Die Reichweite eines Elektroautos

Wovon hängt die Reichweite eines Elektroautos ab?

Die Reichweite eines Elektroautos hängt in erster Linie von der Kapazität seiner Lithium-Ionen-Batterie ab, also von der Menge an Strom, die sie speichern kann. Ausgedrückt in kWh (Kilowattstunden) entspricht sie dem Kraftstofftank bei Verbrennungsmotoren: Sie bestimmt die Energiereserve, die dem Motor und den anderen Bauteilen des Fahrzeugs für den Betrieb zur Verfügung steht. Natürlich bestimmt der Ladezustand dieser Batterie zu einem bestimmten Zeitpunkt die verbleibende Reichweite des Elektrofahrzeugs.

Die Reichweite von Elektroautos hängt zudem von allen Faktoren ab, die beeinflussen, wie schnell diese Energiereserve verbraucht wird. Einige davon, wie die Energieeffizienz des Autos oder die Leistung des Elektromotors, sind fahrzeugspezifisch. Andere hängen direkt mit dem Fahrverhalten zusammen: die Durchschnittsgeschwindigkeit, die Intensität der Beschleunigung, das Geländeprofil der Straße, die Wetterbedingungen, die Anzahl der Passagiere oder das Gewicht des im Kofferraum geladenen Gepäcks.

Der Unterschied zwischen theoretischer und tatsächlicher Reichweite

Zwei Fahrer, die dasselbe Auto lenken, erzielen nicht unbedingt die gleiche tatsächliche Reichweite. Es wurden Testverfahren entwickelt, damit dies kein Hindernis beim Kauf oder bei der Probefahrt eines Elektroautos darstellt.

Potenzielle Käufer müssen nämlich die Reichweite der verschiedenen auf dem Markt erhältlichen Fahrzeuge anhand von gemeinsam genutzten Reichweitentests analysieren und vergleichen können. Als Reaktion darauf haben die Automobilindustrie und mehrere Wirtschaftsregulierungsbehörden Testprotokolle entwickelt, mit denen die Reichweite verschiedener Fahrzeuge unter standardisierten Bedingungen getestet werden kann, die dem realen Einsatz so nahe wie möglich kommen.

Die aktuellste Version dieses Protokolls trägt die Bezeichnung WLTP(Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure*). Sie zielt darauf ab, Werte zu liefern, die dem Alltagsgebrauch nahekommen, und umfasst einen Zyklus mit Stadt-, Vorort- und Autobahnfahrten. Renault gibt systematisch die WLTP-Reichweite seiner Fahrzeuge an, beispielsweise beim ZOE (bis zu 395 Kilometer WLTP*) oder beim neuen Twingo Electric (bis zu 270 Kilometer im WLTP-Stadtzyklus* und 190 Kilometer im WLTP-Kombizyklus*).

Wie lässt sich die Reichweite eines Elektroautos erhöhen?

Zunächst einmal darf man den Verschleiß der Batterie nicht mit der kurzfristigen Batterieleistung verwechseln, die sich auf die Ladezeit und die Ladekapazität bezieht und aus der sich die Reichweite ergibt. Bei Temperaturen unter -10 °C ist es nicht möglich, die Batterie zu 100 % aufzuladen. Dies hat direkte Auswirkungen auf die Reichweite der Batterie. Im Gegensatz dazu haben warme Temperaturen keinen Einfluss auf die kurzfristige Leistung der Batterie.
Zweitens verbraucht ein herkömmliches Fahrzeug mit Verbrennungsmotor seine Energiereserven, sobald der Motor gestartet wird. Bei Elektrofahrzeugen sieht die Situation etwas anders aus: Das Fahrzeug verbraucht Strom, sobald seine Komponenten beansprucht werden … es ist jedoch auch in der Lage, seine Batterie während der Verzögerungsphasen dank regenerativem Bremsen wieder aufzuladen. Hier sind einige praktische Tipps, um die Reichweite Ihrer Batterie zu verlängern.

Die Reichweite eines Elektrofahrzeugs optimieren

Um beispielsweise die Reichweite seines Renault ZOE zu optimieren und die in der Batterie gespeicherte Energie bestmöglich zu schonen, muss man den Energieverbrauch beim Beschleunigen reduzieren und gleichzeitig die Möglichkeiten der elektrischen Energierückgewinnung beim Bremsen optimal nutzen: Das ist das Konzeptdes umweltbewussten Fahrens.

Ein abruptes Anfahren bei Grün bedeutet einen höheren Energieverbrauch für Ihr Elektroauto. Es ist nicht notwendig, das Fahrzeug zu stark zu beschleunigen, um sich aus dem Verkehr zu lösen. Stattdessen sollten Sie das Gaspedal moderat betätigen. Auch beim Bremsen oder Anhalten ist eine sanfte Fahrweise angebracht. Anstatt im letzten Moment voll auf die Bremse zu treten, sollten Sie Verzögerungen vorhersehen und das Gaspedal loslassen, damit das Auto von selbst langsamer wird und seine kinetische Energie in Strom umwandelt. Jede Verlangsamung wird so zu einer Gelegenheit, die Batterie aufzuladen. Das regenerative Bremsen ist gut für die Reichweite und den Geldbeutel: Die Bremsbeläge werden weniger beansprucht, sodass sie seltener ausgetauscht werden müssen. Zusammenfassend bedeutet umweltbewusstes Fahren, vorausschauend zu fahren, um Geschwindigkeit und Bremsvorgänge des Elektroautos flüssig und ruckfrei zu steuern und so die Reichweite zu optimieren. Diese Tipps für umweltbewusstes Fahren sollten übrigens für alle Fahrzeugtypen und Fahrer gelten, da sie Einsparungen garantieren und mit der Verkehrssicherheit einhergehen.

Faktoren, die die Selbstständigkeit beeinflussen

Auch wenn der Fahrstil nach wie vor der wichtigste Faktor ist, um die tatsächliche Reichweite eines Elektroautos zu verlängern, hängt diese doch auch von ganz konkreten äußeren Faktoren ab, wie beispielsweise der Straßenführung, der Beladung oder der Nutzung der Innenausstattung.

Das Relief der Straße

Gibt es einen besseren Test für ein Elektroauto als Bergstraßen? Das Befahren einer steilen Steigung erfordert einen erheblichen Energieaufwand, vor allem, wenn der Anstieg mit hoher Geschwindigkeit bewältigt wird. Die Anfahrt zu einem Skigebiet beansprucht beispielsweise den Motor und damit die Batterie stärker als eine Fahrt auf ebenem Gelände, was zu einer Verringerung der Reichweite führt. Die Abfahrt bietet jedoch einen nicht zu vernachlässigenden Vorteil, da das Auto seine Batterie auflädt, sobald der Fahrer die regenerative Bremsfunktion nutzt. Die Wirkung der regenerativen Bremsung lässt sich durch den „B-Modus“ noch verstärken, wie beispielsweise beim Renault Twingo Electric. Dieser Modus des Gangwahlschalters erhöht die Bremskraft, sodass das Bremspedal seltener betätigt werden muss. Der Modus B1, der schnellste, eignet sich für lange Strecken, wenn der Fahrer Hindernissen vorausschauend begegnet.

Das Gewicht des Autos

Je schwerer das Auto ist, desto mehr Energie wird benötigt, um es in Bewegung zu setzen. Die Reichweite verringert sich daher, wenn vier Passagiere an Bord sind oder der Kofferraum schwer beladen ist. Bei ruhiger Fahrweise sind die Auswirkungen auf die Reichweite noch vertretbar, können jedoch erheblich werden, wenn der Fahrer häufig beschleunigt, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten.

Die Nutzung der Innenausstattung

Man hört oft, dass die tatsächliche Reichweite von Elektroautos bei kaltem Wetter abnimmt, doch die meisten Fahrzeuge verfügen über Systeme, die dafür sorgen, dass die Batterien auf einer optimalen Temperatur gehalten werden. Die Wetterbedingungen wirken sich jedoch indirekt auf die Reichweite des Autos aus, da sie den Fahrer dazu veranlassen, Komfortfunktionen wie Heizung oder Klimaanlage zu nutzen. Diese Erkenntnis hat Renault dazu veranlasst, die Vorklimatisierung des Innenraums zu entwickeln, um die tatsächliche Reichweite des Renault ZOE weiter zu optimieren. Diese Funktion ist über die mobile App MY Renault zugänglich und ermöglicht es, die gewünschte Temperatur im Fahrzeug zu programmieren, auch während das Auto an der Ladestation angeschlossen ist, um zu vermeiden, dass die Heizung die bei der Abfahrt tatsächlich verfügbare Reichweite beeinträchtigt.

Der Zustand der Reifen

Dies ist einer der finanziellen Vorteile des Elektroautos: Da es keine Kupplung, keinen Auspuff, kein Getriebe und keine Kolben gibt, wird die laufende Wartung des Elektroautos erheblich vereinfacht und beschränkt sich auf den Austausch einiger Verbrauchsmaterialien (Bremsflüssigkeit, Kühlflüssigkeit usw.). Die Wartung ist daher viel einfacher als bei einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor und deutlich kostengünstiger. Dennoch gibt es einige Punkte, die nicht vernachlässigt werden dürfen, wie beispielsweise die Reifen. Reifen mit zu geringem Luftdruck beeinträchtigen natürlich die Reichweite des Fahrzeugs. Allerdings verhindert die regenerative Bremsung auch einen übermäßigen Reifenverschleiß beim Bremsen, insbesondere wenn sie mit einer Gangwahlposition kombiniert wird, die die Motorbremse verstärkt, wie beispielsweise der Modus B, der beim Renault ZOE eingeführt wurde.

Der Verschleiß der Batterie

Ein entscheidender Faktor für die Reichweite eines Elektrofahrzeugs ist nach wie vor das Alter und der Zustand der darin verbauten Batterie. Die Fortschritte bei den Lithium-Ionen-Technologien garantieren den Batterien eine lange Lebensdauer, selbst bei intensiver Nutzung. Es bleibt jedoch ein – wenn auch äußerst langsamer – Verschleißprozess bestehen, der durch die zunehmende Anzahl von Lade- und Entladezyklen bedingt ist. Aus diesem Grund nimmt die Kapazität der Batterie – und damit die Reichweite in Kilometern, die sie ermöglicht – im Laufe der Jahre ab.

Sobald die Batterie jedoch die hohen Anforderungen des Einsatzes im Automobilbereich nicht mehr erfüllt, beginnt für sie potenziell ein „zweites Leben“, da sie in anderen Anwendungsbereichen, die weniger anspruchsvoll sind als der Antrieb eines Autos, weiterhin nützlich bleibt. Die Lithium-Ionen-Batterie trägt somit zur Schaffung einer echten Kreislaufwirtschaft für Elektrofahrzeuge bei. Auch wenn die Optimierung der Batterien im Mittelpunkt der Überlegungen der Automobilindustrie steht, hängt die Reichweite bestimmter Fahrzeugtypen, wie beispielsweise Hybridfahrzeuge, nicht ausschließlich von diesem Kernstück ab.

Die Reichweite von Hybridautos

Die Hybridtechnologie stützt sich zum Teil auf den Elektroantrieb, doch die Komplementarität mit dem Verbrennungsmotor verändert die Situation bei der Berechnung der Reichweite. Zunächst einmal gibt es mehrere, klar voneinander unterscheidbare Hybridtypen. Die beiden wichtigsten sind der Plug-in-Hybrid (bei Renault werden sie als „E-TECH Plug-in Hybrid“ bezeichnet) und der „klassische“, nicht aufladbare Hybrid („E-TECH Hybrid“). Der „klassische“ Hybrid, wie der Clio E-TECH Hybrid, setzt zum Aufladen ausschließlich auf regeneratives Bremsen. Dennoch kann dieses Modell im rein elektrischen Betrieb bis zu 80 % der Fahrzeit in der Stadt abdecken. Bei einem Plug-in-Hybridmodell (zum Beispiel dem neuen Renault Captur E-TECH Plug-in-Hybrid) ist es möglich, das Auto an einer Ladestation, also am Stromnetz, aufzuladen, das auch von reinen Elektroautos genutzt wird. Der Plug-in-Hybrid profitiert darüber hinaus von der regenerativen Bremsenergie. Die Plug-in-Hybride von Renault bieten eine elektrische Reichweite von bis zu 50 Kilometern im WLTP-Mischzyklus*. Im Übrigen verhält sich das Fahrzeug in der Stadt (80 % der Fahrzeit im Elektrobetrieb) oder bei entladener Batterie genauso wie ein nicht aufladbarer Hybrid. Natürlich führen diese beiden Fälle zu unterschiedlichen Reichweitenberechnungen.

Die elektrische Reichweite eines Plug-in-Hybridfahrzeugs ist daher deutlich größer (etwa fünfmal so groß) als die eines Fahrzeugs mit einem herkömmlichen, nicht aufladbaren Hybridsystem. Die gesamte Palette der Renault-Hybridfahrzeuge finden Sie hier.

Die Reichweite der Elektroautos von Renault

Wie hoch ist die Reichweite des Renault ZOE sowie der anderen Elektrofahrzeuge der Renault-Modellpalette? Abhängig von den oben aufgeführten Parametern kann diese Reichweite in gewissem Maße variieren. Auf der Website von Renault gibt es einen Reichweitenrechner, mit dem man verschiedene Parameter (Temperatur, Geschwindigkeit, Klimaanlage, Heizung usw.) variieren und simulieren kann, wie sich diese auf die Reichweite eines ZOE auswirken.

Vom Stadtauto bis zum Nutzfahrzeug – entdecken Sie die gesamte Palette der Elektroautos von Renault und vereinbaren Sie eine Probefahrt mit dem Fahrzeug Ihrer Wahl.

Wie sieht die Zukunft der Reichweite von Elektroautos aus?

Mit einer Reichweite von 395 Kilometern im WLTP-Zyklus* deckt die aktuelle ZOE-Generation bereits die üblichen täglichen Fahrten mehr als ab, ohne dass mehr als eine Aufladung pro Woche erforderlich ist. Neben der Erhöhung der Batteriekapazität verbessert Renault kontinuierlich die Energieeffizienz seiner Elektrofahrzeuge und entwickelt Lösungen, die den Zugang zum täglichen Laden vereinfachen sollen, wie beispielsweise mobile Apps zur Ladeverwaltung für Autos. Hinzu kommen verschiedene Lademodi, die sich direkt auf die Ladezeit und die Reichweite auswirken.
Der neueste Renault ZOE führt das Gleichstrom-Schnellladen (DC) mit bis zu 50 kW ein: So gewinnt er in nur 30 Minuten bis zu 150 Kilometer Reichweite im gemischten Fahrzyklus** zurück. Zusammen mit den zahlreichen Wechselstrom-Lademöglichkeiten (AC) bis zu 22 kW macht diese Schnellladefunktion den ZOE zum vielseitigsten Fahrzeug an den in Europa am häufigsten verfügbaren Ladeinfrastrukturen.

Die nächsten Batteriegenerationen

Heute und noch für viele Jahre wird sich die Lithium-Ionen-Technologie als technologischer Standard für die Entwicklung von reinen Elektroautos oder Hybridfahrzeugen durchsetzen. Während sich die Lithium-Ionen-Technologie ständig weiterentwickelt, insbesondere hinsichtlich der Energiedichte der Batterien, könnten wissenschaftliche Fortschritte eines Tages zu neuen Batteriegenerationen führen, die eine noch größere Reichweite bieten als die heute bekannten Modelle. Die Forschung befasst sich insbesondere mit dem Konzept der Festkörperbatterie, die die Speicherkapazität von Lithium-Ionen-Zellen erhöhen und gleichzeitig deren Stabilität verbessern soll. Die Wasserstoffbatterie, auch Brennstoffzelle genannt, stellt ihrerseits einen ergänzenden Ansatz zu den Lithium-Ionen-Batterien dar, auch wenn sie neue Herausforderungen im Zusammenhang mit der Verteilung oder der Speicherung von unter Druck stehendem Wasserstoff mit sich bringt.

* WLTP: Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Procedure. Der standardisierte WLTP-Zyklus besteht zu 57 % aus Stadtfahrten, zu 25 % aus Überlandfahrten und zu 18 % aus Autobahnfahrten.

** Die hier genannten Werte für Fahrzeit und Reichweite wurden auf der Grundlage der Ergebnisse berechnet, die der Nouvelle ZOE und/oder der Twingo Electric im Rahmen des WLTP-Zulassungsverfahrens (Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure, Normzyklus: 57 % Stadtfahrten, 25 % Überlandfahrten, 18 % Autobahnfahrten), das darauf abzielt, die tatsächlichen Nutzungsbedingungen der Fahrzeuge abzubilden. Sie sagen nichts über die Art der Fahrt aus, die nach dem Aufladen gewählt wird. Die Ladezeit und die wiedergewonnene Reichweite hängen auch von der Temperatur, dem Verschleiß der Batterie, der von der Ladestation gelieferten Leistung, dem Fahrstil und dem Ladezustand ab.

Urheberrechte: Jean-Brice Lemal, OHM Frithjof, Romain Laurent