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Reichweitenvergrößerung

Möglichkeiten die Reichweite von Elektroautos zu erhöhen

Die begrenzte Reichweite von Elektroautos kann ernüchternd bis frustrierend sein, denn nicht selten stehen die Unwägbarkeiten des Alltags einer leeren Tankanzeige gegenüber. Was also tun? Die nächste E-Ladesäule aufsuchen? Schwierig, wenn diese nicht auf dem Weg liegt. Es gibt allerdings Möglichkeiten, die Elektroauto-Reichweite zu vergrößern und das maximale aus den Batterien herauszuholen. Welche Möglichkeiten der Reichweitenvergrößerung es gibt, um was es sich bei E-Autos mit Range Extender handelt und mit welchen Tricks Sie mehr Reichweite erhalten, erfahren Sie hier.

Die Reichweite eines Elektroauto definiert sich, wie bei einem konventionellen Fahrzeug mit Verbrennungsmotor, zu einem großen Teil über den Verbrauch pro Kilometer. Dieser Verbrauch kann je nach Fahrstil und -Geschwindigkeit stark schwanken. Wie beim herkömmlichen Auto gilt: Je konstanter man bei niedrigen Geschwindigkeiten fährt, desto weniger Verbrauch fällt an - und desto weiter kann man mit einer Ladung fahren. Starke Beschleunigungen und hohe Reisegeschwindigkeiten sollten also vermieden werden, wenn große Strecken mit einer Tankfüllung überwunden werden sollen.

Allerdings: Welche Geschwindigkeit ideal ist, hängt maßgeblich vom jeweiligen Elektroauto-Modell ab, weswegen eine allgemein gültige Aussage unmöglich ist. Tests mit Kleinwagen, wie dem Renault ZOE, haben jedoch gezeigt, dass man die maximale Reichweite vergrößern kann, indem man auf Autobahnen langsamer als 90 km/h fährt.

Nun sind derartig niedrige Geschwindigkeiten nichts für jedermann, weswegen man Alternativen zur Reichweitenvergrößerung in Betracht ziehen sollte, mit denen man die Reichweite erhöhen kann, ohne auf den rechten Fahrstreifen verbannt zu sein. Hierbei muss zu allererst der technische Fortschritt im Bereich der Batterietechnik genannt werden, doch auch E-Autos mit Range Extender werden immer gefragter.

In den vergangenen Monaten und Jahren hat sich die Akkukapazität stetig vergrößert. Hauptverantwortlich hierfür sind Entwicklungen kleinerer und leichterer Batterien und Veränderungen in deren chemischer Zusammensetzung. Diese Optimierungen haben dazu geführt, dass aktuelle Elektroautos auf mehr Akkuleistung zurückgreifen können - und das bei nahezu gleichbleibendem Gewicht und Platzverbrauch. Das Mehr an Batterieleistung ist gleichbedeutend mit einem Mehr an Reichweite.

Hersteller machen sich diese Technologiesprünge zu Nutzen und können Elektroautos dadurch für den Alltag bedeutend attraktiver machen. Am Beispiel des BMW i3 wird dies deutlich:

Während die alte Version des Einstiegmodells eine Akkukapazität von 22 Kilowattstunden (kWh) hatte, konnte durch eine Verbesserung der Speicherdichte der Lithium-Ionen-Akkus eine Erhöhung auf 33 kWh erreicht werden. Für den Fahrzeughalter bedeutet dieser Anstieg eine vergrößerte Reichweite um nahezu 100% (von 190 km auf 300 km). Selbst unter Realbedingungen, bei Nutzung der Heizung und Klimaanlage, kann man hier von einer Reichweite von bis zu 200 Kilometern ausgehen.

Wörtlich übersetzt bedeutet Range Extender „Reichweitenvergrößerer“ und das ist auch genau was dieser tut: Er kann durch Einzuschalten die Reichweite vergrößern.
So funktioniert der Range Extender: Während reine Elektroautos eine durch die Akkukapazität gegebene maximale Reichweite besitzen, können E-Autos mit Range Extender mehr Reichweite erzielen. Hierzu wird bei Bedarf ein Aggregat hinzugeschaltet, das mittels Brennstoff (Benzin/Diesel), Verbrennungsmotor und Generator elektrische Energie erzeugt. Die so generierte Energie kann als Unterstützung für die Elektroauto-Batterie genutzt werden und die Reichweite verlängern.

Ein Elektroauto mit Range Extender hat einige Vorteile:

  • mehr Reichweite
  • weniger Ladezeit
  • damit einhergehend eine größere Unabhängigkeit, insbesondere bei der Überwindung größerer Distanzen, wie beispielsweise auf Reisen in den Urlaub
  • Heizung kann dank Abwärme des Verbrennungsmotors ohne zusätzlichen Aufwand mutbetrieben werden

Insbesondere im Winter oder Hochsommer, wo die Temperaturen jenseits der Idealkonditionen von Elektroauto-Batterien liegen, kann ein Elektroauto mit Range Extender äußerst sinnvoll sein.

Leider bringt ein solcher Range Extender im Elektroauto auch Nachteile mit sich:

  • kein „reines“ Elektroauto, es fallen also durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe zusätzliche CO2-Emissionen an.
  • Durch die Verwendung von gleich zwei Technologien ist ein Elektroauto mit Range Extender entsprechend schwer was sich negativ auf den Stromverbrauch, bzw. Spritverbrauch auswirkt.

Die Idee, mit einem Range Extender die Elektroauto-Reichweite zu vergrößern, beruht maßgeblich auf dem Grundsatz, das Aggregat nur dann einzusetzen, wenn es zwingend erforderlich wird. Wird das Aggregat allerdings regelmäßig zur Vergrößerung der E-Auto Reichweite genutzt, spricht man eher von einem seriellen Hybriden.

In den meisten Elektroautos kann man über die Wahl des Fahrmodus’ selbst stark an der Reichweite drehen und diese zum Teil wesentlich vergrößern. So stehen im BMW i3 drei Fahrmodi mit unterschiedlichen Einstellungen zur Verfügung: Comfort, EcoPro und EcoPro+. Je nach dem, welchen modus man wähl, sind Funktionen wie Heizung, Klimaanlage etc. im Betrieb verwendbar - oder eben nicht. Das Weglassen spart Energie und kommt schlussendlich der Restreichweite zugute, die sich anhand des sparsameren Fahrmodus’ beträchtlich vergrößern kann.

Ein Großteil der Fahrzeughalter besitzt heute ein Navigationsgerät, in dem ein immenses Potenzial zur Reichweitenvergrößerung schlummert. Ob mobil oder im Armaturenbrett integriert, das Navi zeigt uns den besten Weg ans Ziel. Doch was ist der beste Weg? Ist es die schnellste Route, dank der man vielleicht wenige Minuten früher ankommt oder ist es die kürzeste, respektive effizienteste, Route? Für Elektroautos ist diese Frage interessant, da Umwege über Landstraßen wegen zahlreicher Brems- und Beschleunigungsvorgänge stark an der Batterie knabbern. Das gleichmäßig gleitende Fahren auf der Autobahn hingegen belastet die Batterien und damit die Restreichweite weniger.

Bezüglich der Navigationsgeräte für Elektroautos gibt es Handlungsbedarf und enorme Potenziale: So können moderne und vor allem vernetzte Navis Echtzeitdaten des Verkehrs beziehen und dem Fahrer zur Verfügung stellen. Dieser Vorgang ist heute schon Usus, doch gilt es zukünftig, die Informationen über Fließgeschwindigkeit, Fahrbahnbeschaffenheit und Streckenprofile für Elektroautos zu nutzen. Auf diese Weise könnte nicht nur die kürzeste oder schnellste Strecke berechnet werden, sondern auch die für die Reichweite der E-Autos optimale.
Weiter gedacht könnten Wetterdaten in die Kalkulation mit einfließen, die mit nassen Fahrbahnen und Gegenwind verbunden sind. Gemeinsam mit den Charakteristiken der Topographie lassen sich enorme Einsparpotenziale erzielen, welche schlussendlich die Reichweite vergrößern. Forscher der UCR (University of California, Riverside) bestätigen diesen Ansatz und kamen zum Ergebnis, dass durch die Berücksichtigung obiger Daten eine Reichweitenvergrößerung von Elektroautos in der Höhe von 5 bis 15 Prozent möglich seien.

Besonders im Winter kann sich die Reichweite von Elektroautos rasant reduzieren. Dies liegt zum größten Teil an den Batterien, in denen bei niedrigen Temperaturen die Übertragung von Ionen zwischen Minus- und Pluspol weniger gut funktioniert als bei Normaltemperaturen Eine geringere Reichweite ist die Folge. Um diese wieder zu erhöhen, ist es möglich, die Batterien vorzuwärmen.
Damit die begrenzte Akkukapazität möglichst effizient genutzt wird, sollte man mit Energiefressern wie Heizungen für Heck- und Frontscheiben sparsam umgehen und diese frühzeitig wieder abschalte. Auch die Sitzheizung kostet im Dauerbetrieb Kilometer und sollte für eine Vergrößerung der Reichweite bestenfalls zu Beginn der Fahr eingeschaltet sein.

Ein weiterer Tipp, wie sie das Maximum aus den Energiereserven Ihres Elektroautos herausholen können, betrifft den Ladevorgang und sollte nur mit Vorsicht angewandt werden. Wie beim Tanken eines normalen Autos signalisiert die Ladetechnik im Innern des Elektroautos, wenn die maximale Akkukapazität erreicht ist. Indem man jedoch, nach einer Wartezeit von wenigen Minuten, abermals Energie einpeist, lassen sich zusätzliche Kilowatt übertragen -  und damit wertvolle Kilometer mehr Reichweite realisieren. Hintergrund dieses Tricks ist das Absinken der Spannung nach dem Laden, was sich bildlich mit dem Absinken von Schaum darstellen lässt.

Auch Reifen sind für die mögliche Fahrdistanz relevant und können, je nach Wahl, die Elektroauto-Reichweite vergrößern oder verringern. Dies liegt an der Tatsache, dass sie wegen ihrer chemischen Zusammensetzung und ihres Profils Reibung erzeugen. Diese Reibung ist wichtig, da sie für Beschleunigung und Bremsvorgänge vonnöten ist, doch verbirgt sich in den Pneus und ihrem Rollwiderstand auch ein immenses Optimierungspotenzial. Ruft man dieses ab, lässt sich die Reichweite zum Teil beträchtlich erhöhen.

Hersteller wie Continental haben bereits auf den entstehenden Markt der E-Auto-Reifen reagiert und präsentieren Modelle, mit denen sich der Rollwiderstand reduzieren und damit die Fahrt energieeffizienter gestalten lässt. Wie viele Kilometer mehr sich dadurch erzielen lassen, hängt jedoch stark vom jeweiligen Elektroauto, dem Fahrbahnbelag und den Wetterbedingungen (insbesondere der Außentemperatur) ab.

Fallen im Herbst die Grade, wird aus der Wechsel von Sommer- auf Winterreifen für Elektroautos ein Thema. Die Umrüstung geht üblicherweise mit einer geringeren Reichweite einher, da sich das Reifenprofil hinsichtlich des Verbrauchs ungünstig verändert. Um auch mit Winterreifen die Elektroauto-Reichweite vergrößern zu können, sollte man stets auf den optimalen Reifendruck achten und sich bezüglich der Produktwahl eingehend informieren.

Immer stärker in den Hintergrund geraten Anbauvarianten zum Erhöhen der E-Auto-Reichweite. Anhänger wie der ebuggy machen es zwar möglich, Energiereserven als externe Quelle mit sich zu führen, sind jedoch im Alltag kaum bis gar nicht sichtbar. Durch die steigende Kapazität der internen Batterien dürften die Elektroauto-Anhänger auch zukünftig bestenfalls ein Nischendasein fristen. Gleiches gilt für Solarzellen, mittels derer Sonnenenergie eingespeist werden kann.

Langfristig sind diese Sonderlösungen vom Aussterben bedroht, da sich durch die Entwicklung von leistungsstärkeren und leichteren Akkumulatoren viel mehr Energie in der Grundvariante des Elektroautos unterbringen lassen. Selbst wenn diese nicht ausreicht können Reichweitenverlängerer (E-Autos mit Range Extender) bei Bedarf hinzugeschaltet werden und mehr Kilometer ermöglichen.

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