Wer das Handy schon einmal zu lang in der Kälte liegen gelassen hat, weiß: Niedrige Temperaturen sind für die Technik nicht unbedingt förderlich. Wie also schlagen sich elektrisch betriebene Fahrzeuge, wie Elektroautos und -fahrräder, im Winter?
Stuttgart - Der Winter steht vor der Tür und mit seinem Heranziehen sinken die Temperaturen im Ländle vor allem nachts regelmäßig in den Minusbereich. Dabei gilt seit jeher: Extreme Temperaturen und Elektronik passen in der Regel nicht gut zueinander. Doch empfiehlt es sich deshalb für Fahrer von Elektroautos oder E-Bikes, ihre Gefährte in den kalten Monaten lieber stehenzulassen?
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„Grundsätzlich wirken sich niedrigere Temperaturen auf die Kapazitäten von Akkus aus“, sagt Rebecca Heckmann, Diplom-Ingenieurin an der Hochschule für Technik in Stuttgart. In Elektrofahrzeugen, wie Autos, Tretrollern oder Fahrrädern, seien meistens Lithium-Ionen-Akkus verbaut, die bei Kälte mit einem zunehmenden Innenwiderstand zu kämpfen hätten. Das Resultat: Die Reichweite der Fahrzeuge nimmt rapide ab, so Heckmann.
Von Akkus und Komfortfunktionen
„Bei einer Temperatur von fünf Grad Celsius beträgt der Verlust rund 50 Prozent“, erklärt die Ingenieurin. Fällt die Temperatur gar auf minus 25 Grad, büße ein solcher Akku sogar 70 Prozent der Leistung ein. „Das bedeutet, anstelle von 1050 Watt, leistet er nur noch 300 Watt.“ Elektroautos hätten neben dem Kapazitätsverlust der Akkus mit einer weiteren Schwierigkeit zu kämpfen. So werde ihre Reichweite wegen des bei ihnen im Winter meist höheren Energieverbrauchs zusätzlich reduziert.
„Bemerkenswert ist, dass Komfortfunktionen, wie Klimatisierung oder Sitzheizung, [...] bei E-Autos einen besonders hohen Einfluss auf die Reichweite bei geringen Geschwindigkeiten haben“, sagt Heckmann. Je langsamer gefahren werde, desto mehr Zeit benötige der Autofahrer für eine Strecke und verbrauche dementsprechend mehr Energie für die Funktionen. „Somit sind die temperaturbedingten Reichweitenunterschiede bei langsamer Fahrt prozentual gesehen wesentlich höher als bei schnellerer Fahrt.“
Was also hilft?
Bedeutet das, E-Mobilität kommt im Winter an ihre Grenzen? Für Heckmann gibt es einige Dinge, die Besitzer von Elektrofahrzeugen auf jeden Fall beachten können, um bei niedrigeren Temperaturen trotzdem Spaß an der elektrischen Fortbewegung zu haben. Ein ganz einfach umzusetzender Trick: „Reichweite einsparen lässt sich [...], indem das Fahrzeug zum Beispiel bereits während des Akkuladens geheizt wird.“ Die Heizung beziehe dann „die nötige Energie direkt aus dem Stromnetz, statt aus dem Akku des Fahrzeugs.“
Bereits beim Kauf eines Elektroautos lässt sich laut Heckmann darauf achten, dass manche Anbieter Wärmepumpen in ihre Fahrzeuge einbauen. „Diese kann Batterieenergie wesentlich effizienter in Wärmeenergie umwandeln“, als es in Systemen ohne Wärmepumpe möglich wäre. Grundsätzliche helfe es aber schon, „im Betrieb sensibel mit der Heizung umzugehen, um Energie zu sparen“.
Reichweite mal zwei
Für Elektrofahrzeuge empfiehlt die Ingenieurin grundsätzlich, dass die Fahrzeuge oder zumindest ihre Akkus in einem frostgeschützten Raum gelagert und geladen werden sollten. „Einen klaren Vorteil bieten hier Systeme mit Wechselakkus.“ Diese könnten in isolierten Automaten aufbewahrt und geladen werden. So seien die Akkus vor Frost geschützt, Reichweitenprobleme würden verhindert und lange Ladezeiten bei entsprechendem Austausch der Akkus obsolet werden. Die Stuttgarter Hochschule für Technik probe bereits mit einem derartigen Tauschsystem.
In vielen Fällen lässt sich der Akku aber nicht ohne Weiteres aus Auto oder Fahrrad entnehmen. Dann empfiehlt sich eine Hülle, die den Akku vor kalten Temperaturen schützt, so Heckmann. Für Menschen, die entweder bereits im Besitz von E-Fahrzeugen sind oder überlegen, in die E-Mobilität einzusteigen, hat die Ingenieurin einen weiteren Tipp: „Es sollte auf die täglich tatsächlich zu fahrende Strecke der Faktor zwei aufgerechnet werden, um auch im Winter eine ausreichende Reichweite zu haben.“ Der eingangs beschriebene Reichweitenverlust um die Hälfte der eigentlichen Akkukapazität kann so zwar nicht verhindert werden – das ungewollte Stranden am Straßenrand oder auf dem Fahrradweg hingegen schon.