Elektroauto

1888 Flocken Elektrowagen, erstes deutsches Elektroauto (Rekonstruktion).
Camille Jenatzy in seinem Elektroauto La Jamais Contente, 1899
Ein Boeing Lunar Roving Vehicle, eines der drei Mondautos der NASA, ein Elektroauto; Eugene Cernan, Apollo 17-Mission am 11. Dezember 1972
Bergmann Paketzustellwagen BEM 2500 mit Elektromotor, gebaut zwischen 1922 und 1927, Leistung 20 PS, Geschwindigkeit 20 km/h, Nutzlast 2,5 t, im Museum für Kommunikation in Nürnberg

Elektroauto (E-Auto) bezeichnet ein durch elektrische Energie angetriebenes Automobil. Zu Beginn der Entwicklung des Automobils spielten Elektroautos eine wichtige Rolle. Seit zirka 1990 erobern Automobile mit elektrischem Antrieb auch wieder den gemischten Straßenverkehr. Zwischenzeitlich hatte sich diese Antriebsart auf Anwendungen in Innenräumen oder Industrieanwendungen zurückgezogen. Der Begriff Elektromobilität bezeichnet in Politik und Medien das System, welches den Einsatz und die Rahmenbedingungen für Elektrofahrzeuge beschreibt.

Inhaltsverzeichnis

Grundlegendes

Alle Elektroautos treiben die Räder über einen Elektromotor an. Ob das direkt mit Radnabenmotoren geschieht oder über ein Getriebe, ob mit oder ohne Kupplung, und mit oder ohne verschiedene Gänge, ist jedoch nicht einheitlich festgelegt. Das ist Sache des Herstellers.

Die Kategorisierung von Elektroautos wird jedoch vor allem nach den verschiedenen Arten der denkbaren Stromspeicherkonzepte vorgenommen. Das Speicher- oder Stromerzeugungskonzept legt somit fest, wie die Elektrofahrzeuge benannt werden.

Die Antriebsenergie wird entweder in Form von aufladbaren Akkumulatoren im Fahrzeug mitgeführt; nicht-wiederaufladbare Batterien sind eine Ausnahme (zum Beispiel beim Mondauto) oder in Form von flüssigen oder gasförmigen Kraftstoffen die mittels Brennstoffzellen oder mittels eines Strom-Generators umgewandelt werden. Brennstoffzellenfahrzeuge, serielle Hybridelektrokraftfahrzeuge und Fahrzeuge mit dieselelektrischem Antrieb nutzen verschiedene Kraftstoffe als Primärenergie, um daraus den Antriebsstrom herzustellen. Beim selten anzutreffenden Gyroantrieb wird die Antriebsenergie mechanisch in einem Schwungrad gespeichert, bis sie von einem Generator in elektrische Energie für die Fahrmotoren umgewandelt wird. Solarfahrzeuge gewinnen den Strom direkt aus Sonnenlicht mittels Solarzellen auf ihren Oberflächen.

Der Elektroantrieb ist dem weit verbreiteten Antrieb mit Verbrennungsmotoren in vielen Eigenschaften überlegen. Dazu zählen beispielsweise der viel höhere Wirkungsgrad sowie die vorteilhafte Drehmoment- und Leistungscharakteristik des Elektromotors, der zumeist einfachere Aufbau des Antriebsstrangs und die fast vollständige lokale Emissionsfreiheit in Bezug auf Schadstoffe und Lärm. Ebenso treten keinerlei Vibrationen wie bei Verbrennungskraftmaschinen auf. Im Vergleich zu Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren verfügen aktuell ausgeführte Elektrofahrzeuge jedoch zumeist über erheblich geringere Reichweiten. Dies ist in erster Linie auf die vergleichsweise geringeren Energiemengen zurückzuführen, die beim derzeitigen Stand der Technik in Energiespeichern mitgeführt werden können. Die Akkumulatorentechnologie erlebte zwar in den letzten Jahren eine intensive Weiterentwicklung, etwa durch die Anforderungen tragbarer Elektronikgeräte wie Notebooks und Mobiltelefone, wodurch höhere Energiedichten, ein schnelleres Aufladen und eine höhere Sicherheit erreicht werden konnten. Dennoch verbleibt die Energiedichte von Akkumulatoren immer noch deutlich unter der von Flüssigbrennstoffen wie Benzin. Das betrifft sowohl den Gewichtsvergleich (Energie pro Kilogramm Speichergewicht) als auch den Volumenvergleich (Energie pro Liter Speichervolumen).

Viele Autohersteller und einige Markteinsteiger investieren erhebliche Entwicklungsressourcen in Elektroautos.[1][2] Seitens der deutschen Legislative wird zurzeit erheblicher Druck auf die Hersteller von Automobilen ausgeübt, ihre Entwicklungsanstrengungen zu intensivieren (Nationaler Entwicklungsplan Elektromobilität). So will die deutsche Bundesregierung „[…], dass bis 2020 nicht weniger als eine Millionen und bis 2030 sogar sechs Millionen Elektrofahrzeuge auf den deutschen Straßen unterwegs sind.“[3] Gründe hierfür bestehen in der gewünschten Reduzierung der Abhängigkeit vom Erdöl sowie in der Verminderung der verkehrsbedingten CO2-Emissionen.[4] Zwar würde der Umbau der Infrastruktur CO2-Emission mit sich bringen, doch die langfristige Nutzung von Elektroautos würde zur Verminderung des Treibhauseffekts beitragen.[5] Auch die österreichische Bundesregierung möchte die Anzahl der Elektroautos auf Österreichs Straßen erhöhen, bis 2020 auf 200.000. [6] Aus heutiger Sicht scheinen sowohl die deutschen, als auch die österreichischen Ziele nicht erreichbar zu sein.[7]

Einsatzgebiete und Fahrzeugkonzepte

Die Entwicklung von Elektroautos lässt sich grob in folgende Richtungen unterteilen.

  • Industriefahrzeuge: elektrische Lastkarren und automobile Flurfördergeräte sind etabliert und fahren in vielen gewerblichen Bereichen, meist außerhalb des allgemeinen Straßenverkehrs, häufig auch innerhalb von Gebäuden. In der Schweiz beherrschen sie an einigen wenigen Orten (zum Beispiel Zermatt – siehe weiter unten) den gesamten Verkehr.
  • Die Entwicklung neuer PKW, darunter auch die Leichtelektromobile, die sehr sparsam mit Energie umgehen, damit befriedigende Reichweiten erzielt werden können. Diese Neuentwicklungen können in zwei Untergruppen aufgeteilt werden:
    • Stadtfahrzeuge mit einer Höchstgeschwindigkeit von bis zu 60 km/h. Beispiele dafür sind die Fahrzeuge der Firma Global Electric Motorcars, Twike und CityEL. Die letztgenannten sind die meistverkauften Elektro-PKW in Europa. Diese Fahrzeuge benötigen typischerweise im Alltag etwa 4–10 kWh elektrische Energie für eine Strecke von 100 km. Dabei spielen auch Gedanken an eine Anpassung der Fahrzeuge an das Mobilitätsverhalten (hauptsächlich Kurzstreckenverkehr) eine Rolle.
    • Autobahntaugliche Elektrofahrzeuge, die mindestens 60 km/h schaffen. Beispiele dafür sind der Think City, der Lightning GT, Tesla Roadster, Stromos, e-WOLF e1 und der Elektro-Smart. Die Motoren dieser Fahrzeuge haben häufig eine hohe Nennleistung. Diese jedoch wird nicht nur für die Beschleunigung benötigt, sondern ebenso für die Rekuperierung von Bremsleistung. Über die elektrische Verzögerung des Fahrzeugs hinaus haben die Fahrzeuge jedoch auch noch mechanische Bremsen, da die maximale Bremsleistung ein mehrfaches der maximalen Beschleunigungsleistung betragen kann. Die beim elektrischen Bremsen umgewandelte Bremsenergie wird rekuperiert und im Akku eingespeichert und steht somit für den Antrieb wieder zur Verfügung.
  • Umbau herkömmlicher Autos zu Elektrofahrzeugen mit dem Ziel, ähnliche Fahr- und Fahrzeugeigenschaften wie mit einem Verbrennungsmotor zu erreichen. Dieser Weg wird vor allem von den französischen Herstellern Renault und PSA (Citroën, Peugeot) beschritten. Diese Fahrzeuge benötigen im Alltag typischerweise etwa 12–20 kWh elektrische Energie für eine Strecke von 100 km. Die in Zusammenarbeit mit ZF sachs und Continental bereits produzierten Fahrzeuge mit hybridem Antrieb sind seit 2005 wegen ihrer Sparsamkeit im städtischen Verkehr bekannt geworden.Dazu werden bei einem einfachen PKW Tank und Verbrennungs-Motor ausgebaut und stattdessen ein Elektromotor und Akku eingebaut. Dabei bleibt das Schaltgetriebe im Auto, das ein Elektroauto normalerweise nicht benötigt.
  • Studien- und Experimentalfahrzeuge sind häufig Prototypen, die mittels modernster Technik akzeptable Reichweiten bzw. Höchstleistungen bei Geschwindigkeit und Beschleunigung erreichen. Zum Beispiel Dragster mit Elektroantrieb, der Keio University Eliica, AC Propulsion tzero, Venturi Fétish und Wrightspeed X1. In diese Kategorie fallen auch Solarfahrzeuge, die explizit für Wettbewerbe (zum Beispiel in der Schweiz, in der australischen Wüste oder quer durch die USA) gebaut werden.

Geschichte

In der Frühzeit der Automobile waren die Elektroautos den Autos mit Verbrennungsmotor insgesamt überlegen. So ist der Wirkungsgrad von Elektromotoren höher als der von Verbrennungsmotoren.

Erst nach 1900 wurden die Fahrzeuge mit Elektromotor von solchen mit Verbrennungsmotor schrittweise verdrängt. Elektrowagen mit ihren schweren Akkus mit langer Ladezeit konnten mit der Reichweite von Wagen mit Kraftstoffmotoren nicht mithalten. Ein weiterer Aspekt war die Erfindung des elektrischen Anlassers für Ottomotoren und sein folgender Einbau in Fahrzeuge. Damals wie heute gibt es Elektrokarren, die wie kleine Lkw dem Warentransport in Werksgeländen und auch auf der Straße dienen. Fortschritte bei der Akkutechnik und die Lage der Energiemärkte führten in den neunziger Jahren zu einem neuen Interesse an Elektroautos, die sich in einer Reihe von Prototypen und sogar neuen Modellreihen niederschlägt.

Anfänge (ab 1821)

Die Entwicklung des Elektroantriebs bestimmte die Anfänge der Elektroautos wesentlich. Michael Faraday zeigte 1821, wie mit dem Elektromagnetismus eine kontinuierliche Rotation erzeugt werden konnte. Ab den 1830er Jahren entstanden aus den unterschiedlichsten Elektromotoren-Typen und Batterie-Varianten verschiedene Elektrofahrzeuge und Tischmodelle, beispielsweise von Sibrandus Stratingh und Thomas Davenport. Davenport testete seinen Elektromotor an einer Modelllok, die er auf einem Schienenkreis von etwa einem Meter Durchmesser ihre Runden drehen ließ. Am 29. April 1851 führte man eine Probefahrt mit einer echten Elektrolok durch, die auf einer technischen Idee von Charles Grafton Page beruhte. Die von zwei 20 PS starken Elektromotoren mit Hilfe einer voluminösen Batterie auf die Schienen gebrachte Kraft führte zwar zu einer Spitzengeschwindigkeit von bis zu 31 km/h, die von der Lok jedoch nur vorübergehend geleistet wurde. Eine 1836 erfundene Batterie war das Daniell-Element, 1839 folgte die verbesserte Batterie von William Grove und ab 1860 gab es wiederaufladbare Bleiakkumulatoren. Sie gehen auf die Erfindung durch den Franzosen Gaston Planté im Jahr 1859 zurück.

Erste Elektrofahrzeuge (ab 1881)

Bei der Entwicklung der ersten Elektrofahrzeuge wurden folgende Fahrzeugtypen als Ausgangsbasis verwendet:

1881 Trouvé Tricycle, Paris

Trouvé

Das erste ‚offiziell’ anerkannte Elektrofahrzeug stammt von M. Gustave Trouvé in Paris aus dem Jahr 1881 (und wird oft mit dem nachfolgenden Fahrzeug von Ayrton und Perry verwechselt).[8] . Gustave Trouvé fuhr 1881 mit einem dreirädrigen Fahrrad (Starley Coventry) durch Paris, das er als Prüfstand für die Elektromotoren, die er baute verwendete. Als Gustave Trouvé 1881 auf der "exposition de l’électricité" (Internationale Elektrizitätsausstellung) in Paris sein Trouvé Tricycle vorstellte, war das erste Elektrofahrzeug der Welt praxisreif. 12 km/h leistete dieses weltweit erste Gefährt seiner Art.

Trouvé schuf mit seinem Elektrodreirad 112 Jahre nach dem ersten dreirädrigen Dampfwagen von Nicholas Cugnot von 1769 die zweite maschinelle Antriebsart von Fahrzeugen, während 5 Jahre später Carl Benz mit seinem dreirädrigen Benz Patent-Motorwagen Nummer 1 mit Verbrennungsmotor die dritte Antriebsart erfand, die sich fast vollständig durchsetzte.

Trouvé war damit einem anderen, ebenfalls 1881 vorgestellten Elektrofahrzeug, das mit einer Weiterentwicklung des Blei-Akkus Plantés durch Camille Alphonse Faure ausgestattet war, voraus.


1882 Ayrton & Perry Elektrodreirad

Ayrton & Perry

Ein Jahr später bauen zwei englische Professoren, William Edward Ayrton und John Perry, ein elektrisches Dreirad mit zwei großen Rädern an der Vorderachse, einem kleinen Rad hinten. Die Geschwindigkeit wurde durch einzelnes Zu- und Abschalten der 10 Blei-Säure-Batterien (System Gaston Planté) geregelt. Diese hatten eine Kapazität von 1 1/2 kWh und eine Spannung v. 20 Volt. Der Motor leistete 1/2 PS. Dieses Fahrzeug hatte eine Reichweite bis zu 40 km und erreichte eine Höchstgeschwindigkeit von ca. 14 km/h.[9] Es ist das erste Fahrzeug mit elektrischem Licht. Eine Rekonstruktion dieses Fahrzeuges ist im Museum Autovision ausgestellt. .[10]

Siemens

Elektromote von Werner Siemens, Berlin 1882, erster Oberleitungsbus der Welt

Am 29. April 1882 führte Werner Siemens in Halensee bei Berlin einen elektrisch angetriebenen Kutschenwagen, Elektromote genannt, auf einer 540 Meter langen Versuchsstrecke vor. Es war der erste Oberleitungsbus der Welt.

Erste Elektroautos

Jeantaud

Es wird berichtet; dass 1881 der Pariser Wagenbauer Charles Jeantaud mit einem elektrisch angetriebenen Tilbury (Kutsche) ein paar Meter zurücklegte. Der Tilbury ist ein leichter, einachsiger Gig, der für diesen Zweck vermutlich mit einem dritten Rad und einer Lenkung versehen wurde. Andere Quellen[11] schreiben, dass dieses Fahrzeug nicht gefahren ist, sondern nur ausgestellt wurde.

Flocken

1888 Flocken-Elektrowagen

Das erste bekannte deutsche Elektroauto baute 1888 die Coburger Maschinenfabrik A. Flocken. Es wird vermutet, dass es sich bei diesem vierrädrigen Elektroauto um den weltweit ersten elektrisch angetriebenen PKW (Personenkraftwagen) handelt.

Hinweis: Personenkraftwagen sind Fahrzeuge zur Personenbeförderung mit mindestens vier Rädern nach der Richtlinie 70/156/EWG.

Eine Rekonstruktion des Flocken Elektrowagen wurde am 10. März 2011 in Stuttgart erstmals der Öffentlichkeit präsentiert.[12]

Sonstige

Unter den weiteren Herstellern von Elektroautos ist der US-Amerikaner William Morrison hervorzuheben. Seine an einer Kutsche orientierten Fahrzeuge (Elektrobus) fanden eine größere Verbreitung. Acht Batterien lieferten Strom für einen 2,5 PS starken Elektromotor, ausreichend für ein Tempo von 10–12 km/h.[13]

Die große Zeit der Elektroautos (1892–1940)

Elektrische Droschke, Höchstgeschwindigkeit: 25 km/h
Der Allrad-Rennwagen von Lohner-Porsche, im selben Jahr aufgebaut wie der Star der Weltausstellung in Paris 1900
EV-Opera-Car, Modell 68/17 B, Detroit Electric, Michigan (USA), Baujahr 1909
Hansa-Lloyd Elektro-Lastwagen CL5 oder DL5, Baujahr 1923

1897 fand die Gründungsversammlung des Mitteleuropäischen Motorwagen-Vereins in Berlin statt. Dessen Präsident Oberbaurat a. D. Klose, führte am 30. September 1897 aus: „Als Motorfahrzeuge, welche ihre Energie zur Fortbewegung mit sich führen, machen sich zur Zeit drei Gattungen bemerkenswert, nämlich: durch Dampf bewegte Fahrzeuge, durch Oelmotoren bewegte Fahrzeuge und durch Elektrizität bewegte Fahrzeuge. Die erste Gattung dürfte voraussichtlich in Zukunft hauptsächlich für Wagen auf Schienen und schwere Straßen-Fahrzeuge in Betracht kommen, während das große Gebiet des weiten Landes von Oelmotorfahrzeugen durcheilt werden und die glatte Asphaltfläche der großen Städte wie auch die Straßenschiene von mit Sammlerelektrizität getriebenen Wagen belebt sein wird.“[14]

Deutschland

Elektroautohersteller: Andreas, Dixi/Wartburg, Elektra, Fahrzeugfabrik Eisenach, Fiedler, Flocken, Geha, Geist, Hagen, Henschel, Hercules, KAW, KEW/ABAM, Kliemt, Kruse, Kühlstein, Lloyd, Lux, Maier, Maxwerke, MBB, Namag, Pflüger, Scheele, Siemens, Stoewer, Vulkan. Siehe auch: Liste der Elektroautos

Dem ehemaligen Mitarbeiter von Lanz, Mannheim und Erfinder Andreas Flocken ist es zu verdanken, dass Deutschland 2013 "125 Jahre Elektroauto" feiern kann.

USA

Um 1900 waren in den USA 40 % der Automobile Dampfwagen, 38 % Elektrowagen und 22 % Benzinwagen. In New York gab es 1901 sogar 50 % Elektroautos und 30 % Dampfwagen; die restlichen waren Naphta-, Acetylen- und Pressluftwagen. Der Höhepunkt der Elektroautowelle wurde 1912 erreicht: 20 Hersteller bauten 33.842 Elektroautos.[15]

Bekannte US-Elektroautohersteller dieser Zeit waren Detroit Electric, Columbia Automobile Company, Baker Motor Vehicle und Studebaker Electric. Henry Ford entwickelte auch das Ford Model T als Elektroauto. Es kam aber nicht zur Serienproduktion.

Allein die Firma Detroit Electric produzierte von 1907 bis 1941 insgesamt 12.348 Elektroautos und 535 Elektro-LKW.[16]

Österreich

Im Jahr 1900 trat auch der in der Elektrobranche tätige Ferdinand Porsche auf der Weltausstellung in Paris mit einem Elektrowagen in das Rampenlicht der Öffentlichkeit, den er im Auftrag von Lohner konstruiert hatte. Der Lohner-Porsche verfügte über Radnabenmotoren an den Vorderrädern. Porsche sah den größten Vorteil des Elektroantriebs darin, dass weder Getriebe noch sonstige mechanische Elemente zur Kraftübertragung erforderlich waren. Auch die ansonsten geringe Reichweite des Autos hatte ihn gedanklich beschäftigt, weshalb er funktional einen Elektro- mit einem Verbrennungsmotor verband. Der Benzinmotor lieferte über einen Generator Strom für den Akkumulator, der seinerseits den Elektromotor speiste. Noch im selben Jahr 1900 wurde auch eine Rennversion gebaut, die mit einem 1800 kg schweren Akku ein Spitzentempo von 60 km/h erreichte. Diese Variante besaß an allen vier Rädern den Radnabenmotor.[17]

Italien

1905 wurde in Turin die Società Torinese Automobili Elettrici (STAE) gegründet, die eine Lizenz der Compagnie Parisienne des Voitures Electriques nutzte.[18]

Niedergang

Der Niedergang der Elektroautos setzte in den 1910er Jahren ein, als das Starten von Benzinern nicht mehr durch Ankurbeln sondern das Betätigen des Anlassers viel bequemer wurde. Werbung und das Angebot billigen Öls waren weitere Faktoren für den Nachfragerückgang bei den laufruhigen Transportmitteln.

Historische Geschwindigkeitsrekorde

Den ersten Geschwindigkeitsrekord für ein Landfahrzeug stellte der französische Autorennfahrer Gaston de Chasseloup-Laubat am 18. Dezember 1898 mit dem Elektroauto Jeantaud Duc von Charles Jeantaud in Achères, Departement Yvelines nahe Paris auf. Die erreichte Geschwindigkeit war 62,78 km/h. Dieser wurde am 17. Januar 1899 von dem Belgier Camille Jenatzy am selben Ort mit dem Elektroauto CGA Dogcart mit 66,66 km/h gebrochen. Am selben Tag, am gleichen Ort, holte Gaston de Chasseloup-Laubat mit der Duc und 70,31 km/h den Rekord für sich und Jeantaud zurück. Zehn Tage später ging der Geschwindigkeitsrekord in Achères wieder an den CGA Dogcart, der nun von Camille Jenatzy gefahren wurde, und zwar mit 80,35 km/h. Am 4. März holte Gaston de Chasseloup-Laubat mit dem Jeantaud Duc Profilée sich und Jeantaud zum dritten Mal den Rekord mit 92,78 km/h. Dieser Rekord ging an Camille Jenatzy verloren, der mit seinem Elektroauto La Jamais Contente als erster Mensch über 100 km/h, nämlich 105,88 km/h fuhr.[19]

Übergang (1940–1990)

Eine Nische, in der sie bis heute überlebten, fanden Elektroautos als kleine Lieferwagen für die tägliche Anlieferung von Milchflaschen in Großbritannien und Teilen der Vereinigten Staaten, den milk floats. Vor allem in Großbritannien fuhren über Jahrzehnte einige Zehntausend dieser Wagen im ganzen Land. Die führenden Hersteller von milk floats in Großbritannien im 20. Jahrhundert waren Smith’s, Wales & Edwards, Morrison Electriccars, M&M Electric Vehicles, Osborne, Harbilt, Brush, Bedford and Leyland. Mit dem Rückgang der Hauslieferungen blieben nur Bluebird Automotive, Smith Electric Vehicles und Electricar Limited übrig. Smith Electric Vehicles ist (2008) der größte Hersteller von Vans und Lastkraftwagen mit Elektroantrieb.

In Berlin wurden 1953 Briefkastenentleerungsfahrzeuge für die Post mit Elektroantrieb in Betrieb genommen.[20]

In den Vereinigten Staaten überlebten Elektrofahrzeuge als so genannte Nachbarschaftsfahrzeuge. Hier handelt es sich um kleine Fahrzeuge, die wegen geringer Geschwindigkeit erleichtert zugelassen werden.[21] Ein großer US-Hersteller für leichte Personentransporter ist die Firma Global Electric Motorcars.

Bei einem Carsharing-Versuch in Amsterdam, der 1974 gestartet wurde, waren Elektroautos des Erfinders Luud Schimmelpennink als Transportmittel im Einsatz. Das dreirädrige Zwei-Personen-Auto erzielte 30 km/h und seine Batterien konnten an Stationen binnen sieben Minuten aufgeladen werden. Das „Witkar“-Projekt blieb indessen ohne nachhaltige Resonanz und wurde mangels Zielerreichung 1986 aufgegeben.

Renaissance (1990 bis heute)

General Motors EV1, der in dem Dokumentarfilm Who killed the electric car? verewigt wurde
Antriebssatz wie er in den 10.000 Elektroautos der PSA verwendet wurde
Tatra Beta, Anfang der 1990er Jahre entwickelt
Ein Mahindra REVA NXG Elektrofahrzeug in Indien

Bestrebungen, Elektromotoren im Automobilbau für den Antrieb einzusetzen, wurden verstärkt nach der durch den Golfkrieg ausgelösten Ölkrise der 1990er Jahre und dem danach wachsenden Umweltbewusstsein in Angriff genommen, unterstützt von neuen Akkumulatoren, die die Bleiakkus ablösen konnten und führen zur Entwicklung einer Vielzahl von Elektroautos, die auf dem Automarkt angeboten wurden (siehe Liste der Elektroautos).

Seit 1994 wird der CityEL von dem Vorläufer der Smiles AG in Aub bei Würzburg produziert. Die Anfänge des Fahrzeugs liegen sogar noch weiter zurück, schon 1987 wurde das Fahrzeug entworfen und erste Modelle des Vorläufers MiniEL in Dänemark produziert. Seit ungefähr derselben Zeit wird der Twike hergestellt, der ursprünglich in der Schweiz hergestellt und entwickelt wurde und heute in Rosenthal bei Marburg in Deutschland von der FINE Mobile GmbH hergestellt wird.

Das Elektrofahrzeug SAM ist ursprünglich ein Entwicklungsprojekt einer Schweizer Fachhochschule und wurde zuerst mit Bleiakkus verkauft. Seit einer Neuentwicklung mit Lithiumbatterien vor wenigen Jahren ist der Relaunch erfolgreich gestartet, heute wird das Fahrzeug in Polen produziert, unter anderem ist ein Schweizer im dreiköpfigen Konsortium der Eigentümer vertreten. Generalimporteur in Deutschland ist die Firma Elemo.[22]

Mit dem Golf CitySTROMer versuchte VW sich zwischen 1992 und 1996[23] an einer Elektroversion des Golfs. Er war für die großen Energieversorger gedacht und wurde nach nur 120 Stück eingestellt.[24] Die Daten wurden von der Forschungsstelle für Energiewirtschaft geprüft und ein Wirkungsgrad von 49 % festgestellt. Der Energieverbrauch lag bei rund 25 kWh/100 km[25]

PSA Peugeot Citroën produzierte zwischen 1995 und 2005 etwa 10.000 elektrisch angetriebene Automobile (Saxo, Berlingo, 106, Partner), die nur in Frankreich, den BeNeLux und England angeboten wurden. Die Produktion musste jedoch eingestellt werden, als die EU die Verwendung von Nickel-Cadmium-Akkus untersagte, die in den Elektro-PSA zum Einsatz kamen.[26] Ein neues Berlingo-Modell mit elektrischem Antrieb wurde bereits von der Kooperation PSA mit Venturi 2009 realisiert[27] und in einer Auflage von 1000 Stück für die französische Post produziert.[28] Ab Ende 2011 wird PSA einen leicht modifizierten Mitsubishi i MiEV, der seit Juni 2009 in Japan in Serie hergestellt wird, in Europa als Peugeot iOn und Citroën C-ZERO - lediglich für gewerbliche Kunden - verkaufen bzw. verleasen.[29]

Von 1996 bis 1999 baute General Motors mit dem General Motors Electric Vehicle 1, GM EV1 ein Serien-Elektromobil in einer Auflage von etwa 1100 Stück. Nicht nur die Produktion dieser beiden, sondern auch anderer Elektroautos wurde, so die Behauptung der jeweiligen Hersteller, aus „mangelnder Nachfrage“ eingestellt. Im Widerspruch dazu steht das Angebot von Umweltschutzorganisationen und -aktivisten, große Auflagen abzunehmen. Da die Fahrzeuge den Endabnehmern ausschließlich auf Leasing-Basis überlassen wurden, konnte GM nach einem Politikwechsel einer Vertragsverlängerung widersprechen und die noch voll funktionstüchtigen Wagen – teilweise zwangsweise – einziehen und verschrotten lassen. Vereinzelt sehen Anhänger des Konzepts Elektroauto die Ursache für den bisher nur geringen Markterfolg in Verschwörungstheorien und werfen beispielsweise der Automobilindustrie vor, auf Druck der Öl-Interessengruppen („Öl-Mafia“) das Elektroautoprojekt vorzeitig aufgegeben zu haben. 2009 geriet General Motors nicht zuletzt wegen einer zu verbrauchsintensiven Flotte in finanzielle Probleme und kündigte an, wie weltweit auch andere Autohersteller, ab 2010 Hybridautos[30] zu fertigen. Als Ergebnis dieser Entwicklung ist das Mischhybridauto[31][32][33] Chevrolet Volt seit Dezember 2010 auf dem US-amerikanischen Markt erhältlich.[34]

Ab 2004 wurden vor allem von kleineren, unabhängigeren Firmen Elektroautos entwickelt, wie beispielsweise der Sportwagen Tesla Roadster oder der Elektro-Porsche (Greenster) von Ruf. Ab 2007 ging der Kleinwagen "Mega e-City" des französischen Kleintransporterherstellers AIXAM mit einer Bleibatterie in Serie, der eine max. Reichweite von ca. 65 km aufweist. Viele etablierte Hersteller kündigten Neuentwicklungen an (siehe auch Liste der Elektroautos).

Ab Ende 2011 wird Renault vier verschiedene Elektrofahrzeuge vom Kleinwagen bis hin zum Mittelklasse-PKW jeweils in einer Großserienproduktion in Europa zunächst nur in Frankreich anbieten.[35][36] Ab 2012 soll dann auch die Markteinführung in anderen europäischen Ländern erfolgen.

Einige der Elektroautos von Renault können auch am Wechselakkusystem von Better Place teilnehmen.[37] Zitat:

"Better Place ... hat bei Renault bereits 100000 Elektroautos verbindlich bestellt und baut ab 2011 in Dänemark, Israel, Australien und an der US-Westküste die notwendige Infrastruktur auf. Dazu gehören neben Stromtankstellen auch so genannte Quickdrop-Stationen, wo Autofahrer leere Akkus gegen frische Akkus austauschen können. Dies geschieht vollautomatisch und soll nicht länger als ein herkömmlicher Benzin- oder Diesel-Tankstopp dauern." Zitat Ende.

Es wird weiter gesagt, dass der Autofahrer in die Quickdrop-Station wie in eine Waschstraße einfährt, und dann ein Roboter die leere Batterie von unten her entnimmt und ein zweiter eine voll geladene einsetzt.

Betreffend Wechselakkusystem siehe auch Elektromobilität#Ladesysteme.

Weiterentwickelt wird auch das Hybridauto, das einen Verbrennungsmotor mit dem Elektromotor kombiniert. Fachleute sehen diese Technik jedoch nur als Übergangslösung hin zum reinen Elektromotor.

Man plant auch mit Hilfe der Akkus von Elektroautos die Nutzung von regenerativer Energie einfacher zu machen, da regenerative Energie nur unregelmäßig vorhanden ist. Daher ist es von großer Relevanz diese regenerativ erzeugte Energie zu speichern um diese so besser ausnutzen zu können. Deshalb sollen die Akkus der Elektroautos als flexible Energiespeicher zur Verfügung stehen, wenn man den Akku seines Autos auflädt. Wenn Energie ins Netz eingespeist wird, aber wenig benötigt wird, nimmt der Akku Energie auf. Wird Energie benötigt, aber wenig ins Netz eingespeist, gibt der Akku Energie ab. Damit man aber nicht mit leerem Akku losfährt, weil gerade wenig Energie ins Netz eingespeist wurde, stellt man die Uhrzeit ein, wann der Akku voll sein soll. Dies könnte eventuell übers Internet geschehen.[38]

Es gibt auch Planungen, die Autos während der Fahrt oder beim Warten an Kreuzungen aufzuladen, indem man mit Hilfe in der Straße eingebauter, induktiver Ladestationen die Akkus nachlädt.[39] Allerdings sinkt der Wirkungsgrad dieser Version des Ladens mit steigender Geschwindigkeit. So wäre ein Aufladen des Akkus während der Fahrt nur bei sehr niedriger Geschwindigkeit oder im Stand rentabel.[40]

Fahrzeugtechnik

Elektroautos unterscheiden sich grundsätzlich von herkömmlichen Fahrzeugen, was Antriebsaggregate und Energiespeicher betrifft. Die Unterschiede betreffen jedoch auch andere Komponenten in weitreichendem Maße. Im Unterschied zur Verbrennungskraftmaschine werden viele Aggregate jeweils über eigenständige (als elektrische Aktoren fungierende) Elektromotoren bewegt und nicht über einen mechanischen Abtrieb vom Hauptmotor. Ein Grund dafür ist, dass im Stillstand oder Freilaufbetrieb der Elektromotor im Unterschied zur Verbrennungskraftmaschine nicht läuft und daher keine Energie den Hilfsaggregaten zur Verfügung stellen kann.

Ein zweiter wesentlicher Punkt betrifft das sogenannte "Packaging", die Anordnung der Komponenten. Beim Fahrzeugaufbau mit Verbrennungsmotor werden viele Komponenten um den Antrieb herumdrapiert, während beim Elektroauto der Motor wesentlich weniger Volumen beansprucht, die Luftkühler kleiner sind und das Akkusystem flach in den untersten Bereich der Karosserie integriert werden kann. Dadurch ergeben sich wesentliche Unterschiede für die Fahrzeugtechnik:

  • aerodynamischere Frontpartie aufgrund kleinerer Lufteinlässe für Kühler möglich[41]
  • Platz für eine Crash-freundliche Ausgestaltung des Vorderwagens (Raum für Verstrebungen und Kontakt-Platten)[42]
  • tieferer Schwerpunkt durch schweres Akkusystem im Unterboden[43]
  • keine Getriebetunnel bei Hinterradantrieb nötig, da der Motor dabei nicht vorne sein muss (allerdings wird der Akku in nicht wenigen Modellen gerade dorthin platziert.[44] Doch vielleicht ist dies auch nur eine Anpassungslösung für Karosserien, die für die Aufnahme von Verbrennungsmotoren konzipiert worden sind.)
  • Aufgrund fehlender Abwärme muss das Fahrzeug besser isoliert bzw. Wärme aus der Abluft zurückgewonnen werden,[45] um die Reichweite durch eine elektrische Beheizung nicht zu stark zu verringern.[46] Ein komplexes Wärmemanagement – auch um Überhitzung im Sommer zu vermeiden – scheint nötig zu sein.
  • die Elektrifizierung der Aggregate (Bremsen, Lenkung) erleichtert es, einen automatischen Betrieb bzw. Assistenzlösungen zu verwirklichen, die überdies auch noch schneller reagieren.[47]
  • Es ist kein Ölwechsel nötig, weil ein Elektromotor ohne Öl funktioniert, da gerade ein Drehstrommotor, wie er in den meisten Elektroautos verwendet wird, mit nur sehr wenig Reibung arbeitet.


Aufgrund der vorangehend angedeuteten konstruktiven Randbedingungen ist eine Umrüstung eines herkömmlichen PKW in ein Elektroauto eine suboptimale Lösung im Hinblick auf Sicherheit und Effizienz.

Umstritten sind folgende Konstruktionsthesen:[48]

Behauptet wird,

  • die geringere Lebensdauer des Akkusystems im Vergleich zu vielen anderen nicht verschleißenden Fahrzeugkomponenten erfordere eine Austauschbarkeit des Akkusystems;
  • das Fahrwerk mit Antrieb, als Einheit gesehen, könne verschiedene Aufbauten während seiner Nutzungsdauer zulassen, ggf. auch saisonal, etwa innerhalb von Zeitabschnitten eines Jahres;
  • die Grenzen des Elektroantriebs in puncto Geschwindigkeit und Reichweite würden eine niedrigere bauartbedingte Höchstgeschwindigkeit zulassen und damit mildere Sicherheitsstandards ermöglichen, was zu geringerer Masse und damit zu geringerer Akkusystemgröße führe;
  • die Autonomie des Fahrers (Leistungsanforderung) könne während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs zugunsten der Reichweite, aber auch zugunsten der Haltbarkeit des Akkusystems beschnitten werden;
  • das Platz und Gewicht sparende Integrieren des Akkusystems in den Fahrzeugaufbau würde infolge der unterschiedlichen Lebenserwartungen der Komponenten das Fahrzeug frühzeitig in Summe obsolet machen;
  • die Ausgestaltung der Fahrzeugoberfläche als photovoltaischer Energieerzeuger würde die Integration von kleinen und kostengünstigen Leistungsoptimierern in einzelnen Modulen (von sogenannten "Maximum Power Trackern") erforderlich machen;
  • Ultraleichtfahrzeuge könnten auch von einer Verschieblichkeit des Akkusystems profitieren, um den Schwerpunkt zu verschieben und den Komfort (Querneigung) zu verbessern;
  • der Wegfall der Kardanwelle (Mitteltunnel), die geringere Bauart-bedingte Höchstgeschwindigkeit und die bessere (nämlich elektrische) Regelbarkeit des Fahrwerks würden es erlauben, die Fahrzeuge schmaler zu bauen.

Antrieb inklusive Steuerungs- und Regelungselektronik

Elektromotoren stellen im Gegensatz zu Verbrennungsmotoren ihre Nennleistung über einen weiten Drehzahlbereich stufenlos zur Verfügung. Bereits bei Stillstand und kleinen Drehzahlen (also beim Anfahren) steht das maximale Drehmoment zur Verfügung. Dieses kann bis zu einer durch die Bauart und Betriebsspannung bestimmten Drehzahl genutzt werden. Bei weiter steigender Drehzahl fällt dann das Drehmoment entlang einer Hyperbel ab. Infolge des großen Drehzahlbereichs werden prinzipiell weder ein manuell betätigtes Schaltgetriebe noch ein Automatikgetriebe oder eine Kupplung benötigt, da Elektromotoren ohne Probleme in zwei Richtungen laufen können. Auch das Rückwärtsfahren ist ohne Schaltgetriebe möglich. Elektromotoren laufen selbstständig an. Ein gesonderter Anlassermotor ist daher genauso wenig erforderlich wie ein Generator („Lichtmaschine“). Allerdings werden Getriebe, insbesondere unter Last schaltbare Zwei-Gang-Getriebe, für eine optimale Drehmomentübertragung auf die Antriebsräder, insbesondere bei Fahrzeugen mittleren und größeren Gewichts (ab circa 700 Kilogramm aufwärts), durchaus in Betracht gezogen. [49]

Elektromotoren sind einfacher aufgebaut und besitzen erheblich weniger bewegliche Teile als Verbrennungsmotoren. Ölwechsel sind nicht notwendig. Üblicherweise werden als mechanische Lager zur drehbaren Lagerung der Läufer in den E-Motoren Wälzlager mit Fettschmierung vorgesehen. Daher arbeiten elektrisch betriebene Kraftfahrzeuge hinsichtlich der Antriebseinheit in der Regel wartungsarm. Elektromotoren werden meist luftgekühlt, in einigen Fällen kommt auch Wasserkühlung zur Anwendung. Ein Elektrofahrzeug benötigt keinen Kraftstofftank und keine Kraftstoffpumpe, jedoch einen Fahrregler (Leistungselektronik) und, sofern das Wiederaufladen des Akkusystems an Stromtankstellen für das Fahrzeug vorgesehen ist, einen Akku-Schnelllader.

Die Einsparung an Gewicht durch den Wegfall diverser Baugruppen gegenüber dem Verbrennungskraftmaschinenantrieb wird deutlich überkompensiert durch das hohe Gewicht der Akkus. Die Energiedichte eines Akkus ist erheblich geringer als die von Kraftstoff.

Ein Konzept für den Antrieb ist der Radnabenmotor. Dabei ist jedes Rad mit einem eigenen Motor ausgestattet, der sich in der Regel innerhalb der Felge befindet. Bei dieser Art des Antriebes entfallen die zentrale Motoreinheit sowie die Antriebsstränge hin zu den Rädern, was den Gesamtaufbau vereinfacht. Jedoch wird dabei eine höhere ungefederte Masse in Kauf genommen und die Motoren sind stärker den Umwelteinflüssen ausgesetzt.

Als Antrieb für Elektroautos kommen verschiedene Antriebstypen in Frage. Steht ein sparsamer Umgang mit elektrischer Energie und Leistungselektronik-Werkstoffen bei der Fahrzeugkonstruktion im Vordergrund, so nimmt die umrichtergeführte permanentmagneterregte Dreiphasen-Synchronmaschine eine Vorzugsstellung ein. Synchronmaschinen als Antriebsaggregat besitzen gegenüber Gleichstrommaschinen (mittlerer Leistung) den Vorteil, dass sie keine mechanischen Schleifkontakte für die Kommutierung benötigen, wodurch sie erheblich weniger verschleißanfällig sind und weniger Wartung benötigen.[50] Der Umrichter arbeitet bei dieser Antriebsart im motorischen Betrieb als Dreiphasen-Wechselrichter, während er bei der Rekuperation im generatorischen Betrieb als Gleichrichter fungiert. Beim Schnell-Aufladen der Akkuzellen der Traktionsbatterie aus einem leistungsfähigen 400-V-Drehstromnetz kann der Umrichter zur Gleichrichtung eingesetzt werden, was sich bei entsprechend vorhandener Umrichterleistung - im Vergleich zum Aufladen mit haushaltsverträglichen 230-V-Ladegeräten - günstig in Bezug auf die erreichbare Ladegeschwindigkeit auswirkt. In bestimmten Fällen sind jedoch nur 230V-Wechselstrom-Normalladesysteme, nicht 400V-Drehstrom-Schnellladesysteme in Elektroautos integriert; Schnellladesysteme werden dann vielmehr extern an das jeweilige Fahrzeug angeschlossen. Das bedeutet, dass bei dieser Konstellation das Schnellladegerät in einer Ladesäule integriert sein kann, welche im Bedarfsfall mit dem Auto aufgesucht wird. Die Integration eines Schnellladesystems in ein Elektroauto ist jedoch ebenso ohne Weiteres möglich, wenn dies in der Konstruktionsphase einbezogen wird [51] und der Umrichter, der für das zu entwerfende Elektroauto vorgesehen ist, genügend Leistung besitzt. Allerdings kann dies zu einer Erhöhung von Größe und Gewicht des zu entwerfenden Fahrzeugs führen, was angesichts der vorhandenen Reichweitenprobleme eher abträglich ist. [Anmerkung 1] Die Elektromotoren, genauer gesagt, die permanentmagneterregten Synchronmaschinen, gelten als ausgereift. Alternativ zum umrichtergeführten Synchronmaschinenantrieb kommen als Antrieb in Kleinfahrzeugen auch bürstenlose Gleichstrommotoren mit Regelung zum Einsatz. Dabei muss dann die Kommutierung durch eine elektronische Schaltung bewerkstelligt werden. Als weitere Alternative zum umrichtergeführten Synchronmaschinenantrieb kommt auch der umrichtergeführte Asynchronmaschinenantrieb in Frage. Der umrichtergeführte Asynchronmaschinenantrieb mit Kurzschlussläufer, ausgeführt als Doppelstabläufer, kann gegenüber dem umrichtergeführten Synchronmaschinenantrieb Vorteile erzielen, wenn das anzutreibende Fahrzeug entweder ein hohes Losbrech-Drehmoment besitzt oder aber, wenn besonders im unteren Drehzahlbereich hohe Beschleunigungswerte gefordert werden, also etwa dann, wenn das Fahrzeug eine hohe Agilität aufweisen soll. Im Prinzip lässt sich natürlich jede Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie für Servo-Antriebszwecke mit entsprechender Regelungselektronik ausregeln.

Nutzbremsung

Elektromotoren eignen sich im Generatorbetrieb zur Rückwandlung der kinetischen Energie (Bewegungsenergie) in elektrische Energie. Die Energie fällt dabei im Falle von scharfen Bremsmanövern sehr plötzlich an, was eine hohe elektrische Leistung bedeutet und in Abhängigkeit des optimalen Ladeprofils der mitgeführten Batterien die Energieeffizienz der Nutzbremsung stark beeinträchtigen kann. Diese Funktion als Nutzbremse, auch Rekuperation genannt, spart bei häufigem Starten und Stoppen sowie beim Bergabfahren Energie, die sonst über mechanische Bremsen oder die Motorbremse in Wärme umgewandelt wird. Im Langstreckenverkehr fällt dieser Effekt aufgrund der relativ geringeren Bremsvorgänge deutlich geringer aus als im Stadt- bzw. Kurzstreckenverkehr. Da die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine und der Elektronik begrenzt ist, kann bei scharfen Bremsmanövern nur ein Teil der Bremsenergie gespeichert werden. Je sanfter der Bremsvorgang, umso größer der Anteil der zurückgespeisten Bremsenergie. So kann innerstädtisch bis zu 30 % Energie eingespart werden.[52]

Verbrauch und Wirkungsgrad

Die Menge der nötigen Antriebsenergie eines Fahrzeuges ist vor allem von den Parametern Luft- und Rollwiderstand sowie der Fahrzeugmasse abhängig. Die Antriebsart ist als Bestandteil der Fahrzeugmasse ebenfalls relevant, da die Massen von Akkumulatoren und Flüssigtreibstoffen bei gleicher Reichweite des Fahrzeugs unterschiedlich sind (siehe auch Energiedichte von Energiespeichern).

Elektromotoren haben einen sehr hohen Wirkungsgrad und daher weniger Energieverluste als konventionelle Antriebe mit Verbrennungsmotoren. Dies wirkt sich insbesondere im Teillastbetrieb aus. Hier ist der Wirkungsgradunterschied im Vergleich zum Verbrennungsmotor besonders hoch. Da Automobile im Stadtverkehr fast immer mit Teillast fahren, ist der Elektroantrieb hier besonders geeignet. Außerdem verbraucht ein Elektromotor während des Fahrzeugstillstands keine Energie. Elektrofahrzeuge können die Fähigkeit besitzen, beim Bremsen durch Nutzbremsung einen Teil der Antriebsenergie zurückzugewinnen. Jedoch müssen dabei Verluste bei der Gewinnung, Übertragung und Speicherung der elektrischen Energie in eine Gesamtbetrachtung einbezogen werden. Genaue Verbräuche nach genormten Fahrzyklen liegen bei Elektrofahrzeugen nur selten vor.

Betrachtet man den Wirkungsgrad der Fahrzeuge in Bezug zur direkt zugeführten Energie (zum Beispiel ab Tankstelle beziehungsweise Steckdose), dann entscheidet die Effizienz der im Fahrzeug erfolgten Energieumwandlung über den Wirkungsgrad. Da Elektromotoren typischerweise Wirkungsgrade von 85 % bis 95 % und auch die zugehörige Elektronik bis 95 % aufweisen, sind Elektroantriebe den Verbrennungsmotoren mit Wirkungsgraden von maximal 35 % beim Benzinmotor oder maximal 45 % beim Dieselmotor deutlich überlegen, weil bei einem Verbrennungsmotor ein Großteil der Energie in Wärme umgewandelt wird.[53] In Fahrzeugen verwendete Elektromotoren zeigen über die ganze Lastkurve einen sehr guten Wirkungsgrad, während bei Verbrennungsmotoren im Teillastbereich der Wirkungsgrad besonders stark sinkt. Dies kann jedoch durch Verluste beim Laden und Betrieb der Akkus sowie dem Wirkungsgrad des Stromerzeugers mehr als kompensiert werden. Im theoretischen Idealfall geht beim Stop-and-Go-Verkehr nur wenig Energie verloren (Rollreibung und Verluste im Motor, Batterie und Antrieb).

Diese Sichtweise blendet jedoch die Verluste bei der Bereitstellung der elektrischen Energie aus. Will man den Wirkungsgrad des Gesamtsystems "Auto" betrachten, muss man auch die vorgelagerten Verluste bei Energiewandlungen und von Energieübertragungen betrachten. Da die Wirkungsgrade der traditionellen Stromkraftwerke in Bezug auf den Primärenergieeinsatz, diese sind je nach Kraftwerkstyp verschieden, überwiegend zwischen 30 % und 60 % liegen und die Leitungsverluste im Stromnetz zu Buche schlagen, liegt der Primärenergieverbrauch um ein Vielfaches über dem eigentlichen Stromverbrauch. Der Primärenergiefaktor (also die Angabe um wie viel mehr Primärenergie eingesetzt wird, als elektrische Energie genutzt werden kann) liegt in Deutschland gemäß Energieeinsparverordnung bei 2,7. Damit liegt der Wirkungsgrad in Bezug auf den Primärenergieeinsatz von Autos mit Verbrennungsmotoren und Elektromotoren auf ähnlichem Niveau. Dieses Verhältnis verlagert sich jedoch bei zunehmender Erneuerung des Kraftwerksparks zugunsten der Elektrofahrzeuge, weil neuere Kraftwerke höhere Wirkungsgrade haben und weil der Anteil an erneuerbarer Energie im Stromnetz stetig steigt. Völlig unabhängig lässt sich dieses Verhältnis zugunsten des Elektrofahrzeugs gestalten, wenn dessen Betreiber beispielsweise die Energieversorgung des Fahrzeugs aus erneuerbaren Energiequellen sichert, beispielsweise indem er sich in einen Windpark einkauft.

Der Vergleich der Gesamtwirkungsgrade ist sinnvoll, solange ein hoher Anteil fossiler Brennstoffe im Energiemix der Stromerzeugung vorhanden ist. Wird in einem Land, wie zum Beispiel Norwegen der Strom überwiegend aus Wasserkraft gewonnen, spielt der Wirkungsgrad in Bezug auf die Kohlendioxid-Emissionen eine viel kleinere Rolle. Trotzdem, oder gerade bei einem hohen Anteil an regenerativen Energiequellen, ist der Gesamtwirkungsgrad aus wirtschaftlichen Aspekten essentiell, da gerade die regenerativen Energien heutzutage noch teurer als die fossilen sind.

Batterie-Management-System

Für die Akkumulatoren werden Batteriemanagementsysteme (BMS) verwendet, welche die „Lade- und Entladesteuerung, Temperaturüberwachung, Reichweitenabschätzung und Diagnose“[54] übernehmen.

Energiespeicher

Zentraler Punkt in der Entwicklung von Elektroautos ist der Energiespeicher, da ein Automobil – anders als etwa Schienenfahrzeuge – während der Fahrt nicht mit dem allgemeinen Stromnetz verbunden sein kann. Erst durch leistungsfähige Energiespeicher mit einer hohen Energiedichte können Elektroautos Reichweiten erzielen, die denen von verbrennungsmotorisch angetriebenen Autos ebenbürtig sind. Reichweiten von bis zu 500 km sind nach heutigem Stand realisierbar.

In der folgenden Tabelle wird verglichen, welchen Treibstoffvorrat ein Auto bei unterschiedlichen Antriebsarten laden und transportieren muss, um ohne Nachzutanken etwa 400 km weit zu fahren. Dafür benötigt man etwa 50 kWh Antriebsenergie (siehe Kraftstoffverbrauch). Es fließen Schätz- und Mittelwerte ein, daher gilt bei allen Zahlenwerten eine Toleranz von etwa ±30 %.

Treibstoff Energiedichte
(kWh/kg)
Antriebskomponente mittlerer
Wirkungsgrad des Antriebs
Gesamtmasse des
Energiespeichers in kg
für 50 kWh nutzbare
Energie
Strom aus Bleiakkumulator 0,03 Elektromotor
mit Nutzbremse
95 %
bis zu 97 %
1350
Strom aus
Lithium-Ionen-Akkumulator
0,13 Elektromotor
mit Nutzbremse
95 %
bis zu 97 %
311
Dieselkraftstoff 11,8 Dieselmotor
mit Getriebe
25 %
23,5 %
18 (+50 Tankbehälter)
Superbenzin 12,0 Ottomotor
mit Getriebe
15 %
14 %
29 (+50 Tankbehälter)
Flüssiger Wasserstoff 33,3 Wasserstoffspeicherung
Brennstoffzelle PAFC
Elektromotor

38 %
95 %
4,1 (+Tankbehälter)
Druckwasserstoff 700 bar Wasserstoffspeicherung
Brennstoffzelle PEMFC
Elektromotor

60%[55]
95 %
3 (+125[56] Tankbehälter)

Anmerkungen:

  • Bei Nutzbremsung wird der Energiespeicher aufgeladen. Das Ersparnis hängt dabei maßgeblich von der Fahrweise ab, darüber hinaus von der Dimensionierung der Antriebe und dem Wirkungsgrad der Leistungselektronik.
  • Die Energiedichte bei Benzin, Diesel und Wasserstoff ist als unterer Heizwert angegeben. Mit geeigneten Maschinen kann auch der obere Heizwert bzw. Brennwert des Kraftstoffs genutzt werden, der ca. 10 % höher ist.
  • Diesel- und Ottomotor laufen nicht ständig bei optimaler Drehzahl und Belastung, deshalb liegen die mittleren Wirkungsgrade deutlich unter den Maximalwirkungsgraden 45 % bzw. 30 %. Der Wirkungsgrad ist hier auf den unteren Heizwert des Treibstoffs bezogen.
  • Bei Akkus ist die Masse des Behälters im Wert der Energiedichte bereits enthalten, bei Diesel, Benzin und Wasserstoff muss er addiert werden. Aufgrund der leichten Elektromotoren, des Wegfalls eines Schaltgetriebes und der Startbatterie ergeben sich beim Elektrofahrzeug weitere Gewichtseinsparungen, die hier nicht berücksichtigt sind.

Akkumulatoren

Für die Energiespeicher gibt es verschiedene Konzepte: Favorisiert wird derzeit (2010) der Akkumulator (u. a. NiMH und Li-Ion, Zebra-Batterie).

Verfügbare Akkumulatoren haben zumeist eine relativ kurze Lebensdauer. Diese lässt sich mit der Zyklenfestigkeit definieren. Das ist die maximal mögliche Anzahl von Ladungen und Entladungen bis zu einem deutlichen Verlust an Kapazität. Sie ist abhängig von Typ und Beanspruchung des Akkus. Übliche Bleiakkus, die als Starterbatterien für Verbrennungsmotoren dienen, sind nicht auf hohe Zyklenfestigkeit optimiert und sind für Antriebszwecke deshalb ungeeignet. Bleiakkus speziell für Traktionszwecke sind besser geeignet, haben aber immer noch zu geringe Zyklenfestigkeit. Bei geparkten und bei fahrenden Elektroautos müssen die Lithium-Ionen-Akkumulatoren bei tiefen Temperaturen gewärmt (nur Lithium-Polymer-Akkus) und bei hohen Temperaturen gekühlt werden.

Reichweiten von 300 km bis 500 km und mehr werden erst durch den Einsatz von Akkumulatoren auf Lithiumbasis (Lithium-Ionen-Akku bzw. Lithium-Polymer-Akku und in Zukunft Lithium-Luft-Akkumulator) möglich, die eine wesentlich höhere Energiedichte bei gleichzeitig reduziertem Gewicht haben. Theoretisch kann zwar bei jedem Fahrzeug, das bisher mit Blei- oder Nickel-Cadmium-Akkumulatoren fährt, diese gegen Lithium-Ionen-Akkumulatoren ausgetauscht und das entsprechende Ladegerät nachgerüstet werden, um ein Vielfaches der ursprünglichen Reichweite zu erzielen. Der Austausch ist jedoch noch sehr kostspielig: Ein Akkusatz mit 10 kWh Kapazität kostet 2011 etwa 3500 €. [57] Beim Austausch alter Lithium-Ionen-Akkus gegen neue muss ein solcher Austausch allerdings nicht mehr zwingend gleichermaßen kostspielig werden. Mittlerweile gibt es nämlich intelligente Batterie-Management-Systeme, die es gestatten, Teilblöcke der Traktionsbatterie, in welchen in der Regel eine kleine Anzahl galvanischer Einzelzellen zusammengefasst sind, einzeln auszutauschen. Das bedeutet, dass mit Hilfe solcher BMS nur einzelne defekte Teilblöcke ausgetauscht werden müssen und nicht mehr der komplette Akkusatz. Es ist derzeit allerdings noch nicht für jeden Hersteller selbstverständlich, dass derartige fortgeschrittene Batterie-Management-Systeme in die Konstruktion neuer Elektroautomodelle integriert werden.

Bei weiter sinkenden Kosten für Batterie-Management-Systeme sollten nicht nur Teilblöcke überwacht werden können, sondern jede einzelne Zelle. Statt Austausch der defekten Zelle sollte diese nur stillgelegt werden können und damit erheblich Kosten gespart werden.

Die meisten Elektrofahrzeuge eignen sich hauptsächlich für den Einsatz in der Stadt und auf Kurzstrecken. In der Vergangenheit nutzten die meisten Elektroautos Akkumulatortypen (Pb, NiCd), die lediglich für einen Betrieb von etwa einer Stunde mit Höchstgeschwindigkeit reichten oder mit denen mit einer Ladung 40 bis 130 Kilometer zurückgelegt werden konnten. Um diese Reichweiten zu erzielen, wurden Energiesparmaßnahmen wie Leichtbau und der Verzicht auf Sonderausstattungen eingesetzt.

Die im Vergleich zum Tankvorgang beim Verbrennungsmotor langen Ladezeiten der Akkumulatoren sind weitere Nachteile. Der Stadtwagen Mitsubishi i MIEV wurde mit noch einmal verbessertem Lithium-Ionen-Akkusatz von 130 km auf eine Reichweite von 160 km gebracht. Dabei bietet die Technik der Lithium-Ionen-Akkumulatoren noch erhebliche Entwicklungsmöglichkeiten. Volkswagen hat auf der IAA 2009 seinen Stadtwagen E-Up! vorgestellt, der ab 2013 in Serie gehen soll und mit Li-Ion-Batterien ausgestattet eine Reichweite von 130 km bietet. Weiterhin wurde auf der Gründungsveranstaltung „Nationale Plattform Elektromobilität“ im Mai 2010 in Berlin der neue Golf Blue-E-Motion für das Jahr 2013 angekündigt. Dieser soll mit einem 85 kW/115 PS starken Elektromotor ausgestattet sein und über eine Reichweite von 150 km verfügen.[58][59] Im Hause VW rechnet man nicht damit, dass Elektromobile vor 2020 eine wirtschaftlich bedeutende Produktionsmenge erreichen werden. Es wird zwar davon ausgegangen, dass bis dahin die komplette VW-Flotte einen Elektromoter besitzt, aber nur ein kleiner Anteil davon (ca. 3%) reine Elektroautos sein werden.[60]

Am 26. Oktober 2010 ist erstmals ein alltagstaugliches Elektroauto von München nach Berlin gefahren, teilten das Technologieunternehmen DBM Energy und der Stromanbieter lekker Energie in Berlin mit. Die 605 Kilometer, die der speziell umgebaute Audi A2 mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 98 km/h bei kühlen Temperaturen zurücklegte, sind (unter den vorliegenden Bedingungen) die weiteste jemals ohne Ladestopp gefahrene Strecke. Forschern der in Berlin ansässigen DBM Energy GmbH sei es gelungen, einen neuartigen Hochleistungsakku zu entwickeln,[61] der im Bereich leistungsorientierter Anwendungen neue Maßstäbe setzt. Laut DBM kann im Vergleich zu traditioneller Akku-Technologie eine Leistungssteigerung von bis zu 400 % erreicht werden. Mit einem garantierten Wirkungsgrad über 95 % ist eine Energiekostenersparnis von bis zu 70 % möglich.[62] Der ADAC äußert jedoch ernsthafte Zweifel an der Seriosität der Behauptungen bezüglich dieser Testfahrt und des verwendeten Akkus,[63] zumal das "Lekker-Mobil" im Dezember unter bislang nicht geklärten Umständen verbrannte.[64] Die Zweifel an der Batterie gründen unter anderem auch auf der behaupteten Energiedichte von weit über 300 Wh/kg. Inzwischen hat auch Bundeswirtschaftsminister Rainer Brüderle eine Untersuchung durch die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) angeordnet. Nichtsdestoweniger klingen die Erklärungen, die DBM-Energy-Chef Mirko Hannemann vor dem Hintergrund der nicht geklärten Umstände des Brandes zu den Geschehnissen gemacht hat, durchaus plausibel und nachvollziehbar.[65]
Etwa um den 30. März 2011 sind die Untersuchungsergebnisse der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) und der DEKRA zum Akkusystem von DBM-Energy vorgelegt worden. Danach hat das sogenannte "Kolibri-Akkusystem" die sicherheitstechnischen Tests sowie die Reichweitentests im eingebauten Zustand in einem Fahrzeug seitens der beiden Institutionen bestanden. [66][67] Prof. Dr. Volkmar Schröder von der BAM bestätigte die Ergebnisse in puncto Sicherheit des Akkusystems. [68] Die Zeitschrift "AutoBILD" hält dagegen die Zweifel an der Rekordfahrt des sogenannten "Lekker-Mobils" für noch nicht entkräftet, da im Versuchsfahrzeug der DEKRA nicht ein Akkusystem mit gleicher, sondern kleinerer Ladekapazität als beim "Lekker-Mobil" verwendet wurde und die Ladekapazitäten nicht einfach hochgerechnet werden können, so AutoBILD.[69] Das Versuchsfahrzeug der DEKRA hat mit ca. 36% kleinerer Akkuladekapazität ( ca. 63 kWh an Stelle von ca. 99 kWh) eine Reichweite von 454,82 km auf dem Rollenprüfstand erbracht. Bei Annahme einer linearen Skalierung würde dies bei dem größeren Akku eine Reichweite von über 714 km und somit 18% mehr als bei der Rekordfahrt entsprechen.[70]
Für das Jahr 2011 hat DBM-Energy-Chef Hannemann geplant, in Sachen Langstreckenfahrten noch nachzulegen: er beabsichtigt, mit einem Elektroauto eine Fahrt über eine Distanz von 1000 Kilometern durchzuführen. [71]

In der Zeit vom 18.–20. Januar 2011 hat der japanische Kleinserienhersteller TGMY auf der Dritten Elektro- und Hybridantriebssystem-Technikausstellung in Tokio sein neuestes Modell, den TGMY Himiko, vorgestellt. Dieser Roadster, der aus einem umgebauten Mitsuoka Himiko (aufbauend auf dem Mazda NC MX-5-Fahrgestell) hervorgegangen ist, ist mit einem System aus Lithium-Polymer-Akkus bestückt und erreicht eine Reichweite von 550 km. [72][73] Dies übertrifft den 2012 in Großserie gehenden Tesla Model S, der in seiner Langstreckenvariante eine Reichweite von bis zu 300 Meilen (= 482 km) erreicht. [74]

Brennstoffzellen

Beim Einsatz von Brennstoffzellen wird die Energie in Form von Wasserstoff oder niedermolekularen Alkoholen (Methanol, Ethanol) im Fahrzeug mitgeführt. Brennstoffzellen sind kommerziell bereits verfügbar, Brennstoffzellenfahrzeuge beschränken sich jedoch derzeit noch auf Kleinserien.

Das Nachtanken gestaltet sich ähnlich wie bei benzin- oder gasbetriebenen Verbrennungmotorfahrzeugen. Insgesamt erreicht der Verbund Brennstoffzelle/Tank eine höhere Energiedichte als Akkumulatoren. Für Brennstoffzellen notwendiger Kraftstoff muss hergestellt, transportiert und über ein noch aufzubauendes Tankstellennetz vertrieben werden. Diese Kraftstoffe können aus fossilen Rohstoffen, aus Biomasse oder mittels elektrischer Energie (Elektrolyse) gewonnen werden.

Im Vergleich der Wirkungsgrade bei elektrischer Energie als Primärenergie ergibt sich für die wasserstoffbetriebene Brennstoffzelle ein geringerer Wirkungsgrad als für den Akkumulator:

  • Der Wirkungsgrad der Elektrolyse (Wasserstoffherstellung) beträgt ca. 70 %, die Verluste durch Verdichtung auf 700 bar betragen 12% und die Brennstoffzellen (PEM) schaffen im Normalbetrieb nicht über 60 %[55], was ohne Wasserstoffverluste einen Gesamtwirkungsgrad von 37 % ergibt.
  • Ein Akkumulator erreicht bei einem Wirkungsgrad der Netzdurchleitung von 92 % und des Ladegerätes von 85 % bei einem NiMH-Akkumulator mit 60 % eine Effizienz von insgesamt 47 %, beim Lithium-Ionen-Akkumulator (bis über 90 %) ergibt sich bis zu ca. 70 %.

Trotz des schlechteren Wirkungsgrades bei der Energiebereitstellung liegt der Vorteil des Wasserstoffs in der höheren Energiedichte. Um eine Reichweite von 500 km zu erzielen errechnet sich das Batteriegewicht von Lithium-Ionen-Akkus bei einem Energiegehalt von 0,13 kWh/kg und dem Verbrauch eines Mittelklassefahrzeugs wie dem Chevrolet Volt von 22,4 kWh/100 km.[75] auf 862 kg (ohne das zusätzlich erforderliche Kühlsystem). Ein komplettes Wasserstofftanksystem für die gleiche Reichweite wiegt nur 125 kg.[76]

Der Autohersteller Ford gab am 24. Juni 2009 bekannt, dass die Arbeiten an Brennstoffzellen eingestellt werden. Ford setzt in Zukunft auf Akkus und Elektromotor.[77] Im Dezember 2010 erklärte Ford allerdings, dass intern weiter an der Brennstoffzelle gearbeitet werde.[78]

Im April 2011 erklärte Opel dass batteriegestützte Elektrofahrzeuge wegen der kurzen Reichweiten und der langen Ladezeiten nur für den Nahbereich als sinnvoll betrachtet werden. Der mit Wasserstoff betriebenen Brennstoffzelle werden langfristig durchaus bessere Zukunftschancen eingeräumt. Opel kündigt an ab 2015 erste Fahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieb in Serie zu fertigen und den Aufbau einer flächendeckenden Infrastruktur für Wasserstofftankstellen parallel zur Markteinführung voranzutreiben. Im Zusammenhang mit der Energiewende und dem Kernkraftausstieg wird erwogen überschüssige Energie aus Wind- und Solarkraftwerken zur Produktion von Windgas zu verwenden. Ein erstes Pilotprojekt ist mit dem Windkrafterzeuger Enertrag geplant.[79]

Die Fahrzeughersteller Toyota, Nissan, Mercedes-Benz und Honda haben die Produktionskosten für wasserstoffgetriebene Fahrzeuge inzwischen drastisch reduziert. Toyota plant den Einsatz von Großserien in Japan ab 2015 in Verbindung mit zahlreichen Wasserstofftankstellen in den japanischen Metropolregionen.[80]

Um die Alltagstauglichkeit des Wasserstoffantriebes nachzuweisen, hat Mercedes-Benz eine Weltumrundung mit mehreren Brennstoffzellenfahrzeugen der B-Klasse erfolgreich abgeschlossen. Bereits 200 Serienfahrzeuge dieses Typs sind 2010 an Kunden ausgeliefert worden.[81]

Daimler, wird die Serienfertigung von Brennstoffzellenfahrzeugen entgegen der ursprünglichen Planung um ein Jahr auf 2014 vorziehen. Der Preis soll nur etwa 20% über dem eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor liegen.[82]

Kondensatoren

Capabus beim Aufladen in der Haltestelle auf der Expo 2010 in Shanghai

In Shanghai/China gibt es experimentelle Autobusse, die Superkondensatoren als einzigen Speicher der Antriebsenergie verwenden und in den Haltestellen aufladen. Es gibt Versuche, Kondensatoren und Akkumulatoren zu kombinieren.[83] Der Kondensator übernimmt hierbei die Spitzenlast und schont damit den Akkumulator. Doppelschicht-Kondensatoren sind als Energiespeicher dem Akkumulator zwar insbesondere in der Leistungsdichte und praktisch allen Kennwerten außer der Energiedichte weit überlegen, sie erreichen jedoch nur etwa 5 Wh/kg und sind damit etwa um den Faktor 10 schlechter als Akkumulatoren. Kondensatoren haben kaum eine Beschränkung beim Lade- und Entladestrom. Dies ist beim Nutzbremsen und Anfahren ein Vorteil. Der Wirkungsgrad eines Kondensators beträgt nahezu 100 %, da keine chemische Umwandlung stattfindet, jedoch gibt es eine ständige Selbstentladung, die typischerweise höher als die von Akkumulatoren ist. Es gibt keinen Memory-Effekt oder Beschränkung der Anzahl der Ladezyklen und es kann in jedem Ladezustand geladen oder entladen werden. Wegen des anderen Spannungsverlaufes eines Kondensators (lineare Entladung bis 0 V) können Akkumulatoren jedoch nicht einfach gegen Kondensatoren getauscht werden – andere Fahrtregler für stark variable und niedrige elektrische Spannungen sind notwendig, da sonst nur ein kleiner Teil der gespeicherten Energie genutzt werden kann.

Reichweitenvergrößerung – Hybridantrieb

Generatorenanhänger als Idee von AC Propulsion zur Lösung des Reichweitenproblems an den Tagen, an denen die Batteriereichweite zu gering ist: Genset trailer

Da die Akkutechnik noch keine großen Reichweiten erlaubt, die Ladezeiten pro Vollaufladung bis zu acht Stunden dauern und die Stromtankstellendichte noch sehr gering ist, werden teilweise Zusatzgeräte zur Erzeugung von elektrischem Strom im Fahrzeug eingesetzt. Diese „(Reichweiten)verlängerer“ werden häufig Range Extender genannt. Im einfachsten Fall wird dabei ein Notstromaggregat im Fahrzeug mitgeführt. Nach genau dem gleichen Prinzip arbeitet der serielle Hybridantrieb, jedoch mit fest installiertem Stromerzeuger. Die nebenstehende Grafik zeigt schematisch den Aufbau eines seriellen Hybridantriebs.

Serieller Hybrid, schematisch

Hybridfahrzeuge werden für eine größere Marktverbreitung von Fahrzeugen mit Elektromotoren favorisiert. Die Kombination von Elektroantrieb, Generator, Akkumulator und Verbrennungsmotor erlaubt eine große, von Aufladepunkten unabhängige Reichweite. Teilweise kann der Akkumulator auch direkt am Stromnetz aufgeladen werden (Plug-in-Hybrid). Kritisiert hat diese Entwicklungslinie Hondas Präsident Takeo Fukui: Er betrachte diese Fahrzeuge als akkubetriebene Elektrofahrzeuge, die überflüssigerweise einen Verbrennungsmotor und Benzintank mit sich herumschleppen.[84]

Lösungsansätze, um diese Zusatzlast im Kurzstreckenbetrieb zu vermeiden, gibt es zum Beispiel von Mindset oder AC Propulsion. Sie setzen beide auf Generatoren, die bei Bedarf in oder an das Elektroauto angebaut werden können, wobei Mindset die Entwicklung seines Elektroautoprojektes 2009 weitgehend eingestellt hat.[85][86][87]

Als Alternative zu Benzin- oder Dieselgeneratoren werden Brennstoffzellen als Energielieferant gesehen. Dieser stehen gegenwärtig aber die Nachteile der Brennstoffzelle wie geringe Lebensdauer, hohen Kosten, fehlendes Tankstellennetzwerk und geringe Reichweite entgegen (siehe auch Brennstoffzellenfahrzeug).

Bei Niedrigenergiefahrzeugen kann auch über Solarzellen die Reichweite vergrößert werden. Ein zusätzlicher Pedalantrieb bei Leichtfahrzeugen kann einen reinen Elektroantrieb unterstützen (zum Beispiel Twike).

Fahrzeugemissionen

Elektroautos sind als emissionsfreie Fahrzeuge insbesondere dort sinnvoll, wo es gilt, lokale Schadstoffemissionen zu reduzieren (z. B. zur Bekämpfung von Smog). Sie erfüllen die "zero emission"-Vorschriften, die in Kalifornien seit 1990 zur Luftreinhaltung gelten.[88]

Beim Verkehrslärm lassen sich zum Teil Lärmminderungen erreichen. Elektromotoren sind zumeist sehr leise, was daran liegt, dass sie keine lauten explosionsartigen Verbrennungen zur mechanischen Energieerzeugung, wie zum Beispiel Dieselmotoren, nutzen. Lärmreduzierungen machen sich hier vor allem bei Lastkraftwagen und motorbetriebenen Zweirädern bemerkbar. Die zunehmend dominierenden Reifen-Fahrbahn-Geräusche entsprechen dagegen denen üblicher Antriebe. Etwa 50 % der Bevölkerung sind derart durch Verkehrslärm beeinträchtigt, dass Schäden an Körper und Psyche zu befürchten sind. 15 % sind sogar gefährdet, Herz-Kreislaufprobleme davon zu tragen.[89]

Feinstaub-Emissionen bleiben nur gering durch Reifenabrieb und Bremsvorgänge erhalten. Letztere werden teilweise durch Energie-Rückgewinnungs-Systeme vermindert. Doch ein großer Teil würde durch die fehlenden Abgase der Verbrennungsmotoren verschwinden, die zu schweren Atemwegserkrankungen führen können.[89]

Elektrofahrzeuge können je nach Primärenergieeinsatz Emissionen für ihren Betrieb vom Fahrzeug weg zu den Kraftwerken verlagern, in denen der Strom für ihren Betrieb produziert wird. Sie können auch insgesamt stark verringert werden, wenn emissionsfreie oder regenerative Primärenergien, wie Windenergie, Photovoltaik oder Bioenergien eingesetzt werden.

Bei Betrachtungen zur Umwelt- und CO2-Belastung muss die Produktion des für das Auto verwendeten Stroms betrachtet werden. Beispielsweise bedeutet der deutsche Strommix 2007 eine CO2-Emission von 550 Gramm CO2 pro kWh. Bei dieser Betrachtungsweise ist die Klimabilanz von Elektroautos in Deutschland in etwa gleich wie bei Autos mit Verbrennungsmotor.[90] Bei Verwendung von Ökostrom schneiden Elektroautos deutlich besser ab.

Elektronische Schnellabschaltung gegen Stromschlag als Unfallschutz

Nicht wenige Elektroautos besitzen "Hochvolt"-Technik an Bord (welche Spannungen im "oberen Niederspannungsbereich" anliegen lässt), was oftmals konstruktiv gewollt ist, um hohe Leistungen bei relativ kleinen Strömen beziehen zu können - bei einer gleichzeitigen Inkaufnahme von hohen Betriebsspannungen an Traktionsbatterie und Leistungselektronik. Um bei Unfallereignissen Fahrzeuginsassen, Helfer und Rettungskräfte vor Stromschlägen zu schützen, muss eine Erschütterungssensor-gesteuerte Abschaltelektronik innerhalb von 150 Millisekunden nach dem Aufprall die Batterie vom Auto-internen Stromnetz trennen können. Dies gilt als technische Maßgabe, resultierend aus einschlägigen Unfallverhütungsvorschriften, die international Beachtung finden. [91]

Wirtschaftlichkeit

Den sehr niedrigen Betriebskosten von Elektrofahrzeugen stehen noch hohe Anschaffungskosten infolge teurer Kleinserienfertigung gegenüber. Der Energiebedarf des I-MiEV beträgt im Betrieb 10,7 kWh pro 100 km.[92] Diese Menge kostete am 1. März 2011 bei den Stadtwerken in Clausthal-Zellerfeld 2,60 €.

Die Akkumulatoren verursachen einen großen Teil der Anschaffungskosten, sie besitzen eine begrenzte Lebensdauer und müssen nach einigen Jahren ersetzt werden. Eine Kilowattstunde elektrische Speicherkapazität kostet bei Verwendung von Lithium-Ionen-Zellen derzeit 700 bis 1000 Euro.[93]

Bleiakkumulatoren sind deutlich kostengünstiger, haben allerdings eine beschränkte Lebensdauer zwischen 5.000 und 50.000 km. Die mittlerweile verbotenen Nickel-Cadmium-Akkumulatoren waren teuer, hatten dafür aber eine sehr hohe Lebensdauer, die erfahrungsgemäß zwischen 100.000 und 250.000 km lag.

Beispiel: Der CityEL ist ein elektrisches Leichtkraftfahrzeug mit Platz für eine Person. Mit Bleiakkumulatoren beträgt seine übliche Reichweite zwischen 40 und 60 km, mit Nickel-Cadmium-Akkumulatoren steigt sie auf etwa 70-80 km. Ein Versuch mit Lithium-Ionen-Akkumulatoren brachte eine Reichweite von etwa 300 km. Die Anschaffungskosten dafür betrugen allerdings schon etwa 5000 €. Bei diesem Versuch war die maximale Beladung mit Akkumulatoren jedoch noch nicht erreicht; würde man diese vollständig ausnutzen, wären etwa 450 km pro Ladung möglich.

Schon jetzt werden bei modernen Elektrofahrzeugen mit Lithium-Ionen-Akkumulatoren die erheblichen Mehrkosten für den Akkumulator durch den höheren Gesamtwirkungsgrad und die dadurch erheblich niedrigeren Energiekosten weitgehend ausgeglichen.

Zyklusfestigkeit der Akkusysteme

Aufgrund der hohen Preise für die Akkumulatoren hängt die Wirtschaftlichkeit des Elektroautos entscheidend von der Zyklusfestigkeit der Akkus ab, d. h. wie oft sie wiederaufgeladen werden können, ehe sie unbrauchbar werden.

Erfahrungen mit Akkus im schnurlosen Telefon und in Computern haben gezeigt, dass ihre Lebensdauer wesentlich von guter Beschaltung abhängt. Batteriemanagementsysteme (BMS) sind bei Akkumulatoren mit vielen Zellen unabdingbar. Sie verhindern die schädliche und eventuell sicherheitskritische Überladung oder Tiefentladung der Akkuzellen. Sehr zu empfehlen ist die Überwachung jeder einzelnen Zelle, damit reagiert werden kann, bevor weitere Zellen geschädigt werden.

Damit beim Ausfall einer einzelnen Zelle nicht das gesamte Akkusystem erneuert werden muss, sollten diese einzeln austauschbar sein.

Marktentwicklung

Studien gehen davon aus, dass die Ära des Verbrennungsmotors aus Kostengründen zu Ende geht und er eventuell durch den Elektromotor ersetzt wird.[30][94] Der Vorstandsvorsitzende von VW Martin Winterkorn sieht im Elektroauto die Zukunft der Automobilindustrie.[1] Teilweise wird schon ein Elektroauto-Boom gesehen, wobei der prognostizierte Marktanteil bei VW für 2020 auf nur 2 bis 3 % geschätzt wird.[95] Auch Daimler-Entwicklungsvorstand Thomas Weber meint, dass der Elektroantrieb die Zukunftstechnologie schlechthin sei.[2]

Deutschland

Deutschland kann auf eine langjährige Tradition im Elektro-Automobilbau zurückblicken. Vor über 100 Jahre gab es in Deutschland schon ca. 30 Automobilfirmen, die Elektroautos produzierten. Nur zwei Jahre nach "125 Jahre Automobil" kann Deutschland 2013 "125 Jahre deutsches Elektroauto" feiern. Laut dem Entwicklungsplan Elektromobilität sollen bis 2020 eine Million Elektrofahrzeuge auf deutschen Straßen unterwegs sein. [96]

Europa

Die britische Labour-Regierung verkündet einen Plan, der die Einführung von Elektroautos durch massive staatliche Fördermaßnahmen unterstützen und damit die CO2-Ziele erreichen helfen soll.[97]

Der Markt für Elektroautos ist entgegen der Medienpräsenz des Themas klein. Bei insgesamt 3,8 Mio. Neuzulassungen 2009 wurden nur 162 Elektroautos neu in den Verkehr gebracht (2008: 36 Neuzulassungen). Am Jahresende 2009 waren in Deutschland 1588 solcher Fahrzeuge zugelassen.[98][99][100] Im Jahr 2010 wurden 541 Elektroautos neu zugelassen.[101] Am Jahresende 2010 waren damit 2307 Elektroautos zugelassen. Zusätzlich waren 37.256 Hybrid-Fahrzeuge registriert.[102]

In Deutschland sollen laut eines Beschlusses der Bundesregierung aus dem Jahr 2009 bis 2020 eine Million Elektroautos fahren. Dieses Vorhaben hat auch Bundeskanzlerin Merkel im Monat Mai 2011 bekräftigt und stellte eine noch stärkere Förderung ab 2012 in Aussicht. Heute kann man Elektrofahrzeuge, die in Serie (zumeist in Handarbeit) hergestellt werden, von verschiedenen Herstellern käuflich erwerben (siehe Liste der Elektroautos).

China

Elektrotaxi in Shenzhen (BYD e6)

Wie die New York Times Anfang 2009 meldete, hat die chinesische Regierung einen Plan angenommen, der China binnen drei Jahren zum Weltmarktführer in der Produktion von teilweise und gänzlich mit Elektroenergie betriebenen Kraftfahrzeugen machen soll.[103] Führend sind in China dabei die Unternehmen BYD (Shenzhen) mit den Modellen f3DM (Dualmodus) und e6 sowie Geely (Hangzhou) mit dem Elektro-Modell Panda. In Hongkong wurde 2009 das Elektroauto MyCar vorgestellt, das von der EuAuto Technology Limited zusammen mit der Hongkong Polytec University entwickelt wurde. Das ebenso zur Hongkonger Mei Lun Group gehörende Unternehmen Bente produziert mehrere Elektroautos in der Provinz Anhui.

In China hat die Regierung im Jahr 2008 eine Kampagne unter dem Motto „Zehn Städte, Eintausend Fahrzeuge“ gestartet.[104] Mit dem Plan einer Inbetriebnahme von 1000 Fahrzeugen jedes Jahr in mindestens zehn Städten sollen die Menschen zum Kauf von Elektroautos angeregt werden. Am 17. Mai 2010 wurden die ersten 30 Elektroautos vom Typ e6 von BYD als Taxis in Shenzhen in Betrieb genommen. Bis Jahresende soll die Anzahl auf 100 erhöht werden.[105]

Während der Expo 2010 wurden für den Verkehr auf dem Expo-Gelände 120 Elektrobusse von Volvo sowie 100 kleinere Elektro-Spezialfahrzeuge NAC der Nanjing Automobile Group mit 4–11 Sitzen eingesetzt. Der Ladevorgang an der Hauptladestelle dauerte bei den Bussen 8 Stunden, womit eine Reichweite von 100 Kilometern erreicht wurde. Ferner war der Austausch der Akkus möglich. An den Haltestellen in der Expo-Avenue war ein kurzzeitiges Aufladen bis zu 5 Minuten möglich. Nach der Expo sollten diese Busse in Shanghai zum Einsatz kommen.[106]

Vereinigte Staaten

Im Jahr 2011 waren in Texas und Kalifornien bereits zehn E-Busse im Betrieb. Bei den eingesetzten Fahrzeugen "kann das Nachladen auch direkt an ausgewählten Haltestellen erfolgen, während Passagiere aus- und einsteigen". [107]

Internationale Übereinkünfte

Die Europäische Union, die USA und Japan möchten eine weltweite Angleichung der Vorschriften für Elektrofahrzeuge erreichen. Durch einheitliche Vorschriften soll die internationale Wettbewerbsfähigkeit und damit auch die Verbreitung von Elektrofahrzeugen erhöht werden. Die EU, die USA und Japan haben ihre Pläne für eine internationale Übereinkunft am 17. November 2011 in Brüssel vorgestellt und wollen nun auch andere Länder für das Projekt gewinnen. Konkret sollen zwei informelle Arbeitsgruppen für Elektrofahrzeuge im Rahmen des Übereinkommens über globale technische Regelungen von 1998 eingerichtet werden, die sich jeweils mit Sicherheits- und Umweltaspekten der Fahrzeuge befassen sollen und internationale Regelungsansätze austauschen und ausarbeiten sollen.[108][109]

Energiewirtschaftliche Aspekte und Elektromobilität

Hauptartikel: Elektromobilität

Elektromobilität ist ein politisches Schlagwort, das vor dem Hintergrund der Nutzung von Elektrofahrzeugen für den Personen- und Güterverkehr, sowie der Bereitstellung der zum Aufladen am Stromnetz benötigten Infrastruktur (Stromtankstellen) genutzt wird. Das Wort Elektromobilität ist auch ein Sammelbegriff für die Besonderheiten (z. B. Einschränkungen), die Elektrofahrzeuge im Alltag bislang haben.

Weltweit gibt es einige Orte, in denen Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotoren nicht zugelassen sind und die oft als autofrei bezeichnet werden. Dazu zählen beispielsweise verschiedene schweizerischen Orte. Zugelassen sind dort häufig nur Elektrofahrzeuge. Von diesen zumeist kleinen und schmalen Elektrofahrzeugen sind jedoch viele unterwegs, für Handwerker, als Lieferfahrzeuge, als Taxis oder Hotelzubringer. Auch auf den deutschen Nordsee-Inseln Helgoland, Juist und Wangerooge besteht gemäß StVO ein grundsätzliches Fahrzeugverbot. Die wenigen Fahrzeuge, die auf der Insel verkehren dürfen, sind überwiegend Elektrofahrzeuge.

Ladestationen und Infrastruktur

Stromtankstelle in Freiburg im Breisgau
Stromtankstelle in Reykjavík
Verkehrsschild: Hinweis auf Stromtankstelle (Reykjavík)

Prinzipiell können die meisten Elektroautos (zumindest im normalen langsamen Lademodus) an jeder Steckdose aufgeladen werden. Eine normale sogenannte Schukosteckdose liefert bis 16 Ampere x 230 Volt = ca. 3,6 kW, eine sogenannte Kraftsteckdose mit drei Phasen das Dreifache, ca. 10 kW. Es ist damit zu rechnen, dass mit steigender Verbreitung von Elektroautos Arbeitgeber, Restaurants und größere Einzelhändler Lademöglichkeiten anbieten werden, eine standardisierte Abrechnungsmöglichkeit sollte es dazu geben.

Das Netz von öffentlich zugänglichen Akkuladestellen für Elektrofahrzeuge ist jedoch bisher sehr dünn und lange Ladezeiten der Akkumulatoren erfordern bei längeren Reisen eine sorgfältige Weg- und Zeitplanung. Seit einigen Jahren gibt es das ursprünglich in der Schweiz entstandene Park & Charge-System der öffentlichen Stromtankstellen für E-Mobile. Die Tankstellen sind über einen europaweit einheitlichen Schlüssel zugänglich und liefern je nach Ausführung und Absicherung standardmäßig 3,5 kW oder 10 kW. Eine Authentifizierung über weit verbreitete Bankomatkarten ist jedoch auch eine mögliche Lösung.

Wechselakkusysteme wurden nur in seltenen Fällen eingerichtet, meistens für lokal gebundene Flottenfahrzeuge. Jedoch gibt es in Ländern wie Israel und Dänemark große Projekte für ein Netz von Ladestationen und Akkuwechselstationen, beispielsweise das der Firma Better Place. Die Akkus gehören hier der Akkuwechselstation und werden auf Basis eines Pfandsystems ausgetauscht.

Eine weitere Variante Elektroautos zu laden, ist das Ladesystem in die Fahrbahn einzubauen und so während der Fahrt, auf einem einige Kilometer langen Abschnitt der Straße, oder beim Parken mittels Induktion berührungsfrei Energie zu übertragen.[110] Diese Systeme werden bisher hauptsächlich im geschlossenen industriellen Bereich realisiert, weil im normalen Straßenverkehr viel zu geringe Strommengen übertragen werden können.

Zuletzt kann auch eine berührungshafte (Oberleitung) oder berührungslose (induktiv) Ladung an Haltepunkten erfolgen, z. B. an Bushaltestellen.

Energieversorgung

EWE E3

2006 verbrauchte der gesamte Personenverkehr auf der Straße 488 TWh Primärenergie.[111] Wegen der Wirkungsgradverluste beim Verbrennungsmotor entspricht dies etwa einer Energiemenge von rund 163 TWh, die durch Batterien eines Elektroantriebs bereitgestellt werden müsste. Im Vergleich zur Bruttostromerzeugung 2009 in Deutschland von 597 TWh[112] müsste also durch die vollständige Elektrifizierung des PKW-Parks die Stromerzeugung um etwa 27% gesteigert werden.

Im Falle der von der Bundesregierung für 2020 angestrebten Zahl von einer Million Elektroautos, was einem Anteil von etwa 2 % aller Fahrzeuge entspricht, sind rund 3 TWh an elektrischer Energie aufzubringen, was einem halben Prozent des derzeitigen deutschen Strombedarfs entspricht. Der gesamte, deutschlandweite elektrobetriebene öffentliche Nah- und Fernverkehr benötigt rund 15 TWh Strom pro Jahr, entsprechend knapp 3 % des Bruttostromverbrauchs.[113]

Eine Elektromobilität, die auf erneuerbare Energien gestützt ist, soll die Umweltbelastung durch den Straßenverkehr deutlich verringern. Der Energiebedarf eines Elektrofahrzeugs kann durch Solarstrom, Windenergie oder Wasserkraft gedeckt werden.

Eine binnengestützte Windkraftanlage speist pro Jahr etwa 1,75 GWh pro MW Nennleistung ins Netz ein. Bei einem Verbrauch eines Elektrofahrzeugs von 15  kWh auf 100 km[114] kann eine 2 MW-Anlage den Energiebedarf von 1400 bis 1600 Elektrofahrzeugen decken. Bei Baukosten von Windkraftanlagen von etwa 1 Mio € pro MW Nennleistung belaufen sich die einmaligen anteiligen Kosten für jedes Elektrofahrzeug auf 1200 bis 1400 €.

Das Konzept Vehicle to Grid (Fahrzeug im Netz) sieht vor, die Energiespeicher in Elektro- und Hybridautos für das öffentliche Stromnetz nutzbar zu machen, da auch Elektroautos mehr parken als fahren und die meiste Zeit mit einer Ladestation verbunden sein können. So können die Schwankungen bei der Erzeugung von Elektrizität aus erneuerbaren Energien gepuffert, oder Spitzenlasten ausgeglichen werden. Dies erhöht allerdings den Akkumulatorenverschleiß, was durch ein entsprechendes Abrechnungsmodell ausgeglichen werden kann.

Um damit die komplette Pufferkapazität der deutschen Pumpspeicherkraftwerke (etwa 37,7GWh) zu erreichen, müssten sich etwa 3,77 Mio. Elektrofahrzeuge mit je 10kWh ihrer Batteriekapazität beteiligen.[115] Bei oben angegebenen 15kWh/100km entspricht das ca. 65km Reichweite. Eine Umstellung des kompletten deutschen PKW-Bestands von ca. 42 Mio. Autos[116] auf Elektroautos würde also diese Pufferkapazität schon ergeben, wenn im Schnitt jedes Fahrzeug nur 1kWh (entsprechend 6,5km Reichweite) volatil im Netz zur Verfügung stellt.[117]

Aktuell (2011) erhältliche Elektro-Kleinwagen haben in der Praxis einen Verbrauch von im Schnitt weniger als 13kWh/100km.[118]

Verkehrsfinanzierung und Steuern

Mit einem zunehmenden Anteil von Elektrofahrzeugen am Straßenverkehr wird es zu einem Umbau der Straßenfinanzierung kommen. Derzeit werden in Deutschland auf Kraftstoffe Energiesteuern (früher: Mineralölsteuer) erhoben, die auch dem Ausbau und Erhalt des Straßennetzes dienen sollen. Diese betragen bei Benzin derzeit 7,3 Ct/kWh (bezogen auf den Heizwert Hu) oder rund 80 Ct/kg. Um diese Steuereinnahmen zu erhalten, müsste auch für Strom, der zum Antrieb von Fahrzeugen verwendet wird, eine entsprechende Steuer erhoben werden. Strom ist in Deutschland heute zu etwa 40 % mit Steuern und Abgaben belastet, was bei Haushaltsstrom etwa 8 Ct/kWh entspricht. Aufgrund des geringeren Energiebedarfs des Elektrofahrzeugs ergibt sich eine deutliche Verringerung der Steuereinnahmen pro gefahrenem Kilometer. Bei steigendem Bestand an Elektrofahrzeugen ergeben sich mit den derzeitigen Steuersätzen also Mindereinnahmen für den Staatshaushalt.

Siehe auch

Literatur

  • Erich Sauer: Elektroauto: Neue energietechnische Aspekte, Betriebsverhalten, Umweltschutz. Verlag TÜV Rheinland, Köln 1985, ISBN 3-88585-215-2
  • Jean-Régis Hadji-Minaglou: Antriebskonzepte mit permanenterregten Synchronmotoren für den Einsatz im Elektrofahrzeug. Verlag A. H. Shaker, Aachen (zugleich Dissertation TH Aachen) 1994, ISBN 3-8265-0314-7
  • B. Willer, R. Knorr: Test und Beurteilung existierender Bordladegeräte für Elektrostraßenfahrzeuge. (FAT-Schriftenreihe Nr. 145) Forschungsvereinigung Automobiltechnik (FAT), Frankfurt am Main 1999
  • Andreas Reif: Entwicklung eines integrierten automatisiert schaltenden Getriebes zum Einsatz in Elektrostraßenfahrzeugen. (Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 12, Bd. 477) VDI-Verlag, Düsseldorf (zugleich Dissertation U Kaiserslautern) 2001, ISBN 3-18-347712-2
  • Sandeep Dhameja: Electric vehicle battery systems. Newnes, Boston 2002, ISBN 0-7506-9916-7 (in englischer Sprache)
  • James Larminie, John Lowry: Electric vehicle technology explained. Wiley, Chichester 2003, ISBN 0-470-85163-5 (in englischer Sprache)
  • Günter Götting: Dynamische Antriebsregelung von Elektrostraßenfahrzeugen unter Berücksichtigung eines schwingungsfähigen Antriebstrangs. Verlag A. H. Shaker, Aachen (zugleich Dissertation TH Aachen) 2004, ISBN 3-8322-2804-7
  • Oskar Wallmark: Control of permanent-magnet synchronous machines in automotive applications. Dissertation. Chalmers University of Technology, Göteborg 2006 ISBN 91-7291-846-2 (in englischer Sprache)
  • Klaus Hofer: Elektrotraktion: elektrische Antriebe in Fahrzeugen. VDE-Verlag, Berlin 2006, ISBN 978-3-8007-2860-2
  • Gerhard Babiel: Elektrische Antriebe in der Fahrzeugtechnik: Lehr- und Arbeitsbuch. 2. verb. und erw. Auflage, Vieweg+Teubner, Wiesbaden 2009, ISBN 978-3-8348-0563-8
  • Franz W. Peren, Nicola Sundermann, Beate Wittop: Das Elektroauto und sein Markt., Campus Verlag, Frankfurt am Main 1997, ISBN 978-3-5933-5700-3

Weblinks

Elektromobilität:

Studien, Allgemeines:


Sonstiges:

Einzelnachweise

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  2. a b wirtschaftswoche.de: Thomas Weber im Interview: "Das ist die Zukunftstechnologie schlechthin"
  3. Dr. Norbert Röttgen Bundesminister für Umwelt Naturschutz und Reaktorsicherheit, zit. Nach: Erneuerbar mobil, Marktfähige Lösung für eine klimafreundliche Elektromobilität S.6, BMU, 1.Auflage, Berlin März 2011.
  4. Nationaler Entwicklungsplan Elektromobilität
  5. Bundesministerium für Bildung und Forschung: Elektromobilität- das Auto neu denken Bonn, Berlin 2010
  6. 200.000 E-Autos: Ziel der Regierung nur schöner Traum
  7. Regierung droht E-Auto-Ziel klar zu verfehlen
  8. 2007 - 2011 Achmed A. W. Khammas In: Buch der Synergie.
  9. The electric car: development and future of battery, hybrid and fuel-cell cars von Michael Hereward Westbrook,Institution of Electrical Engineers,Society of Automotive Engineers
  10. http://www.premiumpresse.de/erstes-elektroauto-der-welt-faehrt-wieder-PR1539777.html Pressemitteilung (1539777) premiumpresse
  11. [Pierre Souvestre: Histoire de l'Automobile, Paris 1907, auf Seite 120
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  13. RWE Magazin, Ausgabe 3/2008, abgefragt am 13. Juli 2010
  14. http://de.oocities.com/jayedelman/porsche.html (Link nicht mehr abrufbar)
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  17. Lohner-Porsche – mit elektrischem Radnabenantrieb
  18. Hugo Wyss: Alpine Sections celebrate 125 years with transport analysis, IEEE region 8 News, August 2009
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  20. Fotobeschreibung aus dem Bundesarchiv: … eine Konstruktion von Ingenieur Rebbel- wurden bei IFA-Werdau gebaut … Datei:Bundesarchiv Bild 183-21519-0005, Neue Fahrzeuge der Deutschen Post.jpg
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  41. Kühler iMIEV
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  62. Deutsches Elektroauto legt Weltrekord-Strecke zurück news 352 Luxemburg, 26. Oktober 2010
  63. Blog-Diskussion: Rätsel um die Wunder-Batterie ADAC, Rubrik „Info, Test & Rat“
  64. Verbranntes Weltrekord-Auto: Brüderle lässt Wunderakku prüfen. In: Spiegel Online, 18. Januar 2011
  65. Franz Rother: DBM Energy-Gründer Hannemann: “Wir haben nichts Unrechtes getan” Wattgetrieben-Blog der Zeitschrift "Wirtschaftswoche", 19. Januar 2011
  66. Henrik Mortsiefer: Berliner Batteriebauer DBM legt nach Der Tagesspiegel (Online-Ausgabe), Rubrik "Wirtschaft", 31. März 2011
  67. Rekord-Elektrofahrt: Die Batterie war einwandfrei auto.t-online.de-Internetportal, 1. April 2011
  68. Marc Kudling: Unabhängige Tests bestätigen Rekordfahrt des „lekker-Mobils“ von DBM wattgehtab-Internetportal, 1. April 2011
  69. Lekker Mobil: Zweifel bleiben: Tricksen, täuschen, tarnen AutoBILD online, 6. April 2011
  70. KOLIBRI Technologie der DBM Energy besteht sicherheitstechnische Untersuchungen und Leistungstests! Abgerufen am 21. April 2011.
  71. Frank Mertens: DBM Energy-Chef Mirko Hannemann: «Unsere Technologie kann so schlecht nicht sein» www.autogazette.de-Internetportal, Rubrik "Unternehmen", Sektion "Interviews", 10. Juni 2011
  72. TGMY’s EV Himiko gives 550km on a Single charge to your Mazda Roadster Mitsuoka Akihabara News, 7. Februar 2011 (in englischer Sprache)
  73. TGMY EV Himiko: Retro-Elektroauto mit 550 km Reichweite GrüneAutos-Internetportal, 7. Februar 2011
  74. Mike Karagozian: Tesla Model S sedan range is up to 300 miles on a single charge examiner.com-Internetportal, 17. Januar 2011 (in englischer Sprache)
  75. EPA gibt Verbrauchswerte des Chevrolet Volt bekannt (Stand: 25. November 2010)
  76. Opel setzt auf Wasserstoff (Stand: 6. April 2011)
  77. Brennstoffzelle: Autobranche kippt Zukunftstechnologie Handelsblatt, 24. Juni 2009
  78. Ford ist wieder im Rennen Stand: 27. Dezember 2010
  79. Opel setzt auf Elektroantrieb ohne Akku (Stand: 12. April 2011)
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  81. Mercedes B-Klasse F-Cell auf Weltreise (Quelle: Heise Stand: 31. Januar 2011)
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  101. KBA: Neuzulassungen 2010
  102. Statistik des KBA zum 1.Januar 2011
  103. Keith Bradsher: China Vies to Be World’s Leader in Electric Cars New York Times, 1. April 2009
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  105. Elektrotaxis in Shenzhen in Betrieb genommen. In: Nanfangdaily.com, 18. Mai 2010 (chinesisch)
  106. Electric Expo buses start trial runs. In: Shanghai Daily, 15. April 2010.
  107. Nähert sich ein Bus einer Ladestation, übernimmt diese mittels drahtloser Kommunikation die Kontrolle über das Fahrzeug und stoppt es, wenn es sich genau unter dem Ladebügel befindet. Auf diese Weise kann das Nachladen auch direkt an ausgewählten Haltestellen erfolgen, während Passagiere aus- und einsteigen. Abgerufen am 20. Juni 2011.
  108. EU vereinbart internationale Regeln für Elektroautos. Europäische Kommission, abgerufen am 17. November 2011.
  109. Regeln zur Beschleunigung der Einführung von Elektrofahrzeugen international vereinbart. Europäische Kommission, abgerufen am 17. November 2011.
  110. Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr: Strom aus der Straße - Vision berührungslose Energieversorgung von Elektroautos
  111. Umwelt Bundesamt, 'DATEN ZUM VERKEHR', Ausgabe 2009
  112. Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, 'Energie in Deutschland-Trends und Hintergründe zur Energieversorgung', Stand August 2010
  113. Löser, R.: Autos der Zukunft (Serie, Teil III): Elektroautos die rollenden Stromspeicher. In: Spektrum der Wissenschaft. 04/09, 2009, S. 96-103.
  114. Tesla Motors Website, abgerufen am 17. August 2009
  115. 3,77Mio * 10kWh = 37,7GWh
  116. KBA Statistik: Fahrzeugklassen und Aufbauarten - Deutschland und seine Länder am 1. Januar 2011
  117. 42Mio * 1kWh = 42GWh > 37,7GWh
  118. Durchschnittsverbrauch Mitsubishi iMiev auf Spritmonitor.de

Anmerkungen

  1. Fachleute wie Dr. Martin März vom Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie Nürnberg empfehlen daher, Schnellladesysteme vorzugsweise in Fahrzeug-externen Ladesäulen unterzubringen. Vgl. hierzu: Power an Bord In: "Beilage Elektromobilität" des Periodicums "Weiter vorn" des Forums Elektromobilität e.V., S. 16, auch online zugänglich: http://www.fraunhofer.de/Images/Beilage-Elektromobilitaet_tcm7-85075.pdf (PDF). Als Beispiele der praktischen Realisierung solcher Fahrzeug-externen Ladesäulen mit integriertem Schnelllader lassen sich hier das Modell "EV Quick Charger" der Firma Takaoka Electric aus Japan, die Modelle "Combi-Station" von RWE und "Charge CP700A" von Siemens aus Deutschland, das Modell "FastCharge" der Firma Chargemaster aus England und das Modell "Terra" der Firma ABB Epyon aus den Niederlanden nennen; ferner existieren das Modell "Blink" der Firma Ecotality, das Modell "QC 50 DC" der Firma Efacec sowie das Modell "Charge Point" der Firma Coulomb Technologies sowie die Modelle der Firma AeroVironment, letztere stammen aus den USA.

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  • Elektroauto — Elek|tro|au|to* das; s, s: Auto, das nicht mit Benzin, sondern mit einer Batterie angetrieben wird …   Das große Fremdwörterbuch

  • Elektroauto — Elẹk|t|ro|au|to …   Die deutsche Rechtschreibung

  • Elektroauto: Kommt die Kraft aus der Steckdose? —   Während Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor beim Betrieb Emissionen erzeugen, die nur zum Teil durch Katalysatoren reduziert werden können, entstehen bei Elektrofahrzeugen weder Abgase noch Lärm. Zu beachten ist allerdings, dass die Erzeugung… …   Universal-Lexikon

  • MUTE (Elektroauto) — Das Elektroauto MUTE [Mju:t] (auch geschrieben mu+e) basiert auf einem Konzept für ein vollelektrisch betriebenes, zweisitziges Leichtbau Kompaktauto mit einer Reichweite von mindestens 100 km[1]. Das Fahrzeug, das im Rahmen des MUTE Projektes an …   Deutsch Wikipedia

  • Sam (Elektroauto) — Cree Sam I Hersteller: Bis Sommer 2009: Cree AG, ab Sommer 2009: Impact Automotive Technologies Sp. z o.o Produktionszeitraum: 1996–2009 …   Deutsch Wikipedia

  • SAM (Elektroauto) — Cree AG Sam Hersteller: Cree AG Produktionszeitraum: 1996–2003 Klasse: Leichtelektromobil …   Deutsch Wikipedia

  • Tango (Elektroauto) — Commuter Cars Tango Tango ist ein von Commuter Cars hergestelltes zweisitziges Elektroauto. Die beiden Sitze sind hintereinander angeordnet, sodass das Fahrzeug sehr schmal ist (99cm). Das Auto wurde auf der Detroit Auto Show im Januar 2010… …   Deutsch Wikipedia

  • Tama (Elektroauto) — Tama Modell E4S 47 Hersteller: Prince Jidōsha Kōgyō Produktionszeitraum: 1947–1948 Klasse: Kleinwagen Karosserieversionen: Limousine,  2 Türen Pritschenwagen,  2 Türen Vorgängermodell …   Deutsch Wikipedia


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