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Das Winterproblem des Elektroautos

Als die ersten modernen Elektroautos auf den Markt kamen, stellte sich bald heraus, dass niedrige Temperaturen die Leistung negativ beeinflussen. Die Reichweite sank manchmal um 30 bis 40 Prozent, insbesondere bei Temperaturen um den Gefrierpunkt. Das liegt daran, dass die chemischen Reaktionen in der Batterie bei Kälte langsamer ablaufen. Außerdem erforderte das Aufheizen des Innenraums und das Aufwärmen der Batterie viel Energie, was zu Lasten der Reichweite ging.

Mit dem Frost traten auch andere Unannehmlichkeiten auf. Der Ladevorgang verlangsamte sich, da die Batterie erst ab einer bestimmten Temperatur effizient geladen werden kann. Dies machte sich besonders bei Schnellladegeräten bemerkbar: Die versprochene Ladegeschwindigkeit wurde oft nicht erreicht.

Warum Kälte die Reichweite einschränkt

Um zu verstehen, was sich geändert hat, ist es gut zu wissen, warum Kälte einen solchen Einfluss hat. Die Lithium-Ionen-Batterie in Elektroautos funktioniert optimal bei Temperaturen zwischen etwa 20 und 30 Grad Celsius. Im Winter kann die Temperatur des Akkus deutlich unter diesen Bereich fallen. Infolgedessen steigt der Innenwiderstand und es steht weniger Energie zur Verfügung.

Gleichzeitig kostet die Beheizung des Innenraums eine Menge Strom. Anders als ein Benzin- oder Dieselauto hat ein Elektroauto keinen Benzinmotor, der „kostenlose“ Wärme liefert. In älteren Elektroautos wurde die Kälte im Innenraum mit einer elektrischen Widerstandsheizung vertrieben. Das verbraucht sehr viel Energie und führt zu einer deutlich geringeren Reichweite.

Was die Autohersteller jetzt anders machen

In den letzten Jahren haben die Hersteller viel in die Technologie zur Überwinterung von Elektroautos investiert. Ein wichtiger Schritt ist die sogenannte ‚Batteriekonditionierung‘. Viele neue Elektroautos sind mit einem Flüssigkeitskreislauf ausgestattet, der die Batterie aktiv heizen und kühlen kann. Wenn die Außentemperatur niedrig ist und das Auto noch am Ladegerät hängt, wärmt das System die Batterie vor der Abfahrt auf die optimale Betriebstemperatur auf. Dies geschieht automatisch. In einigen E-Fahrzeugen arbeitet das Navigationssystem mit dem Batteriekonditionierungssystem zusammen, das die Batterie bereits auf dem Weg zu einem Schnellladegerät für eine optimale Schnellladung aufwärmt.

Auch Wärmepumpen sind in EVs zunehmend serienmäßig oder optional vorhanden. Eine Wärmepumpe verbraucht viel weniger Energie als eine herkömmliche Heizung. Das System funktioniert wie eine umgekehrte Klimaanlage und entzieht der Außenluft oder der Restwärme der Batterie Wärme. So bleibt mehr Energie für den Antrieb übrig.

Nicht zuletzt sind auch die Batterien verbessert worden. Neue Zellchemien – wie Lithium-Eisen-Phosphat (LFP) und verbesserte Nickel-Mangan-Kobalt-Zellen (NMC) – sind widerstandsfähiger gegen Temperaturschwankungen. Auch die interne Konstruktion der Batterien wurde aktualisiert, mit einer effizienteren Isolierung und integrierten Heizmatten.

Ladegeschwindigkeit im Winter

Schnelles Aufladen bei, sagen wir, -5 °C war früher eine frustrierende Erfahrung. Heute ist das viel weniger der Fall. Unter anderem dank der Batteriekonditionierung kommen moderne Elektroautos der vom Hersteller versprochenen Ladegeschwindigkeit sehr viel näher. Marken wie Tesla, Hyundai, Kia, BMW und Mercedes-Benz verfügen über Systeme, die die Batterie automatisch aufwärmen, sobald Sie ein Schnellladegerät als Ziel angeben.

Auch die Ladeinfrastruktur spielt eine Rolle. Neue Ladestationen verfügen oft über fortschrittliche Kühl- und Heizsysteme in den Ladekabeln, die den Ladevorgang weniger wetterabhängig machen.

Verbesserungen beim Komfort

Nicht nur die Technik unter der Motorhaube wurde verbessert. Auch der Komfort im Winter hat sich erheblich verbessert. Eine Vorheizung, die Sie über eine App fernsteuern können, ist bei vielen EVs Standard. Damit können Sie den Innenraum und die Sitze beheizen, während das Auto noch an der Ladestation steht. Auf diese Weise kostet es Sie keine Reichweite und Sie steigen in ein angenehm warmes Auto ein.

Die Hersteller haben auch auf die lokale Beheizung geachtet, wie z.B. beheizbare Sitze und Armlehnen und ein beheizbares Lenkrad. Das reduziert die Notwendigkeit, den gesamten Innenraum zu beheizen. Das spart Energie und schränkt die Reichweite weniger ein.

Weniger Probleme beim Kaltstart

Bei älteren Elektroautos war es üblich, dass sie bei extremer Kälte einfach nicht laden oder starten wollten, bis die Batterie aufgewärmt war. Dank intelligenter Software und besserem Temperaturmanagement ist dies heute selten. Selbst bei Temperaturen weit unter Null können Sie mit einem modernen Elektroauto einfach losfahren.

Fahrstil und Reichweite im Winter

Die Technik hat sich also verbessert. Aber auch der Fahrstil – selbst im Winter – beeinflusst die Reichweite. Kurze Fahrten, bei denen die Batterie immer wieder aufgeheizt werden muss, kosten mehr Energie als lange Fahrten. Die Hersteller empfehlen daher, längere Fahrten zu planen und das Auto wann immer möglich an der Ladestation vorzuheizen.

Auch die Wahl des Reifens spielt eine Rolle. Winterreifen haben aufgrund ihrer weicheren Gummimischung und ihres Profils einen höheren Rollwiderstand, was etwas mehr Energie kostet. Moderne Elektroautos kompensieren dies teilweise mit effizienten Antriebssträngen, aber es bleibt ein Problem.

Sind Elektroautos jetzt winterfest?

Dank der Verbesserungen der letzten Jahre sind Elektroautos jetzt viel widerstandsfähiger gegen winterliche Bedingungen. Die Batterien bleiben dank aktiver Konditionierung auf Temperatur, Wärmepumpen reduzieren den Energieverbrauch für die Heizung und die Ladegeschwindigkeit ist stabiler.

Dennoch gibt es einen Unterschied zwischen Sommer und Winter. Die Reichweite kann bei strengem Frost immer noch um mehrere Dutzend Prozent sinken, einfach weil die Physik ihre Grenzen setzt. Aber in der Vergangenheit haben Leistung und Komfort deutlich nachgelassen und jetzt ist der Unterschied viel kleiner und überschaubarer.

Zukünftige Entwicklungen

Der Fortschritt ist unaufhaltsam. Die Autohersteller arbeiten an Festkörperbatterien, die bei niedrigen Temperaturen besser funktionieren und sich schneller aufladen. Sie verfeinern auch die Wärmepumpensysteme und machen die Software bei der Vorhersage und Optimierung des Energieverbrauchs immer intelligenter.

Außerdem nimmt das Wissen der Fahrer zu. Immer mehr Fahrer von Elektroautos wissen, wie sie ihr Fahrzeug im Winter optimal nutzen können, z.B. durch Vorheizen, Sitz- und Lenkradheizung und, wenn möglich, durch Aufladen, wenn es warm ist.

Ja, moderne EVs sind winterfester

Elektroautos sind in den letzten Jahren immer winterfester geworden. Früher schränkte die Kälte Reichweite, Ladegeschwindigkeit und Komfort stark ein. Moderne Elektroautos sind mit intelligenter Technologie ausgestattet, um diese Auswirkungen erheblich zu verringern. Batterie(vor)heizung, Wärmepumpen, verbesserte Chemie und intelligente Software machen den Unterschied aus.