissan, Kia oder Toyota.

Die englische Bezeichnung für Gleichstrom lautet Direct Current (DC). Batterien können immer nur Gleichstrom speichern, wie Blandow erklärt. Damit sei im Auto die Systemspannung zunächst einmal Gleichstrom. Deshalb arbeiten auch Schnellladesysteme immer mit Gleichstrom. Sie laden ohne weitere Wandlung direkt aus der Ladestation in den Antriebsakku. Da Wechselstrommotoren gewisse Vorteile in der Regelbarkeit hätten, werde für den Antriebsmotor bei den meisten Autos die Gleich- vor dem Motor wieder in Wechselspannung gewandelt. Es gibt aber auch Autos mit Gleichstrommotoren.

Reine E-Autos stoßen keine Abgase aus. Wie bei anderen Autos blieben aber Reifen- und Bremsabrieb, erklärt Michael Müller-Görnert vom Verkehrsclub Deutschland (VCD). In geringerem Maße gibt es auch Lärmemissionen durch den Roll- und Luftwiderstand. Wird die Batterie unter schlechten ökologischen Bedingungen produziert, trübt das die Umweltbilanz des Stromers.

Dabei handelt es sich um zwischen Antriebsbatterie und Motor verschaltete Leistungselektroniken. Sie werden zur Ansteuerung des Elektromotors und zum Batterieladen verwendet.

Sie umfasst die Reichweite, die mit vollgeladener Batterie zur Bewältigung einer genormten Fahrstrecke unter Einsatz von Nebenverbrauchern wie Licht, Scheibenwischer und durchschnittlichem Heizungs- und Klimaanlageneinsatz benötigt wird, wie der Bundesverband E-Mobilität (BEM) erklärt. Die Batterie werde dabei normalerweise zwischen 100 und 20 Prozent Ladezustand gefahren, effektiv stünden also 80 Prozent Ladekapazität zu Verfügung.

Hybride haben einen Verbrennungs- und einen Elektromotor, der das Auto meist auch für eine gewisse Zeit allein antreiben kann. Plug-in-Hybride sind eine besondere Form der Parallelhybride mit großer Batterie, deren elektrische Reichweite zwischen 30 und 100 Kilometern liegt. Im Unterschied zu allen anderen Hybriden kann die Batterie von außen aufgeladen werden.

Die Lithium-Ionen-Batterie stellt nach Angaben des BEM mittlerweile die am stärksten etablierte und in der Serie verwendete Batterieart dar. Sie biete für die Serienproduktion von E-Fahrzeugen momentan das höchste Niveau für die Kapazität in Kilowattstunden pro Kilogramm Gewicht beziehungsweise Liter Volumen.

Sie kann die Reichweite beeinflussen. Im Winter beispielsweise benötigt die Heizung mehr Strom und es werden zusätzliche Komfortfunktionen (Sitzheizung, Standheizung, etc.) genutzt, wodurch die Reichweite sinkt.

Elektroautos haben ein „E“ hinter der Erkennungsnummer. Damit werden Sonderrechte und Vorteile signalisiert. Kommunen dürfen reinen E-Autos, Plug-in-Hybriden und Brennstoffzellenfahrzeugen etwa kostenloses Parken einräumen oder Busspuren für sie freigeben.

Die Angabe Kilowattstunde (kWh) kennt jeder von uns von der Stromrechnung. Sie ist die Maßeinheit in der der Stromverbrauch gemessen wird. Bei einem Elektroauto wird der Verbrauch dementsprechend nicht in Litern pro 100 Kilometern angegeben, sondern in Kilowattstunden pro 100 Kilometer. Ein BMW i3 verbraucht beispielsweise 15 kWh / 100 Kilometer, ein Tesla Model S etwa 20 kWh / 100 Kilometer.

Wird berechnet indem man die Akkukapazität durch die Ladeleistung teilt. Allerdings ist die Ladeleistung während des Ladevorgangs nicht konstant, weshalb die Formel vor allem im Bereich zwischen 20 und 80 Prozent Akkuladung funktioniert. Will man einen 100-kWh-Akku an einer 50 kW-Ladestation hingegen auf 100 Prozent laden, muss man mindestens 2,5 Stunden einkalkulieren.

Die Ladekurve gibt den Verlauf der Ladeleistung während eines Ladevorgangs an. Der Audi e-tron erreicht beispielsweise eine Ladeleistung von rund 140 kW und hält diese konstant aufrecht, bis der Akku zu nahezu 80 Prozent gefüllt ist. Erst danach fällt sie (steil) ab. Beim Mercedes-Benz EQC beginnt die Ladeleistung dagegen bereits ab 40 Prozent zu sinken. Das wiederum wirkt sich negativ auf die Ladedauer aus.

Berechnet sich durch die Multiplikation von Spannung (Volt) und Stromstärke (Ampere) und wird in der Einheit Kilowatt (kW) angegeben. AC-Ladestationen im privaten Bereich laden in der Regel mit 3,7 bis 22 kW, öffentliche DC-Schnelllader mit 50 bis 350 kW.

Dieser Hybrid-Typ kann nicht rein elektrisch fahren. Der Elektromotor im Auto unterstützt den Verbrenner. „Er liefert zusätzliches Drehmoment in der Beschleunigungsphase, wenn der Benzinmotor besonders ineffizient ist“, erklärt Blandow. Manche Autos würden auch Mild-Hybrid genannt, wenn ihr E-Motor nicht zum Antrieb beiträgt, sondern den Verbrenner auf andere Weise entlastet, zum Beispiel durch den Betrieb der Klimaanlage.

Wie bei Bleiakkus handelt es sich um eine für Antriebsbatterien in E-Autos veraltete Technik, weil die Reichweite mit modernen Akkus auf Lithiumbasis nicht mithalten kann.

Der On-Board-Lader ist im Fahrzeug integriert und dient als Gleichrichter. Er sorgt dafür, dass der Wechselstrom einer AC-Ladestation in Gleichstrom „umgerichtet“ wird. Je nach Hersteller ermöglichen On-Board-Lader eine Ladeleistung von 7,4 bis 22 kW.

Bei vielen Elektroautos kann man in den meisten Situationen mit einem Pedal (dem Gaspedal) fahren. Nimmt man den Fuß vom Gas, setzt automatisch eine Verzögerung (die Rekuperation) ein. Mit etwas Übung braucht man die eigentliche Bremse nur noch für stärkeres Bremsen in unerwarteten Situationen.

Steht für permanenterregter Synchronmotor. Der Antrieb ist in vielen E-Autos verbaut. Es ist ein Wechselstrommotor, dessen Rotor mit Permanentmagneten bestückt ist, wie Blandow erklärt. Sie sorgten für ein permanentes Magnetfeld im Motor. Der Antrieb sei kompakt und „absolut wartungsfrei“. Dass viele hochwertige Stoffe im Magneten benötigt werden, beispielsweise Kobalt oder Neodym, sei ein Nachteil. Die Materialien seien nur in wenigen Erdregionen zu finden und könnten bei der Gewinnung starke Umweltprobleme verursachen, wenn der Abbau nicht mit großer Vorsicht passiert.

Gibt es für E-Autos noch nicht, könnten nach Einschätzung des VCD aber helfen, „dass Autohersteller mehr dieser Fahrzeuge auf den Markt bringen“. In China, dem Land mit dem weltgrößten E-Auto-Markt, müssen Hersteller ab 2019 zehn Prozent ihrer Wagen mit Elektromotor verkaufen. VCD-Experte Müller-Görnert hält ambitionierte Kohlenstoffdioxid-Grenzwerte aber für effektiver und zielführender als Quoten für E-Autos.

Die Reichweite von Elektroautos wird in der Regel nach dem WLTP-Zyklus (Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure) berechnet und angegeben. Einige Hersteller geben auch noch die Reichweite nach dem NEFZ-Verfahren (Neuer Europäischer Zyklus) an, die mit der Realität allerdings nur wenig zu tun hat.

Beispiel Mercedes-Benz EQC: Nach NEFZ liegt die Reichweite bei bis zu 454 Kilometern. Der WLTP-Wert liegt bei rund 400 Kilometern. In Praxistests lag die Alltagsreichweite bei rund 350 Kilometern.

Rekuperation bedeutet Energierückgewinnung durch Verzögern. Dabei setzt – sobald man vom Gas geht – eine Verzögerung (Bremswirkung) ein. Die dabei gewonnene Energie wird in die Batterie zurückgespeist. Das Ganze kann man sich ähnlich vorstellen, wie die Funktionsweise eines Dynamos beim Fahrrad. Wer die Rekuperation intelligent nutzt – etwa in Form von One-Pedal-Driving – wird mit mehr Reichweite belohnt.

Für batterieelektrische Fahrzeuge, die bis zum 31.12.2020 erstmals zugelassen werden, wird zehn Jahre lang keine Kfz-Steuer fällig. Weiterhin muss der geldwerte Vorteil für ein Elektroauto, dessen Brutto-Listenpreis maximal 40.000 Euro beträgt, nur mit 0,25 Prozent versteuert werden. Liegt der Brutto-Listenpreis über 40.000 Euro gilt die 0,5-Prozent-Regelung.

In Europa ist der dreiphasige Stecker am weitesten verbreitet und wurde als Standard festgelegt. Bei einer privaten Ladestation ermöglicht er eine Ladeleistung von bis zu 22 kW.

Die Bundesregierung hat bereits im Jahr 2016 eine Kaufprämie in Höhe von 4.000 Euro für Elektroautos in Form des sogenannten Umweltbonus aufgelegt. Ende 2019 besserte die Regierung nach – und erhöhte den Umweltbonus auf 6.000 Euro. Im Rahmen des Corona-Konjunkturpakets wurde diese Förderung 2020 nun um eine „Innovationsprämie“ von 3.000 Euro ergänzt. Dadurch steigt der Umweltbonus auf insgesamt 9.000 Euro.

Wird in Kilowattstunden pro 100 Kilometer gemessen.

Die Antriebsleistung eines E-Motors ergibt sich aus dem Produkt von Spannung und Stromstärke. Durch die Erhöhung der Volt-Zahl (Spannung) lässt sich bei gleicher Antriebsleistung die Stromstärke reduzieren. Das wiederum ist nach BEM-Angaben wichtig für die Kabeldicke. In Hochleistungsfahrzeugen sei die Kabeldicke durch ansteigende Leistungen kaum noch zu bewältigen. Daher bestehe nun die Tendenz, in Richtung 800 Volt zu gehen. Bislang würden bei Klein- und Mittelklassewagen vorrangig Antriebe mit circa 400 Volt verbaut. Zum Vergleich: Normale Starterbatterien im Auto haben meist 12 Volt.

Das sind Ladestationen für Zuhause. Sie haben in der Regel eine Leistung zwischen 7,4 und 22 kW, womit alle gängigen Elektroautos über Nacht problemlos geladen werden können.

Bei einem Range Extender erzeugt ein Verbrennungsmotor oder ein Brennstoffzellensystem elektrische Energie, die dem Antrieb oder der Batterie zugeführt werden kann. Er kann also helfen, Stromengpässe zu überbrücken. BMW bot beispielsweise den i3 in der Anfangszeit (optional) mit Range Extender an. Inzwischen sind die Akkus aber so leistungsstark, dass die Technologie in der Praxis nicht mehr zum Einsatz kommt.

Der Renault Zoe war eines der ersten Elektroautos, das auf eine breite Käuferschaft abzielte. Er ist mit Abstand das meistverkaufte Elektroauto in Europa.