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E-Auto Mythen Teil 5: Ohne Klimaanlage im Elektroauto fahren

26.03.2021

Die Tage werden wieder wärmer, doch so richtig gemütlich ist es ohne Heizung im Auto noch nicht. Schnell ist es im Sommer zu warm und die Klimaanlage wird benötigt. Im Elektroauto fährt man aber im Winter ohne Heizung, stattdessen mit Schal und Mütze und im Sommer ohne Klimaanlage, weil dies sonst zu sehr auf die Reichweite geht. Ist das wirklich so?


Was Sie in dieser Folge erwartet:


  • Wie heizt ein Elektroauto?

  • Wieviel Reichweite kostet die Heizung im E-Auto?

  • Sind da alle Elektroautos gleich?


Wärme erzeugen, wo keine Abwärme ist


Oft gehört ist das Vorurteil, dass sich die Reichweite halbiert, wenn man die Heizung nur einschaltet. Richtig ist, die Wärme muss in einem Elektrofahrzeug extra erzeugt werden. Eine Motorabwärme, die man zum Heizen der Innenraumluft nutzen könnte, existiert praktisch nicht. Gleiches gilt übrigens für moderne Diesel. 

Erzeugt wird diese Wärme klassisch mit einem elektrischen Heizer. Dieser ist zu vergleichen mit dem Heizlüfter daheim. In einem Elektroauto haben solche PTC-Heizelemente zwischen zwei und fünf Kilowatt Leistung. Die meisten Elektrofahrzeuge besitzen darüberhinaus noch eine Wärmepumpe. Eigenheimbesitzer kennen dieses Prinzip. Es ist sozusagen das umgedrehte Konzept eines Kühlschranks. Während der Kühlschrank der Luft die Wärme entzieht, um die Kälte zu nutzen, macht eine Wärmepumpe das ebenso, nutzt aber die Wärme. Diese Geräte laufen inzwischen höchst effizient und haben in den meisten Fahrzeugen eine Leistung von etwa einem Kilowatt.

Würde also ein elektrisches PTC-Heizelement ein Elektrofahrzeug eine Stunde lang konstant mit voller Leistung heizen, dann wären bis zu fünf Kilowattstunden verbraucht. Mit einer Wärmepumpe wäre es nur noch eine Kilowattstunde.

Da die Wärmepumpe etwas länger benötigt, um ein Fahrzeug aufzuheizen, wird diese meist nur zur Erhaltung des zuvor durch den elektrischen Heizer aufgewärmten Innenraums genutzt. Erinnert man sich an den Heizlüfter von zu Hause mit etwa 2000 Watt und dessen Heizleistung, kann man sich vorstellen wie lange ein solches Gerät benötigt, um den kleinen Innenraum eines Fahrzeugs aufzuwärmen.



Abb: Der Wagen aufheizen, während er noch am Strom hängt (Foto: Steve Dumke)


Mit Heizung halbe Reichweite?

Benötigt ein fünf Kilowatt Heizelement nun etwa zehn Minuten um den Innenraum bei Minusgraden auf wohlige 20 Grad zu wärmen, dann hat es in dieser Zeit etwa 0,8 Kilowattstunden verbraucht. Ab hier übernimmt die Wärmepumpe mit einer durchschnittlichen Leistung von etwa 0,7 Kilowatt. Um es einfacher zu rechnen, nehmen wir aber an, sie würde konstant mit ihrer Höchstleistung laufen.

Die Wärmepumpe verbraucht in den übrigen 50 Minuten genauso viel Energie wie der elektrische Heizer in den ersten zehn Minuten der Stunde. Also nochmal 0,8 Kilowattstunden.

Insgesamt wurden in der ersten Stunde also 1,6 Kilowattstunden nur für die Heizung verwendet. Das würde bedeuten, bei einem durchschnittlichen Stromverbrauch auf 100 Kilometer von 17 Kilowattstunden einen Mehrverbrauch von nicht einmal zehn Prozent

Ein grösserer Mehrverbrauch hängt dabei von Faktoren wie Schnee, Regen, Luftdruck und Temperatur der Akkus ab. Es macht also durchaus Sinn, energiesparende Reifen zu nutzen und den Akku wie auch den Innenraum zu wärmen.

Jedes Fahrzeug verbraucht bei kalten Temperaturen mehr. Ganz egal ob ein Verbrenner oder ein Elektroauto. Beide unterliegen des physikalischen Gesetzen unseres Planeten. Dies liegt nicht zuletzt am Luftdruck und der längeren Dauer eines Motors um auf Betriebstemperatur zu kommen, sondern auch an Reifen deren Reibung auf Asphalt bei kalten Temperaturen eine andere ist als bei warmen. Bei Winterreifen kommt noch deren speziell für Schnee und Eis ausgelegte weiche Gummimischung sowie das Lamellenprofil hinzu.



Abb: Die Energie im E-Auto muss Innenraum und Akku auf Temperatur bringen (Foto: Steve Dumke)


25 Prozent Mehrverbrauch

Für Tests in Kälte wird in den Medien gern eine Renault Zoe verwendet. Nicht etwa weil diese besser heizt als ihre Mitbewerber. Vielmehr weil die Renault Zoe trotz Wärmepumpe und Akku-Heizung sehr kälteempfindlich ist und ihre Reichweite bei Minusgraden gern um 40 Prozent einbrechen lässt.

Dieses Phänomen hat so stark sonst kein anderes Elektrofahrzeug. Die meisten wärmen ihren Akku mit der Innenraumluft oder über einen Flüssigkeitskreislauf, welcher ebenso entstandene Abwärme der Heizung mit nutzt und nur wenig nachheizen muss. Bei der Renault Zoe wird der Akku eigenständig geheizt, was viel Energie benötigt.

Insgesamt lässt sich bei Elektrofahrzeugen im Winter mit Temperaturen um den Nullpunkt ein Mehrverbrauch von durchschnittlich 25 Prozent im Vergleich zu Wohlfühltemperaturen zwischen 18 und 25 Grad Celsius feststellen. Je zehn Grad nach oben oder nach unten korrigiert sich der Mehrverbrauch entgegengesetzt nach oben oder nach unten.

Konkret bedeutet das, bei einem aktuellen Fahrzeug mit mittleren Verbrauch von 17 Kilowattstunden auf 100 Kilometer einen Mehrverbrauch von circa vier Kilowattstunden. Bei einer 50 Kilowattstunden grossen Batterie reduziert sich die Reichweite also von maximal 290 Kilometer auf ungefähr 240 Kilometer.


E-Auto Mythen:

Teil 1: Erfrieren bei Stau im Winter

Teil 2: Stundenlanges Laden

Teil 3: Dreckige Rohstoffe für saubere Autos

Teil 4: Die Abhängigkeit von Kobalt reduzieren

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