Elektroauto im Winter – wie sieht es mit der Reichweite aus?

Wie verhält sich ein Elektroauto im Winter? Angesichts des wachsenden Interesses an Elektroautos gibt es viele Fragen zu deren Leistung bei unterschiedlichen Wetterbedingungen. Eine der am häufigsten gestellten Fragen betrifft die Auswirkungen der kalten Temperaturen auf die Effizienz von Elektroautos. Verlieren sie im Winter tatsächlich an Effizienz, und wenn ja, in welchem Umfang?

Auswirkung der Temperatur auf die Batterieleistung

Das Herzstück eines jeden Elektrofahrzeugs ist die Batterie. Sie ist die Energiequelle, die die Reichweite und Effizienz des Fahrzeugs bestimmt. Niedrige Temperaturen können jedoch ihre Funktion und ihre Fähigkeit, Energie zu speichern, beeinträchtigen. Das liegt daran, dass die Batterien meist aus Lithium-Ionen-Zellen bestehen. Diese Zellen durchlaufen bestimmte physikalisch-chemische Umwandlungen, die sich bei niedrigen Temperaturen verlangsamen. Dies führt dazu, dass weniger Energie zur Verfügung steht und folglich die Effizienz des Elektroautos sinkt.

Ein weiterer Grund für die geringere Reichweite eines Elektroautos im Winter ist der Wirkungsgrad des Elektromotors selbst. Vergleichen Sie dies mit herkömmlichen Autos mit Verbrennungsmotor. Hier kann ein Großteil der Wärme, die bei laufendem Motor erzeugt wird, verloren gehen, aber auch umgelenkt werden, um das Innere des Fahrzeugs zu heizen. Auch die Motoren von Elektroautos erzeugen überschüssige Wärme, insbesondere beim Aufladen und bei der Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom. Diese erzeugte Wärme wird jedoch genutzt, um die Batterie des Elektrofahrzeugs zu beheizen, um langfristige Schäden zu vermeiden und die Effizienz zu erhöhen. In diesem Fall hingegen wird diese Wärme normalerweise nicht in den Innenraum des Fahrzeugs übertragen, um die Polsterung des Ledersofas oder der Sitze zu erwärmen.

In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass nicht alle Elektrofahrzeuge gleichermaßen für den Umgang mit niedrigen Temperaturen gerüstet sind. Die Wahl eines bestimmten Modells kann sich daher darauf auswirken, wie viel Reichweite Sie an einem durchschnittlichen Wintertag erzielen können.

Elektroauto im Winter – Vergleich der Reichweite bei niedrigen Temperaturen

Das US-Unternehmen ‚Recurrent‘ hat dreizehn beliebte Elektroauto-Modelle untersucht. In dem Experiment wurde die Reichweite der Fahrzeuge bei Temperaturen von 20°C und -5°C verglichen. Die prozentualen Einbußen bei der Reichweite der untersuchten Autos sind wie folgt:

Tabelle 1: Elektroauto im Winter – Fahrzeugmodell und Rückgang der Reichweite.

Die höchste Effizienz im Vergleich erzielten der Jaguar I-Pace und der Audi e-tron – -3% bzw. -8%. Nach Ansicht der Experten war der Schlüssel zum Erfolg dieses Modells der Einsatz einer Wärmepumpe, die die Temperatur im Inneren des Fahrzeugs steuert, sowie ein fortschrittliches Temperaturmanagementsystem, das die überschüssige Energie der Elektromotoren effizient zur Beheizung des Innenraums umleitet.

Der Chevrolet Bolt schnitt bei dem Vergleich am schlechtesten ab und hatte mit einem Reichweitenverlust von bis zu 32 Prozent zu kämpfen. Bei diesem Modell wurde festgestellt, dass es nicht in der Lage ist, die Batterien vor Fahrtantritt aufzuwärmen, was bedeutet, dass die Batterien nicht von Anfang an bei optimaler Temperatur arbeiten können.

Der Mustang Mach-E und der Volkswagen ID.4 hingegen verloren im Winter 30 Prozent an Reichweite. In beiden Fällen erwies sich das Fehlen einer Wärmepumpe als Hauptproblem, da die für den US-Markt bestimmten Modelle nicht mit einer solchen ausgestattet waren.

Der Prozess des Aufladens der Batterie in der Kälte

Das normale Aufladen von Batterien ist bei 0 Grad Celsius und sogar bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt möglich. Für das Schnellladen muss der Akku jedoch auf etwa 30 Grad Celsius vorgewärmt werden. Je kälter die Batterie ist, desto größer ist die Notwendigkeit, sie während des Ladevorgangs von innen zu erwärmen, da der elektrische Widerstand in einer kalten Batterie größer ist. Daher wird nach einer gewissen Zeit des Ladens mit niedriger Leistung die Ladegeschwindigkeit in der Regel erhöht.

Neue Elektrofahrzeugmodelle bieten oft eine Funktion zum Aufwärmen der Batterie, mit der das Fahrzeug schnell aufgeladen werden kann, sobald es an das Ladegerät angeschlossen wird. Oft ist es nur notwendig, im Navigationssystem eine Schnellladung einzustellen, damit das Batteriemanagementsystem beurteilen kann, ob die Batterie aufgewärmt werden muss. Wenn die Ladestation nicht im Navigationssystem eingestellt ist, verhindert dies, dass das System die Batterie aufwärmen kann. Das ist dennoch kein Problem, da der Computer zu Beginn des Ladevorgangs genau berechnet, ob es sich lohnt, einen Teil der verbrauchten Energie zum Aufwärmen der Batterie zu verwenden (keine große Strommenge). Wenn der Akku stark entladen ist, ist es wahrscheinlich, dass der Akku erwärmt wird, was den Ladevorgang beschleunigt und die natürliche Erwärmung des Akkus während des Ladens unterstützt.

Aus diesem Grund werden Sie den größten Leistungsabfall eines Elektroautos in Situationen feststellen, in denen das Auto viele Stunden lang bei sehr kalten Bedingungen im Freien (ungeparkt) steht, insbesondere wenn es für kurze Strecken genutzt wird. Dadurch wird verhindert, dass die Batterie ihre optimale Temperatur erreicht. Glücklicherweise sind diese Unterschiede nicht signifikant. In der Stadt sinkt die Reichweite selbst bei sehr niedrigen Temperaturen um -20 Grad Celsius nicht über 10%. Ein vorübergehender ‚Kapazitätsverlust‘, d.h. eine schnellere Entladung der Batterie, macht sich stärker bemerkbar, vor allem wenn viel Energie verbraucht wird, z.B. beim Fahren eines sehr kalten Autos auf der Autobahn. In solchen Situationen steigt die Belastung der Batterie viel stärker als die Geschwindigkeit, mit der wir unterwegs sind.

Autel Ladestationen – damit Ihr Elektroauto auch im Winter effizient bleibt

Ein Schlüsselelement für die Entwicklung der Elektroautoindustrie ist die Ladeinfrastruktur. Als führender Hersteller von Technologie für die Automobilindustrie bietet Autel innovative Ladelösungen für Elektrofahrzeuge an. Eines der interessantesten Produkte von Autel ist die fortschrittliche Maxicharger AC Wallbox Tethered Charging Station, die dafür konzipiert ist, Elektroautos auch unter den härtesten Bedingungen effizient aufzuladen.

Das Autel Ladegerät zeichnet sich durch seine schnelle Ladezeit und sein intelligentes Managementsystem aus, das die Ladeleistung an die aktuellen Bedingungen anpasst. So können sich die Nutzer von Elektroautos auch im Winter, wenn sich die Ladezeiten verlängern können, auf einen effizienten und sicheren Ladevorgang verlassen. Der nominale Betriebstemperaturbereich beträgt -40° bis 55°C und ist damit ideal für das polnische Klima. Er hat die Schutzart IP65, d.h. er ist wetterfest und kann auch im Außenbereich installiert werden.

Elektroauto im Winter – Zusammenfassung

Verliert ein Elektroauto im Winter seine Effizienz? Die Antwort lautet Ja – dies ist aufgrund der Konstruktion und des Prinzips der Batterien unvermeidlich. Wie groß der Reichweitenverlust ist, hängt hauptsächlich vom Fahrzeugmodell, der vom Hersteller verwendeten Technologie und der verfügbaren Ladeinfrastruktur ab. Moderne Elektroautos wie der Jaguar I-Pace oder der Audi e-tron verwenden fortschrittliche Technologien (Wärmepumpen, Wärmemanagementsysteme), um die Auswirkungen der niedrigen Temperaturen auf ihre Effizienz zu minimieren.

Darüber hinaus helfen innovative Ladelösungen des Herstellers Autel den Nutzern von Elektroautos, die optimale Batterieleistung auch unter rauen Winterbedingungen aufrechtzuerhalten. Dies macht Elektroautos nicht nur in warmen, sondern auch in winterlichen Klimazonen zu einer zunehmend attraktiven Alternative.

Quellen:

https://electrek.co/2022/12/13/worried-about-winter-range-loss-see-how-over-a-dozen-evs-compare/

https://wysokienapiecie.pl/84228-cala-prawda-o-samochodach-elektrycznych-zima/

https://evolive.pl/produkt/stacja-ladowania-autel-maxicharger-ac-wallbox-socket/

https://www.jaguar.pl/samochody-jaguar/i-pace/opis