Das Abc der E-Mobilität

04. August 2022

Anlasser, Keilriemen, Katalysator oder Turbolader – die Begriffe um Benziner- oder Dieselmotoren sind wohl den allermeisten geläufig. Das gilt aber nicht unbedingt für die Wörter und Kürzel rund um die E-Mobilität. Wir geben einen Überblick über die wichtigsten Begriffe zum elektrischen Fahren.

Auch wer noch nicht vom Donner gerührt wurde oder auf der Autobahn Richtung Hölle unterwegs ist, hat wohl bereits von AC/DC gehört. Die Lieblingsband eines ehemaligen Verteidigungsministers setzt auf elektrische Gitarren und trägt den Strom auch im Namen: Hinter der Abkürzung AC steckt „Alternating Current“, zu Deutsch „Wechselstrom“. DC steht wiederum für „Direct Current“,also für Gleichstrom. Wechselstrom ist der Strom, der aus der Steckdose kommt und über eine Wallbox oder Wechselstromladesäule ins E-Auto fließt. Dort wird er über einen sogenannten Gleichrichter in Gleichstrom umgewandelt, denn nur dieser kann von der Batterie aufgenommen werden. Schnellladesäulen dagegen ziehen den Wechselstrom aus dem Netz und wandeln ihn über einen integrierten Gleichrichter in Gleichstrom um. Der kann dann direkt die Batterie aufladen – und das mit deutlich höherer Leistung. Während AC-Wechselstromladesäulen mit bis zu 22 Kilowatt operieren, kommen DC-Schnellladesäulen für Pkw heute auf eine Leistung von bis zu 350 Kilowatt. Wie viel das eigene E-Auto davon aufnehmen kann, ist abhängig von der maximalen Ladeleistung des jeweiligen Modells.

E-Autoakkus sind ein wenig wie wir: Sie funktionieren am besten bei ihrer Wohlfühltemperatur. Ist es dem Akku im Winter zu kalt oder im Sommer zu warm, verlängert sich die Ladedauer. Diverse Hersteller wie Audi, Hyundai, Mercedes oder Tesla setzen daher auf Batteriekonditionierung, auch als intelligentes Thermomanagement bekannt: Plant man über das Navi den Zwischenstopp an einer Schnellladesäule, wird der Akku vorab erwärmt oder gekühlt, damit man vor Ort mit voller Leistung laden kann.

BEV ist die Abkürzung für „Battery Electric Vehicle“, zu Deutsch „batterieelektrisches Fahrzeug“. Gemeint sind also reine Elektroautos, die anders als Plug-in-Hybride oder Brennstoffzellengefährte (FCEV)ausschließlich mit Strom aus einer Batterie betrieben werden.

Bidirektionales Laden bezeichnet das Laden in beide Richtungen. Die Batterie des E-Autos kann also nicht nur Strom aus der Ladesäule beziehen, sondern auch externe Verbraucher wie E-Bikes oder E-Scooter laden und vor allem Strom wieder ins Netz leiten. Letzteres gilt als wichtiger Baustein des Smart Grid, des intelligenten Stromnetzes der Zukunft.

Das Kürzel steht für „Fuel Cell Electric Vehicle“ und meint Fahrzeuge mit Brennstoffzellen. Diese wandeln Wasserstoff in Strom um, der wiederum einen Elektromotor antreibt – daher das E in FCEV. Auch sie haben einen Akku an Bord, der aber vor allem als Pufferspeicher dient und daher kleiner ausfällt als im reinen Batterieauto.

Wie groß der Tank des eigenen Benziners oder Diesels ist, dürften wohl die wenigsten wissen. Aber kaum jemand kauft ein E-Auto, ohne die Kapazität des Akkus zu kennen. Gemessen werden Kapazität bzw. Energieinhalt in Kilowattstunden (kWh). E-Autos der Kompaktklasse haben heute einen Akku um 60 Kilowattstunden an Bord, die Mittelklasse über 70 und große SUV und Luxusstromer über 100. Verbraucht ein E-Auto etwa 20 Kilowattstunden auf 100 Kilometer und hat einen 75-kWh-Akku an Bord, muss es also spätestens nach 375 Kilometern an die Ladesäule.

Die Ladeleistung ist der Wert in Kilowatt, mit der ein E-Autoakku maximal geladen wird. An einer Wallbox oder Wechselstromladesäule (AC/DC-Laden) laden die meisten aktuellen Modelle heute meist mit elf Kilowatt, manche mit 22. An Schnellladesäulen reicht das Spektrum von 50 kW (Renault Zoe), 120 kW (VW ID.3), 220 kW (Hyundai Ioniq 5) bis zu 270 kW (Porsche Taycan). Die Ladeleistung ist dabei nicht zwangsläufig in die Hardware gemeißelt. Sie kann auch per Softwareupdate nachträglich erhöht werden, wie es VW unlängst bei seinen ID-Modellen getan hat.

Je höher die Ladeleistung, desto schneller ist der Akku wieder voll? Das ist nur die halbe Wahrheit. Denn wie viel Energie das jeweilige E-Auto während des Ladevorgangs aus der Stromzapfsäule zieht, hängt von verschiedenen Faktoren ab: aktueller Ladezustand des Akkus, sein Alter, seine Temperatur und die der Umgebung. Und nicht zuletzt auch vom Batteriemanagement, über die der Autohersteller unter anderem den Ladevorgang steuert. Aus dem Zusammenspiel all dieser Variablen ergibt sich eine Ladekurve. Sie stellt dar, wie sich Ladeleistung und Ladestatus verhalten. Manche Modelle fallen unter die Gipfelstürmer: Sie legen also stark los und steigen dann stufenweise wieder ab. Andere kommen vielleicht nicht so hoch hinaus, laden dafür aber recht lange konstant mit gleichbleibender Leistung. Ob das eigene E-Auto eher zum Typ K2 oder Hochplateau gehört, kann man in einschlägigen Tests oder Internetforen herausfinden.

Wie der Name schon sagt, bedeutet „One-Pedal-Driving“ das Fahren mit einem Pedal. Was bei einem Fahrrad für Stillstand sorgen würde, kann bei E-Autos den Fahrkomfort erhöhen: Nimmt man den Fuß vom Gaspedal, bremst das Stromauto bis zum Stillstand ab. Grund dafür ist die Rekuperation. Für Notbremsungen kann und sollte man natürlich nach wie vor aufs Bremspedal treten.

Jeder Elektromotor funktioniert grundsätzlich in zwei Richtungen: Er kann Strom in Bewegung umsetzen, aber auch Bewegung in Strom: Nimmt man den Fuß vom Gaspedal, wird der E-Motor zum Generator und wandelt die Bewegungsenergie des Fahrzeugs in Elektrizität um. Dabei wird das Stromgefährt gebremst. Während beim Verbrennungsmotor die kinetische Energie überwiegend als Wärme an den Bremsen verpufft, wird sie im E-Auto teilweise wiedergewonnen – sie wird also rekuperiert. Das macht sich besonders bergab oder im Stadtverkehr positiv bei der Reichweite bemerkbar. Und weil der Motor einen großen Teil der Bremsleistung schultert, werden Bremsscheiben und -beläge weniger stark beansprucht. Es entsteht weniger Feinstaub, und man muss seltener zum Wechseln in die Werkstatt. Eine Win-win-Situation für den eigenen Geldbeutel und die urbane Umwelt.

Das Kürzel steht für „State of Charge“, also für den aktuellen Ladezustand des E-Autos. In der Regel sieht man den SoC als Prozentangabe auf dem Armaturenbrett des eigenen Stromers oder auf dem Display von Ladesäule oder Wallbox. Batteriezellen sind am aufnahmefähigsten bei einem SoC-Wert zwischen zehn und 60 Prozent. Ab dann wird die Ladeleistung sukzessive zurückgefahren, um die Zellen zu schonen. Ab 80 Prozent geht die Ladekurve dann deutlich nach unten. Die Autohersteller geben bei den Zeiten für eine Schnellladung daher gemeinhin einen SoC bis 80 Prozent an. In der Regel liegen diese Zeiten bei 30 bis 35 Minuten. Porsche, Hyundai, Kia und Audi stellen dank 800-Volt-Technik unter 20 Minuten in Aussicht.