Glossar Elektromobilität: Welche Begriffe man als E-Auto-Fahrer kennen sollte

Glossar Elektromobilität : Welche Begriffe man als E-Auto-Fahrer kennen sollte

PS, Nm, Vmax – einige Begriffe sind beim Elektroauto die gleichen wie bei konventionellen Pkw. Es gilt aber auch, ein paar neue Wörter zu lernen.

PS, Nm, Vmax — einige Begriffe sind beim Elektroauto die gleichen wie bei konventionellen Pkw. Es gilt aber auch, ein paar neue Wörter zu lernen.

Eine richtige Revolution in der Mobilität hat das Elektroauto bisher noch nicht ausgelöst. Doch die Stromer werden immerhin langsam im Straßenbild und auf den Höfen der Händler sichtbar. Und mit ihnen sickern auch einige neue Begriffe in den Wortschatz der Autofahrer ein. Eine kleine Vokabel-Übersicht.

Akkumulator: ein wiederaufladbarer Speicher für elektrische Energie auf elektrochemischer Basis. Im engeren Sinne ist mit Akkumulator beziehungsweise Akku lediglich eine einzelne Speicherzelle gemeint, allgemeinsprachlich werden aber auch die zusammengeschalteten Speicherelemente wie sie im E-Auto vorkommen als "Akku" bezeichnet.

Auch die Bezeichnung "Batterie" ist hierfür gängig, auch wenn sie historisch oder fachsprachlich in etwas eingeschränkterem Sinne genutzt wurde und wird. Häufig in der Bedeutung von "nicht-aufladbare Batterie". Letztlich kann man "Batterie" als Oberbegriff verstehen, unter den neben nicht-wiederaufladbaren Speichern eben auch Akkus fallen. In vielen Fällen werden beide Begriffe heute synonym verwendet, lediglich, wenn speziell die Wiederaufladbarkeit betont werden soll, empfiehlt sich das präzisere "Akku".

Ampere: ist die Einheit der elektrischen Stromstärke (A). Stellt man sich den Stromfluss analog als Fließen von Wasser durch ein Rohr vor, entspricht die Stromstärke dem Rohrdurchmesser.

Der Wasserdruck ließe sich mit der Stromspannung (V) gleichsetzen. Beide Faktoren gemeinsam entscheiden, wie hoch die Leistung ist. Letztlich also, wie viel Energie für den Betrieb eines Wasserrades oder Motors zur Verfügung steht.

Bidirektionales Laden: Elektroautos können Strom nicht nur Tanken, sondern auch ins Netz zurückspeisen. Diese Fähigkeit bezeichnet man als bidirektionales Laden. Künftig sollen E-Mobile so Teil intelligenter Stromnetze (Smart Grid) werden und etwa überschüssigen Strom aus Wind- oder Solaranlage zwischenspeichern und bei Bedarf ins Netz zurückspeisen (Vehicle 2 Grid, V2C).

In Japan bietet Mitsubishi bereits ein entsprechendes Ladegerät an, dass Strom wieder aus dem Fahrzeug-Akku zurückfließen lassen kann; die Technik soll vor allem bei Naturkatastrophen als Notstromquelle genutzt werden können. Der großangelegte Einsatz im Rahmen intelligenter Stromnetze scheint aber noch in weiterer Zukunft zu liegen. Aktuell wären die Kosten für das Speichern in Batterien deutlich höher als etwa die Nutzung von Brennstoffzellen, Pump- oder Druckluftspeicherkraftwerken.

CCS: steht für "Combined Charging System” und ist die deutsche Version des Schnellladesteckers für Gleichstrom mit hohen Ladeleistungen bis 170 kW. Er kommt lediglich als festes Ladekabel an Stationen vor.

Genutzt werden kann er aktuell nur von sehr wenigen Fahrzeugen, etwa dem VW E-Up. Der Konkurrenz-Standard ist das Chademo-System eines japanischen Konsortiums, der vor allem von japanischen und französischen Autos unterstützt wird.

Chademo: Abkürzung für "Charge de Move" und Bezeichnung des japanischen Schnellladesteckers-Systems, das vom Energiekonzern Tepco und den Autoherstellern Nissan, Mitsubishi, Toyota und Subaru entwickelt wurde. Die typische Ladeleistung liegt bei 50 kW, es sind allerdings auch höhere Werte möglich. Konkurrenzstandard ist das deutsche CCS-System, beide Steckertypen sind nicht kompatibel.

Elektroauto: im engeren Sinne die Bezeichnung für ein batteriegetriebenes E-Auto mit oder ohne Range Extender. Im weiteren Sinne sind bezogen auf ihre Antriebsart auch Brennstoffzellen-Fahrzeuge E-Autos. Auch Plug-in-Hybride werden häufig — besonders in offiziellen Statistiken — den E-Autos zugeschlagen.

Induktionsladung: soll in Zukunft das Laden von Elektroautos einfacher machen. Statt den Wagen an eine Steckdose anzuschließen muss er nur noch über einer Magnetspule geparkt werden, die über ein Gegenstück im Fahrzeugboden den Akku berührungslos auflädt.

Theoretischen funktioniert der Vorgang auf entsprechend ausgestatteten Fahrspuren auch während der Fahrt. Die Ladeleistung liegt mit bis zu 11 kW im Bereich von normalen Wechselstrom-Ladesäulen. Aktuell gibt es die Technik aber praktisch nur in Feldversuchen von Automobilherstellern. Wann sie großflächig eingesetzt werden kann, ist noch unklar.

Kilowattstunde: eine Maßeinheit für Energie. Mit einer kWh Strom lässt sich ein Eimer Wasser bei Raumtemperatur zum Kochen bringen. Die übliche Kapazität eines E-Auto-Akkus liegt aktuell bei rund 24 kWh, etwa beim Nissan Leaf und beim VW E-Golf. Der Stromverbrauch der beiden Modelle beträgt 15 kWh auf 100 Kilometern beim Leaf, 12,7 kWh beim Golf.

Die theoretische Reichweite beider Modelle ist aber nicht direkt von der Akkukapazität ableitbar (anders als beim konventionellen Auto, wo die Reichweite sich aus Verbrauch und Tankinhalt ergibt), da während der Fahrt Strom aus der Rekuperation von Bremsenergie zurückgewonnen wird.

Ladeleistung: die Ladeleistung ist das wichtigste Kriterium dafür, wie lang das E-Auto zum Volltanken ans Stromnetz muss. Eine Haushaltssteckdose stellt eine Ladeleistung von rund 3,5 kW zur Verfügung, eine normale Ladesäule oder Wallbox in der Regel rund 10 bis 22 kW, eine Schnellladesäule bis zu 50 kW, 62,5 kW (Chademo), 120 kW (Tesla Supercharger) oder 170 kW (CCS).

Um einen heute üblichen E-Auto-Akku mit einer Kapazität von 24 kWh zu laden, müsste er also — vereinfacht gerechnet — rund sieben Stunden an die Haushaltsteckdose, während er am Supercharger schon nach wenig mehr als zehn Minuten voll wäre. In der Praxis sind die Ladezeiten aber länger.

Unter anderem, weil längst nicht jedes Auto die von der Ladesäule bereitgestellte Leistung komplett nutzen kann und weil mit wachsendem Akku-Füllstand die Ladegeschwindigkeit abnimmt. Zudem wird an Schnelladesäulen aus Rücksicht auf die Akku-Lebensdauer nur bis zu einem Füllstand von 80 Prozent geladen.

Ladesäulen: im Prinzip gibt es zwei unterschiedliche Arten von Ladesäulen. Solche mit normalem Wechselstrom (400 V, bis zu 63 A) und einer Ladeleistung von in der Regel 11 kW. Einzelne Stationen liefern auch bis zu 44 kW. Daneben existieren Schnellladestationen mit Gleichstrom (bis zu 450 V, bis zu 150 A) und Ladeleistungen zwischen knapp 20 kW und über 60 kW.

Im privaten Bereich kommen darüber hinaus sogenannte Wallboxen zum Einsatz, die meist den normalen 230-V-Haushaltsstrom liefern, aber anders als die normale Steckdose dauerhaft gleichmäßige 16 Ampere bereitstellen. Der Preis für die einzelnen Ladestationen liegt zwischen rund 500 Euro (Wallbox) und bis zu 20.000 Euro (Schnellladestation).

Lithium-Ionen-Batterie: die heute aktuelle Batterietechnik. Gegenüber den zuvor eingesetzten Blei- und Nickel-Metallhydrid-Akkus bieten sie eine höhere Energiedichte. Zudem kennen sie keinen Memory-Effekt. Während ihre Kapazität für Handys und Laptops heute ohne weiteres ausreicht, stoßen sie beim Auto schnell an ihre Grenzen.

Grundproblem ist aber der hohe Preis von aktuell zwischen 250 und 500 Euro pro kWh. Bei einem normalen Elektroauto kostet allein die Batterie demnach mindestens 6.000 Euro. Allerdings lagen die Kosten Anfang des Jahrzehnts noch bei 500 Euro pro kWh, bis zum neuen Jahrzehnt sollen sie je nach befragtem Experten auf Werte zwischen 150 und unter 100 Euro/kWh fallen.

Die Preise der Batterien variieren allerdings je nach Energiedichte der Zellen, so dass die genannten Werte nur grob sind.

Lithium-Luft-Batterie: Gilt als hoffnungsvollster Nachfolger der Lithium-Ionen-Akkus. Gegenüber diesen bietet sie durch den teilweisen Verzicht auf das schwere Trägermaterial an den Elektroden einen großen Gewichtsvorteil, wodurch die Leistungsdichte pro Kilogramm steigt.

Dadurch wären deutlich größere Reichweiten bei Elektroautos möglich. Die Serienreife ist aber noch in weiter Ferne, Experten rechnen damit deutlich nach 2030.

Niedervolt-Hybridsystem: Hybridautos sind auch deswegen relativ teuer, weil ihre Hochspannungs-Komponenten besonders geschützt werden müssen, damit die Insassen bei einem Unfall oder einer Fehlfunktion nicht plötzlich unter Strom stehen. Bei Niedervolt-Systemen, die statt mit bis zu 400 Volt nur mit 48 Volt arbeiten, könnten die Hersteller darauf verzichten.

Zulieferer wie Bosch und Schaeffler arbeiten daher bereits an solchen Systemen, die in den kommenden fünf Jahren auf den Markt kommen könnten. Aufgrund ihrer niedrigen Kosten würden sie sich vor allem für kleine und kompakte Fahrzeuge eignen. Die Niedervolt-Technik ist allerdings weniger leistungsfähig als die Hochvolt-Technik, so dass sich die Hybridfunktionen wohl in der Regel auf das Boosten beim Beschleunigen und Anfahren beschränken dürften. Trotzdem sollen gegenüber rein konventionellen Antrieben zweistellige Verbrauchsvorteile in Prozent möglich sein.

Permanent erregte Synchronmaschine (PSM): die heute gängige Bauart von Elektromotoren im Auto und in vielen Haushaltsgegenständen. "Permanent erregt" heißt, dass im Motor sogenannte Permanentmagnete zum Einsatz kommen, keine Elektromagnete.

Werden letztere eingesetzt, handelt es sich um eine elektrisch erregte Synchronmaschine (ESM). Im Automobilbau spielt diese aktuell keine große Rolle, da sie der PSM in fast jeder Hinsicht außer dem Wirkungsgrad unterlegen ist. Bei vielen Herstellern dürfte sie aber als strategische Alternative in der Schublade liegen, da sie weniger der raren und nur aus dem Ausland zu beziehenden Seltenerdmetalle enthält.

Rekuperation: Die Rückgewinnung von kinetischer Energie, die ansonsten beim Bremsen in Form von Wärme verloren gehen würde, ist kein Privileg des Elektroautos. Pkw mit Start-Stopp-System nutzen die Technik bereits seit Jahren.

Während der gewonnene Strom beim konventionellen Auto zur Entlastung des Generators/Lichtmaschine genutzt wird, kommt er beim E-Auto direkt dem Antrieb zugute. Allerdings fließt nur ein Teil der Bremsenergie als Ladeenergie in die Batterie zurück, eine Studie der Dekra nennt beispielsweise für den Citroen C-Zero einen Wert von 56 Prozent.

Range Extender: in der Regel ein kleiner Verbrennungsmotor, der mit seiner Kraft nicht die Räder antreibt, sondern einen Stromgenerator, der die Akkus während der Fahrt wieder auflädt. So soll auch nach dem Ende des an der Steckdose gezapften Stromvorrats weiteres Fortkommen möglich sein.

Dabei handelt es sich allerdings nur um eine Art Notlösung, da der Motor zwar relativ sparsam ausgelegt ist, am Ende aber nur wenig effizient arbeitet. Aktuell setzen in Deutschland nur der Opel Ampera und der Chevrolet Volt standardmäßig auf eine derartige Technik. Beim BMW i3 kann ein Range Extender auf Wunsch über die Optionsliste zugebucht werden.

Steckertypen: an der normalen Haushaltssteckdose kann fast jedes E-Auto laden. Dann wird es schwierig. Die EU hat sich kürzlich auf den sogenannte Meneckes-Typ-2-Stecker als künftigen Standard an öffentlichen Ladesäulen entschieden, der Stecker wird bereits heute bei den meisten Elektroautos als Ladekabel mitgeliefert wird. Im europäischen Ausland sind aber aktuell auch andere Steckertypen im Einsatz.

Selbst hierzulande uneinheitlich sind die Gleichstrom-Stecker für Schnellladesäulen. Während die deutschen Hersteller auf das CCS-System setzen, nutzen Japaner und Franzosen für ihre Modelle den Chademo-Standard. Die Typen sind nicht kompatibel. Künftige Schnelladesäulen sollen aber Steckdosen für beide Systeme bieten.

Superkondensatoren: Im Gegensatz zu Akkus speichern Superkondensatoren Energie elektrisch statt elektrochemisch. Dadurch können sie schneller geladen werden und ihre Energie auch schnell wieder abgeben. Während Superkondensatoren etwa in Blitzgeräten von Fotokameras bereits seit Jahren gängig sind, sind sie im Automobilbau noch relative Neuheiten.

Mazda setzt die Stromspeicher im Mazda6 etwa für die Bremskraftrückgewinnung ein, in der Formel Eins sind sie bereits Teil des Hybridsystems und stellen Strom zum Beschleunigen zur Verfügung. Volvo experimentiert aktuell damit, aus Superkondensatoren ganze Fahrzeugteile zu fertigen, die dann quasi bauraumneutral in Autos eingesetzt werden können.

Allerdings können Superkondensatoren zwar schnell, aber nicht besonders viel Strom laden. Ihre Energiedichte ist extrem gering. Als alleinige Energiequelle für den Fahrzeugantrieb kommen sie daher kaum in Frage; vielmehr werden sie in Zukunft wohl als Ergänzung zu normalen Batterien dienen — vor allem bei der Bremsenergierückgewinnung.

Plug-in-Hybrid: eine Art Teilzeit-Elektroauto, gemischt mit einem Hybridfahrzeug. An Bord befindet sich in der Regel ein vergleichsweise kleiner Akku, der sich an der Steckdose aufladen lässt und eine rein elektrische Reichweite von rund 50 Kilometern ermöglicht. Danach fährt das Auto mit Hybridantrieb weiter. Der Plug-in-Hybridantrieb gilt als Brückentechnologie bis zur Einführung leistungsfähiger Akkus, die auch reinen Elektroautos eine praxistaugliche Reichweite ermöglichen.

Für die Autohersteller sind sie nicht zuletzt auch deswegen interessant, weil sie im NEFZ-Verbrauchszyklus sehr gute CO2-Werte erreichen, da mit vollem Akku gestartet wird, etwaige Kohlendioxid-Emissionen bei der Herstellung des benötigten Stroms aber nicht berücksichtigt werden. Für den Kunden sind sie bei ähnlichen Preisen attraktiver als reine Elektroautos, da das Reichweitenproblem mit dem Verbrennungsmotor überbrückt wird.

Radnabenmotor: ein Elektromotor, der nicht zentral im Fahrzeug sitzt, sondern direkt am Rad. Er wurde bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts bei E-Autos wie dem Lohner-Porsche genutzt, ist heute aus dem Großserien-Pkw aber verschwunden, unter anderem, weil sein hohes Gewicht an ungünstiger Stelle für Probleme beim Fahrkomfort sorgt.

Das wird auch durch die zahlreichen Vorteile aktuell noch nicht aufgefangen. Dazu zählen unter anderem der Bauraumgewinn im Karosseriekörper, der mögliche Verzicht auf Antriebswellen und der Gewinn an Fahrdynamik und Sicherheit durch die mögliche radselektive Regelung der Antriebskraft.

Verbrauch: Der Stromverbrauch wird mit dem gleichen Labor-Test ermittelt wie der eines Diesels oder Benziners. Angegeben wird er allerdings nicht in Liter pro 100 Kilometer, sondern in der Regel in Kilowattstunden pro 100 Kilometer. Der CO2-Ausstoß wird mit null angegeben, die Emissionen bei der Stromherstellung werden nicht berücksichtigt.

Sparsamstes Großserien-Elektroauto ist aktuell der VW E-Up mit einem Verbrauch von 11,7 kWh/100 km. Wer Strom- mit Kraftstoffverbrauch vergleichen will, kann das am besten über die Kosten: Die Kilowattstunde kostete 2013 im deutschen Durchschnitt für Privathaushalte rund 29 Cent. 100 Kilometer im E-Up kosten demnach 3,39 Euro, im Benzinermodell (Normverbrauch 4,1 Liter, Literpreis E10: 1,49 Euro) sind es 5,96 Euro.

Volt: ist die Einheit der elektrischen Spannung (V). Stellt man sich den Stromfluss analog als Fließen von Wasser durch ein Rohr vor, entspricht die Spannung dem Wasserdruck. Die Stromstärke (A) ließe sich mit dem Rohrdurchmesser gleichsetzen. Beide Faktoren gemeinsam entscheiden, wie hoch die Leistung ist. Letztlich also, wie viel Energie für den Betrieb eines Wasserrades oder Motors zur Verfügung steht.