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Elektromobilität: Warum hat ein Elektroauto im Winter weniger Reichweite ?

Elektrofahrzeugen wird nachgesagt, dass Sie nur im und für den Sommer ideal seinen. Im Winter haben sie keine Reichweite. Wir erklären mal Zusammenhänge zwischen Akku und Leistung und die Unterschiede von Sommer und Winter.

von Harald M. Depta | emobicon - Cover Bild: VOLVO

Klar ist: Die niedrigen Temperaturen belasten den Akku. Und weil es bei Elektromotoren praktisch keine Abwärme gibt, muss eine elektrische Heizung für Wärme im Fahrzeug sorgen. Vorteile durch Fahren mit Strom im Winter gibt es aber trotzdem. 

Bei Kälte - weniger Reichweite

Wir kennen es gut – die Unterschiede im Sommer und Winter mit dem Stromer unterwegs zu sein. Oft wird einfach auch behauptet, dass man im Winter besser keine Heizung anmachen sollte. In der Tat und ganz am Anfang vor 5 Jahren war es so, dass wir im Winter mit Jacke, Schal und Handschuhen unterwegs waren. Es war kalt und die Reichweite war eher unterirdisch und weil es damals kaum Ladesäulen für unterwegs gab, war Strom sparen angesagt. Lang ist es her. 

Die Fahrzeuge sind nun technisch besser, die Ladeinfrastruktur noch besser und neuere Modelle, zum Bsp. mit Wärmepumpe und grösseren oder optimierten Akkus machen den Faktor Bequemlichkeit und Komfort alltagstauglich.

Wichtig ist aber auch zu verstehen, dass man selber zur Optimierung viel beitragen kann. Über die Voreinstellungen im Bordcomputer oder per App kann man zum Beispiel den Ladevorgang steuern, in dem man die Ladezeiten so setzt, dass das Akku erst voll ist, wenn man direkt losfahren möchte. Ausserdem lassen sich Prozesse wie „warm werden“ so einstellen, dass das Fahrzeug mit der Abfahrtzeit warm und auch gleichzeitig abgetaut ist. 

Dadurch ist auch sicher gestellt, dass die Leistung der Batterie optimal vorbereitet ist, ebenso Brems – und Ladeverhalten. Praktisch. Auch für uns, die schon seit Jahren nicht mehr Scheiben kratzen müssen, um den Durchblick zu haben. Man nennt das auch Vorkonditionierung.

Fahrzeugsysteme optimal nutzen

So ist es aber auch nicht nur praktisch, sondern auch sinnvoll, wenn während der Vorkonditionierung das Fahrzeug am Strom angeschlossen ist. Somit verbraucht man keine Energie aus dem Akku, denn das Fahrzeug holt sich die benötigte Energie aus dem Netz. Dadurch hat man dann auch keine Einschränkung der Reichweite. Simpel gesagt ist es sogar besser, denn man muss nach dem Start des Fahrzeuges nicht erst Energie aufwenden um die Temperatur im Fahrzeug zu optimieren, sondern nach dem Losfahren muss man max. noch die Temperatur halten. Das spart enorm viel Energie.

Was völlig klar ist, und das sollte man immer einplanen, ist, dass man in der kalten Jahreszeit immer mit geringerer Reichweite kalkulieren muss. Das liegt an der zusätzlich benötigten Energie auf der einen Seite, auf der anderen Seite hängt es mit der Leitfähigkeit der Batterie zusammen. Wir kennen es alle. Wird das Smartphone und damit die Technik zu kalt, ist auch deren Leitfähigkeit und damit die Leistungsfähigkeit eingeschränkt, im schlimmsten Fall lässt sich der Bildschirm nicht mehr optimal steuern. Das hängt eben auch mit dem Akku zusammen.

Es gibt keine echte Formel, aber die Erfahrung zeigt uns bei normalerweise rund 17 kWh Verbrauch pro 100 km muss man von rund 30 Prozent Reichweitenverlust ausgehen. Dieses lässt sich reduzieren und optimieren, wenn man einiges beachtet.

Eine Wärmepumpe im Fahrzeug macht Sinn

Volle Leistung – heisst viel Energie und ist auch kaum nötig. Die verschiedenen Fahrmodi eines Modells können optimiert eingesetzt werden. Damit hat man dann auch weniger Einfluss auf den Energieverbrauch bei niedrigen Temperaturen. Die Heizleistung spielt eben so eine Rolle und, zum Beispiel, der ÖKO Modus. Nein, man muss nicht frieren und man muss auch nicht im Schneckentempo fahren, aber zum Beispiel die Sitzheizung kann in Kombination mit 1-2 Grad weniger Temperatur im Fahrzeug energiesparender sein, weil das Fahren optimiert wird und das Fahrzeug zum Beispiel die Leitung des Elektromotors optimiert. Wir fahren auch im Sommer im ÖKO Modus und nur wenn wir überholen müssen oder bei der Auffahrt auf die Autobahn, deaktivieren wir diesen Modus kurzzeitig, um entsprechende Leistung zu haben, die sonst im fahrenden Modus nicht nötig ist.

Bereits bei der Überlegung sich ein Elektrofahrzeug anzuschaffen und spätestens bei der Bestellung eines Elektrofahrzeuges ist es wichtig, dass man nur und ausschliesslich ein Fahrzeug nimmt, was eine Wärmepumpe an Bord hat. Eine Wärmepumpe, ein Wärmepumpensystem regelt dabei vollautomatisch das Zusammenspiel zwischen elektrischer Heizung und Umgebungstemperatur. Damit ist man noch optimierter unterwegs und schafft es die Energieleistung zu reduzieren und die Reichweite zu erhöhen bzw. nicht so stark absenken zu lassen. 

Leider sind zu wenig Verkäufer über die Wärmepumpe und deren Nutzen informiert und nur die wenigsten Hersteller haben diese als Serie in Ihre Fahrzeuge verbaut. Ein grosser Fehler finden wir. Bitte achten Sie darauf!

Optimiert man Ladevorgang und Fahrmodi beim Elektroauto im Winter klappt das gut ! Bild: wallbe

Das Fahrzeugakku "pflegen"

Ein Fahrzeugakku lädt optimiert, besser und schneller, wenn es warm ist. Aber Vorsicht: zu warm darf das Akku auch nicht sein. Die Ladeleistung hängt davon ab, wie warm oder wie kalt das Akku ist. Ist es zu kalt, dauert der Ladevorgang länger, weil die physikalische Aufnahme reduziert ist. Die chemische Reaktion in den Zellen lässt dann nicht die optimale Aufnahme von Energie zu. Ist das Akku zu warm, zum Beispiel durch Wärme oder zu lange zu schneller Fahrt, wird die Elektronik den Ladevorgang reduzieren, weil das Akku nicht zu warm werden darf. Im schlimmsten Fall dauert der Ladevorgang doppelt so lange, wie gedacht.

Wie kann man nun also den Ladevorgang optimieren ? Wer mit dem Fahrzeug am Morgen losfahren möchte, kann,  je nach Modell, das System so vorprogrammieren, dass der Ladevorgang erst unmittelbar vor Fahrtantritt beendet wird. Wenn man also das Laden beendet und direkt losfährt, ist das Akku warm und optimal vorbereitet für die Fahrt. Man sollte dann auch einstellen, dass das Fahrzeug bereits vorgeheizt oder temperiert wurde. Das spart zudem Energie. Das Akku kühlt somit nicht aus. Ideal und weiter gedacht.

Wenn man zu spät oder nicht richtig reagiert und handelt, regelt der Batterieschutz, der stets Vorrang hat, den Ladestrom. Die Spannung der Batterie rutscht ab und das System Akku funktioniert dann nicht so, wie es möglich und sinnvoll wäre.

Kraftstoff kann einfrieren - ein Fahrzeugakku nicht !

Rekuperation beim Elektroauto ist ein Zauberwort. Das ist die Energierückgewinnung beim Bremsen. Bei einem kalten Akku hat es auch auf  dieses System Auswirkungen. Denn dieses ist beim kalten Akku nicht so effizient. Ähnlich wie bei einem Ladevorgang. Wenn man mit dem Elektrofahrzeug auf Strecke ist, funktioniert dieser „Reichweitenverlängerer“ optimal. Im Stadtverkehr, wo man öfter bremsen muss ideal, weil viel kinetische Energie, also Rekuperation die Reichweite verlängern kann.

Im Gegensatz zu manch einer Behauptung  friert ein Akku bei einem Elektroauto nicht ein. Das Akku ist in der Regel durch Isolierung geschützt und es gleicht mit viel Technik Temperaturschwankungen aus. 

Wir waren vor ein paar Wochen in Norwegen. Im Winter ist es dort schon sehr kalt und auch da stehen die meisten Fahrzeuge nachts draussen. Die Hersteller haben deshalb auch die Akkutechnik gerade in Schweden oder Norwegen getestet – damit man alle technischen Möglichkeiten nutzen kann, um das Fahrzeug-Akku zu schützen.

Und was ist mit Hybridtechnik ?

Die Hybridtechnik – hoch gelobt auf der einen Seite, kritisiert auf der anderen. Aber wie ist es mit Hybridtechnik im Winter ? Fest steht: Hybridfahrzeuge haben gegenüber dem Elektrofahrzeug den Vorteil, dass es keine Reichweitenbeschränkung gibt. Denn für die Nutzung, zum Bsp. der Heizung, muss keine Energie aus dem Akku genutzt werden. Kommt es zu einem Kaltstart, wird ein Hybridfahrzeug immer den Verbrennungsmotor einschalten. Dafür fährt man nicht emissionsfrei. Aber es kommt, zumindest auf den ersten Blick, der Akkutechnik zugute.

Aber unterm Strich sind reine Elektrofahrzeuge die besseren Winterfahrzeuge. Da es weniger mechanische Komponenten gibt ist der Verschleiss, besonders im Winter, gegenüber dem Verbrenner gering. Es werden zudem kaum Schmierstoffe benötigt. Ein Fahrzeug mit Dieseltechnik zum Beispiel wird im Winter besonders beansprucht und es kommt, auch bei anderen Verbrennungsfahrzeugen, zum Teil zu erheblichem Mehrverbrauch von Kraftstoff. 

Wenn man dann noch bedenkt, dass ein Katalysator erst nach rund zehn Kilometern Strecke einwandfrei arbeitet und die Hersteller, aus vorgeschobenen Gründen des Motorschutzes,  die Abgasreinigung bei niedrigen Temperaturen sogar abschalten oder gar nicht erst zuschalten, muss man sich über erhöhte Emissionen in Städten, gerade im Winter, nicht wundern. Für die vielen Kurzstrecken ist demnach das Elektroauto die bessere Wahl!

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