Überblick: So funktioniert ein E-Auto.

Wie funktioniert ein Elektroauto?

Was unterscheidet ein E-Auto von einem klassischen Fahrzeug mit Verbrennungsmotor? Ein kleiner Überblick.

Datum:
Grundsätzlich hat das Elektroauto Komponenten, die eine ähnliche Aufgabe erfüllen, wie die eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor. Anders als beim herkömmlichen Aggregat, bei dem die Explosion eines Kraftstoff-Sauerstoffgemisch für den Vortrieb sorgt, ist es beim Elektromotor das Zusammenspiel von Magneten im E-Motor. Sobald Strom fließt, rotiert ein Elektromagnet (Rotor) inmitten von Dauermagneten (Stator). Diese Rotation wird direkt oder deutlich seltener über ein Getriebe an die Räder übertragen. Momentan setzen die meisten Hersteller bei Elektroautos auf Drehstrommotoren. Die Leistung dieser Motoren wird ebenso wie bei den Verbrennern in Kilowattstunden (kW) angegeben.

Lithium-Ionen-Batterien als Stromquelle

Der Strom für die Magnete kommt aus einer Batterie, quasi der Tank des Elektroautos. Bei den Energiespeichern setzen immer mehr Hersteller auf die Lithium-Ionen-Technik, die einen guten Kompromiss aus Leistungsfähigkeit und Kosten bietet. Eine solche Lithium-Ionen-Batterie besteht aus vielen Einzelzellen, in denen durch einen elektrochemischen Prozess Strom entsteht. Dieser wird für den Motor bereitgestellt, ein sogenannter Umrichter wandelt den Gleichstrom aus der Batterie in Wechselstrom um, der dann den Elektromotor antreibt. Dieser Regler hat beim Bremsen ferner die Aufgabe, den durch die Rekuperation gewonnenen Strom als Gleichrichter für die Batterie aufzubereiten. Die Kapazität beziehungsweise das Leistungsvermögen der Batterie wird durch Kilowattstunden (kWh) definiert. Je höher der Wert, desto größer ist die Reichweite bei einem Motor mit gleicher kW-Zahl.

Großer Aufwand beim Kühlen

Bei der elektrochemischen Reaktion in den Batteriezellen wird sehr viel Wärme freigesetzt. Daher betreiben die Automobilhersteller einen großen Aufwand, um die Akkus zu kühlen und im optionalen Temperaturfenster zu halten. Das geschieht in der Regel durch Wasserkreisläufe. Außerdem können die Batterien bei Beschädigungen anfangen zu brennen, deswegen werden die Akkus auch stark geschützt.

Verschiedene Antriebs-Konzepte

Wie bei einem traditionellen Auto kann man auch beim Stromer lediglich einen Motor zum Antrieb nutzen. Bei einem Allradantrieb sind es zwei – an jeder Achse einer. Die Kardanwelle entfällt, denn die kompakten Motoren werden elektrisch angesteuert. Eine beliebte Variante besteht darin, dass man einen Elektromotor an die Vorderachse setzt und zwei Maschinen links und rechts an die Hinterachse. So kann man die Hinterräder einzeln ansteuern, was das Auto durch geschickte Momentenverteilung dynamischer machen kann. Schließlich wiegt ein Elektroauto aufgrund der schweren Batterie deutlich mehr als ein traditionelles Mobil vergleichbarer Größe.

So tankt man Strom

Beim Stromtanken stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung. Die reguläre Haushaltssteckdose mit rund 2,3 Kilowatt Ladeleistung, eine Wallbox oder eine Ladestation. Am schnellsten funktioniert das Laden der Batterie mit den Ladestationen. Mit einer Leistung von 150 kW füllen die aktuell stärksten auch große Akkus in rund 30 Minuten bis zu 80 Prozent auf. Den Akku komplett zu füllen, dauert allerdings deutlich länger. In Europa hat sich als Stecker der CCS-Standard (Combined Charging System) durchgesetzt.