Das Elektroauto – Was ist das?

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Ein Elektroauto hat einen Elektromotor als Antrieb und benötigt deshalb kein Diesel oder Benzin. Das Auto hat eine Batterie welche, den Motor mit Strom versorgt. Dieser Akku muss vor der Fahrt aufgeladen werden, sonst funktioniert der Motor nicht. Der Besitzer fährt mit seinem Auto also nicht an die Tankstelle, sondern lädt den Motor bzw. die Batterie über die Steckdose auf. Dadurch wird viel weniger CO2 ausgestoßen und es ist insgesamt günstig zu tanken. Doch es gibt einige Dinge, die beachtet werden müssen.

Seit wann gibt es Elektroautos?

Das Elektroauto ist in den Fokus geraten, weil der Klimawandel gestoppt werden soll und Autos als großer Verursacher des Klimawandels gelten. Die Idee stammt jedoch nicht von den heutigen Ingenieuren, sondern ist schon sehr alt. An den ersten Autos mit Elektromotor wurde bereits im Jahr 1821 getüftelt. Der britische Forscher Michael Faraday stellte damals eine Konstruktion aus Elektromagneten in einer kontinuierlichen Bewegung vor. Damit war das Grundkonzept des Elektromotors geschaffen.

In der Folge gab es immer weitere Innovationen aus vielen Ländern und es wurden viele Modelle gebaut. Um 1900 waren in den USA mehr als 34.000 Elektroautos zugelassen, deshalb gilt diese Zeit als erste Blütephase der Elektromobilität. Es gab zu der Zeit auch Fahrzeuge mit Benzinmotoren, diese hatten allerdings einen Marktanteil von lediglich 22 Prozent.

Nach der Jahrhundertwende wurde das Öl jedoch immer billiger und so wurde das Elektroauto aus dem Markt verdrängt. Ab 1910 begann die große Ära der Verbrennungsmotoren und diese hielt über einen langen Zeitraum an. In den neunziger Jahren begann eine weltweite Ölkrise. Sie bewegte die Automobilbauer dazu, nach alternativen Antriebsformen zu suchen und dabei entdeckten sie das Elektroauto wieder. Die großen Automobilbauer Honda, Peugeot, Nissan, Citroen und General Motors nahmen die Herausforderung an. Ab dem Jahr 2003 verbreiteten sich die Elektroautos wieder nach und nach und die anderen Hersteller fingen ebenfalls mit der Produktion an.

Wie funktioniert ein Elektroauto?

Das Herzstück eines Autos ist der Motor und das ist in einem Elektroauto natürlich nicht anders. Der Motor wird mit Strom aus dem Akku, der in der Regel im Boden des Fahrzeugs verbaut ist, angetrieben. Der Elektromotor erzeugt elektromagnetische Felder und wandelt so die elektrische Energie in Mechanische um. Die Magnetfelder stoßen sich ab oder ziehen sich an und durch diese abwechselnde Arbeit bewegt das Auto sich.

In der Handhabung und Optik unterscheiden sich die Elektroautos nicht großartig von den Verbrennern.

Der

• Innenraum
• die Bremsen
• Scheibenwischer
• und weitere mechanische Teile

funktionieren gleich.

Im Bereich von Motor und Tank gibt es die bereits erwähnten gravierenden Unterschiede, denn der Tank wurde durch einen Akku und die Tanköffnung durch einen Ladeanschluss ersetzt. Im Elektroauto sind grundsätzlich zwei Batterien verbaut.

Die sogenannte Hochvoltbatterie ist am ehesten mit dem Benzintank zu vergleichen und wird als Akku bezeichnet. Diese Batterie hat eine bestimmte Kapazität und bestimmt somit die Reichweite des Elektroautos. Sie wird über die Ladesäule oder eine Wallbox geladen. Die Hochvoltbatterie gilt als das teuerste Bauteil in den Fahrzeugen. In der Regel handelt es sich dabei um Lithium-Ionen Akkus. Die Gründe dafür sind vor allem die lange Lebensdauer, die speicherbare Energiemenge und der schnelle Ladevorgang. Eine leistungsstarke und hochqualitative Batterie lässt den Preis eines Autos steigen.

Die Bordelektronik wird, wie in Verbrennern, über eine Niedervoltbatterie versorgt, weil die Bauteile die hohe Spannung nicht vertragen würden. Bauteile wir das Radio, die Lichter und die Scheibenwischer werden darüber mit Strom versorgt. Die beim Bremsen zurückgewonnene Energie wird ebenfalls in der Niedervoltbatterie gespeichert.

Bei den Motoren handelt es sich um sogenannte synchrone Wechselstrommotoren. Sie bestehen aus mehreren Elektromagneten, einem Stator und einem Rotor. Der Stator ist unbeweglich und generiert aus dem Gleichstrom ein konstantes Magnetfeld. Der Rotor ist beweglich und dreht sich im Betrieb. Er stellt sein eigenes Magnetfeld mithilfe von Wechselstrom her. Das konstante Magnetfeld wird durchgängig mit der gleichen Menge an Energie versorgt. Der Energiezufluss des Rotors wird über das Gaspedal reguliert. Das Magnetfeld ändert sich in bestimmten Intervallen, damit die Magneten abwechselnd angezogen und abgestoßen werden können. Dadurch entsteht mechanische Energie und die Räder drehen sich.

Die Hochvoltbatterie wird über einen Stecker durch den Ladeanschluss geladen. Der Anschluss befindet sich, wie bei Verbrennern der Tankdeckel, unter einer Klappe in der Seite des Autos. Das Auto kann über eine Steckdose, eine Wallbox oder eine Ladesäule geladen werden. Der Nachteil am Laden mittels Steckdose ist der Zeitverbrauch, denn das Laden dauert etwa acht bis zehn Stunden. In der Öffentlichkeit gibt es mittlerweile viele Ladestationen, an denen das Laden deutlich schneller geht.

Was gilt als Elektroauto?

Als Elektroauto gilt jedes Auto, dass mit einem Elektromotor bewegt wird. Es handelt sich dennoch um ein Kraftfahrzeug, weil die Art des Motors dafür keine Rolle spielt. Daraus folgt, dass der Fahrer eine entsprechende Fahrerlaubnis, z.B. den Führerschein der Klasse B besitzen muss.

Fahren ohne Führerschein stellt auch mit einem Elektroauto eine Straftat dar.

Das Elektromobilitätsgesetz soll viele Anreize schaffen, damit Menschen sich ein Elektroauto kaufen. Neben finanziellen Anreizen sollen gesonderte Parkflächen ausgewiesen werden. Diese Stellflächen beinhalten eine Ladestation und können in manchen Kommunen sogar kostenfrei genutzt werden. Die Regelungen sind hier jedoch von Kommune zu Kommune verschieden. In manchen Städten gilt die Regel, dass ein Elektroauto nur auf dem entsprechenden Parkplatz parken darf, wenn es geladen wird. Ansonsten wird ein kleines Bußgeld fällig. Falls ein Benziner auf einem solchen Parkplatz steht, wird eine empfindliche Sanktion fällig und das Fahrzeug unter Umständen abgeschleppt.

Ist ein Elektroauto sinnvoll?

Elektroautos gelten weiterhin als klimaschonende Alternative zu Verbrennern. Auch wenn bei der Produktion von Batterien nach wie vor CO₂ freigesetzt wird, gibt es inzwischen viele Fortschritte, um die Umweltbilanz zu verbessern. Immer mehr Hersteller setzen bei der Produktion auf erneuerbare Energien, was den CO₂-Fußabdruck der Batterien erheblich verringern kann.

Der Strommix in Deutschland hat sich seit 2021 positiv entwickelt. Etwa 46-50 % des Stroms kommen mittlerweile aus erneuerbaren Quellen wie Wind und Solar. Dennoch werden fossile Energieträger wie Kohle und Gas nach wie vor genutzt, was den Klimavorteil von Elektroautos beeinflusst. Die Klimavorteile von Elektroautos werden jedoch zunehmend früher sichtbar, vor allem, wenn sie mit Ökostrom betrieben werden. Wer den größten Umweltnutzen aus einem Elektroauto ziehen möchte, sollte verschiedene ökologische Stromanbieter vergleichen und gezielt auf Tarife setzen, die ausschließlich Strom aus erneuerbaren Energien anbieten.

Eine Untersuchung verglich verschiedene Antriebsarten unter der Annahme einer Lebensdauer von 15 Jahren und einer jährlichen Fahrleistung von 15.000 Kilometern. Hybrid-PKWs schnitten dabei am schlechtesten ab, da sie sowohl auf einen Verbrennungsmotor als auch auf eine Batterie angewiesen sind, was zu einem hohen Schadstoffausstoß führt. In der Praxis wird zudem oft festgestellt, dass Plug-in-Hybride nicht so effizient gefahren werden, wie es auf dem Papier scheint.

Reine Elektroautos verursachen insgesamt weniger Schadstoffe als Benziner oder Diesel, wobei der sogenannte "Break-even"-Punkt, an dem Elektroautos umweltfreundlicher sind, aufgrund verbesserter Technologien und höherer Effizienz der Fahrzeuge schneller erreicht werden kann. Neue Studien gehen davon aus, dass Elektroautos schon nach rund 100.000 Kilometern gegenüber Benzinern und nach etwa 150.000 Kilometern gegenüber Dieseln klimafreundlicher sind.

Erdgasautos haben mittlerweile an Bedeutung verloren, da die Investitionen verstärkt in die Elektromobilität und Wasserstofftechnologie fließen. Der Erdgasantrieb gilt heute nicht mehr als zukunftsweisende Lösung.

Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge gelten als potenzielle Alternative, vor allem für den Schwerlastverkehr. Die Herstellung von Wasserstoff bleibt jedoch energieintensiv, wenn sie nicht aus erneuerbaren Quellen erfolgt. Hier gibt es Fortschritte, aber die Technologie ist noch nicht breit verfügbar.

Auch synthetische Kraftstoffe sind in der Entwicklung. Sie könnten eine emissionsärmere Alternative zu Benzin und Diesel darstellen, sind jedoch noch nicht wirtschaftlich skalierbar.

Insgesamt ist der Kauf eines Elektroautos sinnvoll und wird mit dem Ausbau der erneuerbaren Energien immer lohnender. Bereits nach etwa 50.000 Kilometern können Elektroautos eine deutlich bessere Klimabilanz aufweisen, wenn sie mit Ökostrom betrieben werden. Der Ausbau der Ladeinfrastruktur und die Anpassung der Stromnetze sind jedoch weiterhin wichtige Voraussetzungen für den Erfolg der Elektromobilität.

(Stand: 2024)

Vor- und Nachteile von einem Elektroauto

Foto: von distelAPPArath auf Pixabay

Das Thema Umweltschutz wird aktuell immer beliebter. Es werden jedes Jahr mehr Elektroautos zugelassen, denn die Vorteile stehen für viele Menschen im Vordergrund.

Ein Vorteil von Elektroautos ist, dass während der Fahrt keine CO2 ausgestoßen wird. In Zukunft wird die Produktion der Batterien vermutlich ebenfalls umweltfreundlicher und somit wird sich die CO2-Bilanz merklich verbessern.

Die hohen Kaufpreise schrecken viele Menschen erstmal ab, allerdings gibt es auch viele Fördermöglichkeiten. Im Unterhalt sind Elektroautos wesentlich günstiger als Benziner, allein für den Strom spart man fünfzig Prozent gegenüber Benzin und Diesel. Die Kosten für Wartung und Reparatur fallen im Durchschnitt ebenfalls geringer aus. Elektromotoren sind leise und effizient. Die Energie kann wesentlich effizienter in mechanische Bewegung umgewandelt werden.

Als großer Nachteil gilt aktuell der hohe Preis. Elektroautos werden noch nicht so effizient gebaut wie Verbrenner und kosten dementsprechend mehr Geld in der Produktion. Aktuell ist die Reichweite der Wagen noch relativ gering. Die kleinen und günstigen Modelle schaffen etwa 150 Kilometer mit einer Ladung, bei den größeren Autos ist nach 200 Kilometern Schluss. Diese Technologie ist jedoch auf einen guten Weg und die Batterien werden immer effizienter. Die Schwierigkeit besteht derzeit darin, dass Preis und Gewicht nicht steigen sollen, die Kapazität hingegen schon. Die Ladeinfrastruktur ist in Deutschland derzeit noch viel zu wenig ausgebaut. Das Laden an der Steckdose dauert im Prinzip viel zu lange und öffentliche Ladestationen werden zwar immer mehr gebaut, allerdings steigt gleichermaßen auch die Anzahl der zu ladenden Autos.

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weiterführende Links:

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