Reichweite

Alternative Antriebe nehmen langsam Fahrt auf. Gerade im Bereich der Elektromobilität sind Fortschritte bei der Technik deutlich sichtbar, was immer mehr Kunden anlockt. Die Zulassungszahlen beginnen zu steigen, derB Ausbau an Ladestationen geht voran. Dennoch hält ein Thema viele Menschen noch immer vom Kauf eines E-Autos ab: die Reichweite.

Der Vergleich zum klassischen Verbrenner wirkt abschreckend, denn ein Akku ist nicht in wenigen Minuten voll aufgeladen. Mehrere Stunden muss aber selbst ein Elektroauto nicht an die Ladesäule. Die technische Entwicklung hat auch hier bereits eine große Veränderung erwirkt.

Reichweite entsteht durch den Akku

Geht es beim Elektroauto um die Reichweite, ist oft von den Kapazitäten der Akkus die Rede. In modernen Fahrzeugen kommen meist Lithium-Ionen-Akkumulatoren zum Einsatz. Sie sind bereits seit einigen Jahren aus Geräten wie Handys und Kameras bekannt.

Im Auto ist natürlich eine viel größere Variante mit vergleichsweise hoher Kapazität verbaut. Doch auch hier gibt es große Unterschiede. Ein Smart Fortwo hat nur Platz für eine kleine Batterie mit 17,6 Kilowattstunden (kWh), in einem Tesla Model X 100D sitzt eine Batterie mit 100 kWh.

Ein Problem haben alle Lithium-Ionen-Akkus gemein: Ihre Kapazität lässt sich nicht im vollen Umfang nutzen. Grund dafür ist der Schutz vor einer Tiefenentladung. Wäre eine Zelle über die Entladeschlussspannung entladen, käme es im schlimmsten Fall zu Schäden. Diese könnten Kurzschlüsse und in der Folge sogar Brände auslösen.

Um das zu verhindern, kappt ein System automatisch die Stromzufuhr zum Elektroauto, sobald der Akku einen kritischen Punkt erreicht. Weil der oft großzügig im Sinne der Batterie festgelegt ist, verbleibt stets eine relativ große Menge ungenutzter Energie in der Batterie.

Mit dem Alter der Akkus entsteht ein zusätzliches Problem, denn je öfter eine Batterie Energie aufnehmen muss, desto mehr nutzen sich die Zellen ab. Experten empfehlen deshalb bei Lithium-Ionen-Batterien eine Ladung von maximal 80 Prozent pro Vorgang. Das wirkt sich natürlich negativ auf die Reichweite des Elektroautos aus.

Auf den Elektromotor kommt es an

Der Dreh- und Angelpunkt bei der Reichweitenmessung eines Elektroautos ist der Motor. Das Prinzip ist bereits seit Jahrzehnten vom Verbrennungsmotor bekannt: Der größte Tank bringt wenig, wenn das Auto 20 Liter auf 100 Kilometer schluckt. Sportwagen mit leistungsstarken Motoren stehen deshalb öfter an der Tankstelle als ihnen lieb ist. Ein Blick auf die technischen Daten verhindert eine böse Überraschung.

Den für den Verbrauch entscheidenden Hubraum gibt es bei einem Elektromotor natürlich nicht. Welche Mengen Strom ein solcher Antrieb verbraucht, entscheiden die benötigte Eingangsleistung und die Anzahl der Motoren. Im oben genannten E-SUV Model X von Tesla treiben beispielsweise zwei Motoren das elektrische Fahrzeug an – zusammen leisten sie 386 kW.

Das jagt den Verbrauch in die Höhe, wie der Ecotest vom ADAC zeigt. Satte 24 kWh verbraucht der Tesla dabei innerhalb von 100 Kilometern durch seinen Antrieb. Damit kommt der Tesla rein rechnerisch unter den vorliegenden Testbedingungen auf eine Reichweite von 417 Kilometer.

Weil in den Batterien in manchen Fällen etwas mehr Kapazität steckt als vom Hersteller angegeben, können die Reichweiten abweichen. Durch Unterschiede der einzelnen Zellen sind Schwankungen möglich, die Angaben der Hersteller sind also oft Mittelwerte. Im ADAC-Test steckten im Akku des Model X etwa 108,3 kWh, was für 451 Kilometer reichte – das Modell mit der größten Reichweite im Vergleich.

Läuft der E-Antrieb mit weniger Leistung und besitzt nur einen Motor, sinkt der Verbrauch deutlich. Ein VW e-Golf kommt deshalb mit 35,8 kWh erstaunlich weit. Er verbraucht laut ADAC nur 17,3 kWh pro 100 Kilometer und schafft damit über 200 Kilometer Reichweite. Das 2017 in Deutschland meistverkaufte Elektroauto Renault Zoe erreichte bei 20,3 kWh Verbrauch eine elektrische Reichweite von 243 Kilometer.

Einen vernünftigen Mittelwert will Audi beim Elektro-SUV e-tron liefern. Mit 300 kW steht ordentlich Leistung bereit, der Akku fällt mit 95 kWh sehr groß aus. In Kombination soll das für rund 400 Kilometer reichen.

So weit kommen aktuelle Elektroautos

Die Zahl der Modelle mit Elektromotor steigt stetig an. Viele Autohersteller haben bereits E-Autos im Verkauf, andere ziehen in den kommenden Jahren nach. Fast alle großen Marken planen mit einer vollständigen Elektrifizierung ihres Angebots. Die Tabelle zeigt die von den Herstellern angegebenen elektrischen Reichweiten von Renault Twizy, VW e-up, Renault Zoe, Nissan Leaf, Hyundai Kona Elektro und vielen mehr im Vergleich:

Reichweiten aktuell verfügbaren Elektroautos

  • Modell
  • Leistung in kW und PS
  • Kombinierte Reichweite (laut Hersteller)
  • Verbrauch in kWh/ 100 km (laut Hersteller)
  • Kombinierte Reichweite (aut ADAC EcoTest)
  • Verbrauch in kWh/ 100 km (laut ADAC EcoTest)
  • Renault Twizy
  • 4 kW/ 5,5 PS
  • 100 km
  • 5,8 kWh/ 100 km
  • -
  • -
  • Citroën C-Zero
  • 49 kW/ 67 PS
  • 120 km
  • 12,6 kWh/ 100 km
  • -
  • -
  • Peugeot iON
  • 49 kW/ 67 PS
  • 150 km
  • 12,6 kWh/ 100 km
  • 94 km
  • 16,9 kWh/ 100 km
  • Smart EQ Fortwo Prime
  • 60 kW/ 82 PS
  • 160 km
  • 12,9 kWh/ 100 km
  • 112 km
  • 18,3 kWh/ 100 km
  • VW e-Up
  • 60 kW/ 82 PS
  • 120 km
  • 11,7 kWh/ 100 km
  • -
  • -
  • BMW i3 (94 Ah)
  • 125 kW/ 170 PS
  • 200 km
  • 13,6 kWh/ 100 km
  • 188 km
  • 17,4 kWh/ 100 km
  • BMW i3s (94 Ah)
  • 135 kW/ 184 PS
  • 200 km
  • 14,3 kWh/ 100 km
  • 205 km
  • 18,4 kWh/ 100 km
  • Renault Zoe Itens (41 kWh)
  • 65 kW/ 88 PS
  • 308 km
  • 13,3 kWh/ 100 km
  • 243 km
  • 20,3 kWh/ 100 km
  • Smart EQ Forfour
  • 60 kW/ 82 PS
  • 148 km
  • 15,3 kWh/ 100 km
  • -
  • -
  • Citroën E-Mehari (Hardtop)
  • 50 kW/ 68 PS
  • 195 km
  • 20 kWh/ 100 km
  • -
  • -
  • Kia Soul EV
  • 81 kW/ 110 PS
  • 250 km
  • 14,7 kWh/ 100 km
  • 165 km
  • 19,4 kWh/ 100 km
  • Nissan Leaf (ZE1)
  • 110 kW/ 150 PS
  • 378 km
  • 15,2 kWh/ 100 km
  • 201 km
  • 22,1 kWh/ 100 km
  • Opel Ampera-E
  • 150 kW/ 204 PS
  • 520 km
  • 16 kWh/ 100 km
  • 342 km
  • 19,7 kWh/ 100 km
  • Sono Motors Sion*
  • 80 kW/ 109 PS
  • 250 km
  • 14 kWh/ 100 km
  • -
  • -
  • VW e-Golf
  • 100 kW/ 136 PS
  • 200 km
  • 12,7 kWh/ 100 km
  • 201 km
  • 17,3 kWh/ 100 km
  • Hyundai Ioniq
  • 88 kW/ 120 PS
  • 280 km
  • 11,5 kWh/ 100 km
  • 211 km
  • 14,7 kWh/ 100 km
  • Tesla Model S P90D
  • 345 kW/ 469 PS
  • 509 km
  • 20 kWh/ 100 km
  • 393 km
  • 24 kWh/ 100 km
  • Audi e-tron*
  • 300 kW/ 408 PS
  • 400 km
  • 21 kWh/ 100 km
  • -
  • -
  • Hyundai Kona Elektro
  • 100 kW/ 136 PS
  • 482 km
  • 13,9 kWh/ 100 km
  • 375 km
  • 19,5 kWh/ 100 km
  • Jaguar I-Pace S*
  • 294 kW/ 400 PS
  • 470 km
  • 21,2 kWh/ 100 km
  • -
  • -
  • Mercedes EQC*
  • 300 kW/ 408 PS
  • 450 km
  • 22,2 kWh/ 100 km
  • -
  • -
  • Tesla Model X 100D
  • 386 kW/ 525 PS
  • 565 km
  • 20,8 kWh/ 100 km
  • 451 km
  • 24 kWh/ 100 km
  • Nissan e-NV200 Evalia
  • 80 kW/ 109 PS
  • 163 km
  • 16,5 kWh/ 100 km
  • 167 km
  • 28,1 kWh/ 100 km
  • Citroën Berlingo Electric
  • 49 kW/ 67 PS
  • 170 km
  • 17,7 kWh/ 100 km
  • -
  • -
  • Renault Kangoo Z.E.
  • 44 kW/ 60 PS
  • 270 km
  • 15,5 kWh/ 100 km
  • 116
  • 23,5 kWh/ 100 km

Die Reichweiten aktueller Elektroautos. Die mit * versehenen Modelle sind bislang nur angekündigt, die dazugehörigen Angaben entsprechend noch nicht final vom Hersteller bestätigt.

Das sind die großen Verbraucher

In einem modernen Auto stecken zahlreiche elektrische Systeme, die für Komfort und Entertainment sorgen. Beim Verbrenner speist diese die Batterie, die wiederum von der Lichtmaschine neue Energie bekommt. Beim Elektroauto muss auch hier der Akku herhalten.

Eine eingeschaltete Heizung oder Klimaanlage verbraucht bereits eine moderate Menge an Strom, weshalb bei großen Temperaturspitzen die Reichweite sinkt. Verbaute Kameras und Sensoren benötigen ebenfalls elektrische Energie um zu funktionieren.

Das Entertainment-System mitsamt Navigation und möglichem WLAN-Hotspot gehört ebenfalls zu den nutzergesteuerten Verbrauchern im Auto. Wer die Systeme deaktiviert, spart also kWh und gewinnt somit an Reichweite.

Die Reichweite lässt sich steigern

Das Elektroauto muss aber nicht automatisch Verzicht bedeuten, denn es gibt verschiedene Mittel zum Steigern der Reichweite. Besonders wichtig ist dabei das Prinzip der Rekuperation. Die Idee dahinter ist einfach: Beim Bremsvorgang entstehende Energie soll nicht ungenutzt bleiben und in Teilen zurück in die Batterie wandern.

Bei der ersten Fahrt in einem mit Rekuperation arbeitenden Fahrzeug sind viele Fahrer deshalb sehr erschrocken. Nehmen sie den Fuß vom Gas, scheint das Elektroauto automatisch zu bremsen. Die Stärke ist dabei unterschiedlich und lässt sich in manchen Autos vor oder während der Fahrt einstellen.

Ein weiteres Mittel der Reichweitensteigerung ist die Nutzung von Solarenergie. Auf den Dächern der E-Autos ist meist genug Platz vorhanden, um entsprechende Zellen anzubringen. Audi verwendet diese Technik beim kommenden e-Tron, das Start-up Sono Motors aus München stattet sein Elektroauto Sion sogar großflächig damit aus.

Der über die Sonne generierte Strom reicht dabei keineswegs für die Versorgung des Motors. Vielmehr planen die Hersteller damit den Durst der Verbraucher zu stillen. Die Akkus liefern somit also mehr exklusive Energie für den Motor.

Aus der Mode kommen aktuell die sogenannten Range Extender. Sie sorgten in Modellen wie dem Opel Ampera und dem BMW i3 für mehr Reichweite. Dafür diente ein Verbrennungsmotor bei Bedarf als Generator. Opel verwarf das System aber im E-Auto Ampera-e direkt wieder und auch der BMW i3 kommt mittlerweile ohne aus.

In die andere Richtung gedacht sind Fahrzeuge mit Plug-in-Hybrid. Sie sind mit einem handelsüblichen Verbrenner und einem Elektromotor ausgestattet, die jeweils den direkten Antrieb übernehmen können. Die elektrische Reichweite beträgt aber meist nur etwa 30 bis 50 Kilometer. Für kurze Entfernungen in der Stadt reicht das dennoch.

Verringerung der Reichweiten im Winter

Ein besonderer Fall beim Betrieb eines Elektroautos ist der Winter. Ein Lithium-Ionen-Akku funktioniert im Bereich von 18 bis 25 Grad besonders gut. Dann fühlen sich die Zellen sehr wohl, denn die Elektrolyte können ungehindert fließen. Je niedriger die Temperatur ist, desto stärker steigt der Innenwiderstand der Zellen.

Die Reichweite verändert sich je nach Temperatur.
Unterschiedliche Temperaturen sorgen für unterschiedliche Reichweiten. Am Beispiel des Elektroautos Mitsubishi i-MiEV zeigt sich, wie stark die Akkuleistung schwankt. Foto: aio

Grund dafür ist die Viskosität, also die Zähigkeit der Elektrolyte. Sie verfestigen sich bei abnehmenden Temperaturen – die Leistung sinkt. Besonders kritisch sind Temperaturen von minus 25 Grad und niedriger, denn ab diesem Punkt können die Elektrolyte sogar gefrieren. An besonders kalten Orten der Welt funktionieren Elektroautos ohne Batterieheizung also erst gar nicht.

Ein weiteres Problem im Winter sind die Reifen. Durch das tiefere und stärker ausgeprägte Profil erhöht sich der Rollwiderstand im Vergleich zu Sommerreifen. Das Auto muss mehr Kraft aufwenden, um über die Straße zu fahren. Der Verbrauch steigt und die Reichweite sinkt im Umkehrschluss.

Verbraucher wie die hochgedrehte Lüftung sowie Lenkrad- und Sitzheizung verschlechtern die Reichweite zusätzlich. Wer sein Auto in die Garage stellt, verhindert ein starkes Auskühlen des Innenraums, beugt Frost vor und schützt den Akku.

E-Bike und Elektroroller reichen für die Stadt

Die Reichweiten von Elektroautos sollen auch für Überlandfahrten reichen. Ihr Einsatzbereich ist hingegen oft die Stadt. Für die täglichen Strecken sind dort selbst kleinere Akkus geeignet. Den Weg zur Arbeit und zurück bewältigen deshalb auch einspurige Fahrzeuge, also Zweiräder, ohne Probleme.

E-Bikes und Elektroroller sind deshalb in großen Städten sehr beliebt. Beide Arten der Fortbewegung bringen viele Vorteile mit sich. Radfahrer entkommen Staus ganz einfach über den Radweg, Elektroroller sind wendig und schlängeln sich am Verkehr vorbei.

Natürlich leisten die kompakten Fahrzeuge weniger. Bei einem Pedelec müssen Nutzer noch immer in die Pedale treten und fahren höchstens 25 km/h. Beim Elektroroller ist bei maximal 45 km/h Schluss.

Die Reichweite beim E-Bike beträgt im Schnitt 50 Kilometer. Stärkere Akkus kommen sogar mehr als 100 Kilometer weit. In dieser Spanne liegen auch viele aktuelle Elektroroller. So schafft ein Niu N1S etwa 80 Kilometer, ein Unu mit zwei Akkus 100 Kilometer.

Überbrückung der letzten Meter zum Ziel

Wer mit Bus und Bahn pendelt oder mit dem Auto nicht bis in die Nähe des Arbeitsplatzes kommt, kann auf elektrische Kleinstfahrzeuge zurückgreifen. Zu ihnen gehören etwa Hoverboards, E-Scooter und E-Skateboards. Die Geschwindigkeiten der Geräte sind meist gering, dafür kommen Nutzer ohne Anstrengung an ihr Ziel.

Reichweiten von E-Fahrzeugen vom E-Scooter bis zum Brennstoffzellenauto.
Moderne Elektrofahrzeuge unterscheiden sich stark in ihren gebotenen Reichweiten. Doch es bleibt zu bedenken, dass der tägliche Pendelweg in Deutschland nur durchschnittlich 17 Kilometer beträgt. Foto: aio

E-Scooter kommen pro Aufladung meist zwischen sieben und 25 Kilometer weit. Mehr ist aufgrund der kleinen Akkus kaum möglich. Bei Hoverboards und Solowheels liegt die Reichweite bei etwa 10 bis 50 Kilometer. Solche Reichweiten sind, je nach Größe und Leistung, auch bei elektrischen Skateboards drin.

Ein Problem eint die E-Fahrzeuge allerdings bisher noch: Sie besitzen keine Zulassung für den Straßenverkehr. Zumindest im Fall der E-Scooter soll sich das jedoch bis spätestens Frühjahr 2019 ändern.

Wasserstoff und Biogas mit hohen Reichweiten

Zum wiederaufladbaren Elektroauto gibt es auch Alternativen. Besonders im Fokus der Automobilhersteller steht dabei der Einsatz von Brennstoffzellen. Sie wandeln während der Fahrt Wasserstoff in elektrische Energie um. Die treibt wiederum einen Elektromotor an.

Der große Vorteil von Brennstoffzellenautos liegt in der Betankung. Statt 30 Minuten bis mehrere Stunden an einer Ladesäule zu hängen, lässt sich das Fahrzeug ganz klassisch an einer Zapfsäule mit Wasserstoff versorgen. Der Vorgang dauert ähnlich lange wie das Befüllen eines Tanks mit Benzin.

Der seit ein paar Jahren auf den Straßen zu sehende Toyota Mirai schafft so bis zu 500 Kilometer. Der aktuelle Hyundai Nexo soll sogar über 700 Kilometer Reichweite auf den Asphalt bringen. Mercedes-Benz plant im GLC F-Cell mit gut 430 Kilometer. Der Markt für diese Art der E-Autos ist aber noch sehr überschaubar, was auch an der komplizierten Erzeugung des benötigten Wasserstoffs liegt.

Nichts mit E-Mobility zu schaffen hat Biogas (CNG). Es entsteht beim Gärprozess von Biomasse. Grundstoff sind also nachwachsende Rohstoffe wie Mais und Abfälle. Entscheidend für die Nutzung als Brennstoff ist der Methananteil. Deshalb ist bei Fahrzeugen auch die Rede von Biomethan.

Im Vergleich zum Benziner sinkt die Reichweite meist um etwa die Hälfte ab. Fahrzeuge wie der Audi A3 g-tron und der VW Golf 1.4 TGI schaffen deshalb mit einer vollen CNG-Füllung nur etwas mehr als 400 Kilometer. Der Vorteil liegt in der verbesserten Umweltbilanz, denn Biomethan-Autos stoßen weniger CO2 aus.

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