Elektroauto Die Suche nach dem Super-Lader

Für die meisten Alltagsfahrten reichen heutige Elektroautos vollkommen aus. Doch dann muss das Auto für Stunden an den Stecker. Ein Tüftler will nun das Rezept für alltagstaugliche Elektromobilität gefunden haben.

Elektroautofahrer braucht Zeit zum aufladen Quelle: rtr

Alle reden von der Reichweite. Geht es um Elektroautos, kommt das Gespräch schnell auf eine der Grundängste der Autofahrer: mit leerem Akku liegenzubleiben. Ohne Strom geht nichts in einem Elektroauto, einfach etwas Benzin aus einem Kanister nachfüllen geht nicht. Eine Ladesäule muss her, und zwar dringend.

Dass die Akku-Angst deutsche Autofahrer vom Kauf eines Elektroautos abhält, haben schon diverse Umfragen gezeigt. 2014 wurden hierzulande gerade einmal 8500 E-Autos neu zugelassen, damit sind derzeit rund 24.000 Elektroautos auf in Deutschland unterwegs – inklusive der teilelektrischen Plug-In-Hybride. Das Ziel der Bundesregierung, bis 2020 eine Million Stromer auf der Straße zu haben, ist in schier unerreichbare Ferne gerückt.

Zehn Antworten zum Elektroauto
Wie weit kommt ein Elektroauto eigentlich?Neben dem hohen Anschaffungspreis ist die geringe Reichweite eines der größten Probleme von Elektroautos. Nur Tesla-Modelle schaffen schon bis zu 500 Kilometer. Ansonsten beträgt die Reichweite bei den meisten Fahrzeugen 150 bis 250 Kilometer, was in der Regel für den täglichen Bedarf genügt. Für Dienstreisen oder eine Urlaubsfahrt eignen sich E-Autos aber noch nicht. Bei schneller Fahrt auf Autobahnen genauso wie bei Minusgraden sinkt der Aktionsradius deutlich. Darum setzen einige Hersteller auf Reichweitenverlängerer, sogenannte Range-Extender. Das sind kleine Verbrennungsmotoren, die in der Regel keine Verbindung zu den Rädern haben, sondern lediglich als Generator arbeiten. Bei niedrigem Akkustand springt dieser automatisch an, lädt die Batterie und sorgt während der Fahrt für elektrischen Nachschub. Quelle: Presse
Kann ich mein E-Auto nur zuhause an der Steckdose oder an einer Ladestation tanken?Nein, auch Schnellladestationen sind eine Möglichkeit. An so einer Station lässt sich beispielsweise der BMW i3 in weniger als einer halben Stunde auf 80 Prozent Ladestand bringen. An der Schnellladestation fließt Gleichstrom mit einer Spannung von maximal 500 Volt und einer Leistung von bis zu 50 Kilowatt. Im Vergleich: Eine gängige Ladestation mit Wechselstrom hat eine Spannung von 230 Volt (Haushaltsspannung) und maximal 3,6 Kilowatt Leistung, der Ladevorgang dauert bei leerer Batterie je nach Modell sechs bis zehn Stunden. In Deutschland sind Schnellladestationen jedoch noch recht selten. Zum Vergleich: Laut der Ladestation-Online-Suche ChargeMap gibt es etwa in Berlin sieben, in München zehn und in Düsseldorf lediglich eine Schnellladestation. Quelle: Presse
Was bedeutet „induktives Laden“? Quelle: Presse
Welche weiteren Antriebsarten gibt es noch neben Benzin-, Diesel- und Elektromotor? Eine weitere Variante ist der Hybridantrieb. Dabei ist Hybrid nicht gleich Hybrid. Grundsätzlich bedeutet das nur, dass zwei verschiedene Antriebe miteinander kombiniert werden, meist ein Verbrennungs- mit einem Elektromotor. Beim Voll-Hybrid besteht die Möglichkeit, kleinere Strecken auch rein elektrisch zurückzulegen. Der Mild-Hybrid hingegen hat ebenfalls zwei Antriebe, der Elektromotor kann das Auto allerdings nicht alleine bewegen. Er nimmt dem Verbrenner lediglich Arbeit ab und senkt so seinen Verbrauch oder stellt in bestimmten Fahrsituationen zusätzliche Leistung zur Verfügung. Eine Mischform aus Elektroauto und reinem Hybrid stellt der Plug-in-Hybrid dar. Seine Batterie kann zusätzlich extern über das Stromnetz geladen werden. Quelle: Presse
Was passiert bei der Rekuperation?Rekuperation ist der Fachbegriff für Rückgewinnung von Energie. Immer wenn ein Fahrzeug bremst, geht viel Energie verloren. Bei der Rekuperation wird ein Teil dieser Energie in Strom umgewandelt und dann in einem Akku oder Kondensator gespeichert, um zu einem späteren Zeitpunkt wieder genutzt zu werden. Bei Elektroautos trägt sie unmittelbar zur Erhöhung der Reichweite bei. Quelle: Presse
Warum benötigt ein E-Auto sogenannten
Können Elektroautos auch Spaß beim Fahren bereiten?Ja, denn das Elektroauto hat im Vergleich zum Pkw mit Verbrennungsmotor den Vorteil, dass sein Drehmoment nahezu sofort verfügbar ist. Selbst kleinere Elektroautos können so sofort die maximale Leistung ihres Motors nutzen und an der Ampel einem Sportler davonziehen. Beispielsweise liegt das Drehmoment des Kleinstwagen VW eUp bei 210 Newtonmetern. Vom Antritt eines Tesla-Performance-Modells ganz zu schweigen... Quelle: Presse

Die Reichweiten-Sorgen will der Elektro-Pionier Tesla jetzt gelöst haben – per Software-Update. Das System soll den Fahrer davor warnen, unabsichtlich wegen einer zu geringen Reichweite liegen zu bleiben. „Es wird unmöglich sein, die Batterie leer zu fahren, wenn man es nicht mit voller Absicht tut“, kündigte Tesla-Chef Elon Musk kürzlich an.

Vernetzte Ladestationen

Die Idee der Kalifornier: Die Ladestationen sollen nicht nur in einer Karte verzeichnet, sondern auch intelligent miteinander vernetzt werden. Mit der neuen Software überprüft das Tesla Model S alle 30 Sekunden, welche Ladestation für den aktuellen Standort die beste ist und ob sie noch frei ist. „Es gibt viele Tesla-kompatible Ladestationen, etwa bei Hotels, die einfach vernetzt werden müssen, damit sie im System auftauchen und die Autos sie ansteuern können“, so Musk.

Umstrittene Förderung für Elektroautos

Die Lösung von Tesla setzt also nicht auf größere Batterien, die höhere Reichweiten ermöglichen, um die Zweifel der Kunden zu zerstreuen. „Wir könnten bereits heute Batterie-Packs bauen, die Reichweiten von 500 Meilen möglich machen“, sagt Musk. „Die Fahrer würden im Alltag dann aber sehr viel ungenutzte Kapazität mit sich herumschleppen. Und das wird schwer und auch teuer. Ich halte Batterien mit einer Reichweite von 250 bis 300 Meilen für optimal.“

Das Aufladen dauert Stunden

Auch wenn sich die Reichweiten-Angst – zumindest für Tesla-Fahrer – mit einem intelligenten und engmaschigen Ladenetz umgehen lässt, ein Problem bleibt: Das Aufladen der Akkus dauert Stunden. Für die Alltagstauglichkeit von Elektroautos ist auch entscheidend, wie schnell der Stromspeicher wieder voll ist. Und bei den Ladezeiten gibt es gewaltige Unterschiede. Denn auch Strom ist nicht gleich Strom – auf Leistung und Spannung kommt es an.

Dirk Uwe Sauer, Professor für Energiewandlung und Speichersystemtechnik an der RWTH Aachen, hält eine Verbesserung der heutigen Ladezeiten für nötig. „Bei Elektroautos mit einer Reichweite von 300 Kilometern sollte das Aufladen idealerweise nicht länger als 15 Minuten dauern“, sagt Sauer. Doch selbst der inoffizielle Schnelllade-Meister, der Renault Zoë, hängt derzeit noch mindestens eine Stunde am Netz, bis der Akku voll ist – für rund 150 Kilometer.

Wallbox für Garagenbesitzer

Entscheidend ist, woher der Strom kommt. Die Haushaltssteckdose liefert Wechselstrom mit einer Spannung von 230 Volt – diese Zahl kennt jeder. Viel entscheidender ist aber eine andere Zahl: Die Steckdose liefert eine Leistung von 2,4 Kilowatt. Um zum Beispiel einen Nissan Leaf, dessen Akku 24 Kilowattstunden (kWh) fasst, voll zu laden, dauert es mit dieser Leistung zehn Stunden. Ein Tesla Model S mit bis zu 85 kWh hängt sogar 36 Stunden am Kabel.

Elektroauto-Absatz 2014 in Deutschland

Abhilfe könnte eine Wallbox schaffen – eine Art Ladestation, die sich Garagenbesitzer an ihren Stellplatz bauen können. Je nach Modell schaffen die Geräte bis zu 22 kW. Mit der hohen Ladeleistung sinkt die Ladezeit entsprechend. Statt der 36 Stunden an der Haushaltssteckdose ist der Akku des Model S an einer 22-kW-Säule bereits nach etwas mehr als vier Stunden voll.

Auch die meisten öffentlichen Ladesäulen arbeiten nach dem 22-kW-Prinzip. Das Wechselstrom-System ist preisgünstig in der Anschaffung und theoretisch fast überall umsetzbar.

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