WALLBOXikon

Es gibt Fachbegriffe und Abkürzungen, die uns in Verbindung mit Elektromobilität täglich über den Weg laufen. Bei nicht allen Begriffen erschließt sich uns der Sinngehalt. Oft müssen wir nachschlagen, recherchieren oder - noch unangenehmer - genauer nachfragen.

Wer sich im Bereich eMobility etwas weiterbilden möchte, kann sich alle mit E|Mobilität in Verbindung stehenden Begriffe übersichtlich in unserem WALLBOXikon anschauen.

Von A wie "Adapter" bis Z wie "Zyklenfestigkeit" erläutern wir Dir mehr als 40 Begriffe rund um das Thema Elektromobilität so einfach wie möglich. WIr wünschen Dir viel Spaß beim Entschlüsseln aller wichtigen Abkürzungen.

Adapter

Ihre Reichweite füllen Sie mit Strom aus Steckdose oder Ladesäule. In Europa hat sich dazu seit 2013 der Typ-2-Stecker als Standard für Wechselstrom durchgesetzt. Wer beispielsweise im Ausland laden möchte, kann mithilfe von Adaptern auch an anderen Anschlussvarianten laden. Sie sind in der Lage, eventuelle Inkompatibilitäten auszugleichen. So sind Sie auch im Urlaub in der Lage, Ihre Reise elektrisch fortzusetzen.

Amperestunden (Ah)

Die Amperestunde, kurz: Ah, ist die Einheit für die elektrische Ladung und wird – bspw. in Verbindung mit Elektromobilität – zur Angabe der Akkukapazität genutzt. Vergleichbar ist die Akkukapazität mit dem Volumen des Benzin- oder Dieseltanks eines traditionellen Verbrenners. So transportiert ein Strom der Stromstärke 16 A im Zeitraum von 8 Stunden eine Ladung von 128 Ah.

In der Regel gilt: Je höher die Akkukapazität bei gleichbleibendem Verbrauch, desto mehr Strecke können Sie mit Ihrem Elektroauto zurücklegen, ohne zwischendurch tanken zu müssen.

Autonomes Fahren

Abstandregelautomat, Spurhalteassistent, Einparkassistent, Verkehrszeichenerkennung, Müdigkeitswarner, adaptiver Tempomat, Fernlichtregelung – all diese und viele weitere, revolutionäre Fahrzeugfunktionen der letzten Jahre bilden das Fundament für das Autonome Fahren. Unterteilt in 5 Level beinhaltet dieser Begriff sowohl den zeitweisen Eingriff der Fahrzeugassistenzsysteme zur temporären Fahrzeugführung als auch den Fahrbetrieb, in dem nicht ein einziger, menschlicher Fahrbefehl für das sichere Vorankommen benötigt wird.

In Level 5 übernimmt das Fahrzeug nicht nur das das Erkennen und Verarbeiten der Umwelt. Es steuert sich vollkommen selbständig. Lenkbefehle, Beschleunigungs- oder Bremsvorgänge wie auch entsprechendes Verhalten in Notsituationen werden gänzlich von der Künstlichen Intelligenz gesteuert. Besonders im Bereich der Elektromobilität gewinnt das Autonome Fahren anwachsendem Zuspruch.

Batterie

Hierbei handelt es sich um das Herzstück der Elektromobilität. Die Batterie eines Elektroautos versorgt alle anzutreibenden Komponenten mit der entsprechenden Energie. So füttert sie nicht nur den Motor, sondern ebenso das Radio, die Heizung, die Scheinwerfer oder den Fensterheber. Ihre Kapazität wird in Amperestunden (Ah) angegeben. Sie ist der maßgebende Faktor, wenn es um die Angabe der maximalen Reichweite mit einer Ladung geht. In der Regel gilt: Je höher die Akkukapazität bei gleichbleibendem Verbrauch, desto mehr Strecke können Sie mit Ihrem Elektroauto zurücklegen, ohne zwischendurch tanken zu müssen. Je mehr Verbraucher jedoch die Batterie belasten, desto geringer fällt die Gesamtreichweite aus.

Batterie-Management-System

Das fahrzeuginterne Batteriemanagementsystem beschäftigt sich mit dem aktuellen Status des Herzstücks des Elektrofahrzeugs, der Batterie. Es überwacht Temperaturen, Ladeströme, Auf- sowie Entladeprozesse und viele Parameter mehr. Bei Bedarf reguliert es Faktoren wie Zellenspannung, Ladleistung oder Temperatur. Somit sorgt es also dafür, dass Ihnen sowohl die Lebensdauer als auch die Zyklenfestigkeit der Batterie über Jahre hinweg erhalten bleibt.

BEV

BEV ist die offizielle Abkürzung für „Battery Electric Vehicle“ und meint nichts anderes als das englische Äquivalent zum Begriff „Elektrofahrzeug“.  Gemeint ist damit ein Fahrzeug, das sich mithilfe von Akkumulator und Elektromotor fortbewegt. Geladen wird es mithilfe einer entsprechenden Ladestation.

Bidirektionales Laden / Car2Grid / Smart Grid / Vehicle-To-Grid

Manche Elektrofahrzeuge können nicht nur Strom tanken. Sie sind ebenso in der Lage, ihren Strom ins Netz zurückzuspeisen. Damit wird gewährleistet, dass Elektromobilität einen entscheidenden Teil zukünftiger, intelligenter Stromnetze beiträgt. Überschüssig produzierter Strom aus Erneuerbaren Energien bspw. kann zwischengespeichert und bei Bedarf in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden. Ein Parkhaus, in dem Elektrofahrzeuge zum Laden angeschlossen sind, wird somit zu einem großen Zwischenspeicher, einem Notstromlieferanten oder wohl dimensionierten Puffer des öffentlichen Stromnetzes. Ein Stromnetz, das für diese Technik konzipiert ist, nennt man auch Smart Grid.

C-Faktor

Der C-Faktor beschreibt das Verhältnis von Akkukapazität zu maximaler Ladeleistung. Ist er zu hoch, kann dies einen dramatisch beschleunigten Alterungsprozess zur Folge haben, der von Ladezyklus zu Ladezyklus rasch voranschreitet.

Ein Beispiel: Eine Batterie mit einer Gesamtkapazität von 100 kWh sollte nicht mit mehr als 50 kW geladen werden. Der C-Faktor liegt hier also bei 2. Der Großteil der Fahrzeughersteller belässt es daher bei einem C-Faktor < 2. Dieses Limit bedeutet sowohl mehr Sicherheit (bspw. höher Schutz vor Netzüberlastung bzw. Temperaturüberschreitungen) als auch eine höhere Lebenserwartung des fahrzeugseitigen Akkumulators.

Drehmoment

Hierbei handelt es sich um den markantesten, spürbaren Unterschied zum traditionellen Verbrenner. Das Drehmoment wird in Newtonmetern (Nm) angegeben und beschreibt die Bewegungskraft, die ein Motor an die Räder gibt. Das Drehmoment ist also die Kraft die Sie spüren, wenn Sie Ihr Auto voll beschleunigen. Wird beim Verbrenner das maximale Drehmoment nur mit Erklimmen des Drehzahlmessers ermöglicht, stellt ein Elektromotor sein maximales Drehmoment – also all seine Kraft – bereits ab dem ersten Tritt aufs Gaspedal zur Verfügung. Daher sind Elektroautos echte Sprintkönige. Agilität und Schub sind in jeder Situation voll abrufbar.

E-Bike

Nicht nur Motorräder, Nutz- oder Personenkraftwagen können heutzutage rein elektrisch betrieben werden. Auch Fahrräder werden mittlerweile durch Elektromotoren unterstützt. Ein in das Fahrrad integrierter Elektromotor sorgt dann für Vortrieb, wenn der Fahrer dazu nicht mehr in der Lage ist oder – bspw. – bergauf mit mechanischer Kraft unterstützt werden möchte. Je nach Topographie, Boden- und Witterungsverhältnissen, Temperatur und Fahrstil sind teilweise bis zu 100 km rein elektrisch möglich. Der elektrische Antrieb allerding ist begrenzt auf 250 W und 25 km/h. Allerdings entfällt dann der sportliche Anspruch an das Fahrradfahren. Bequem ist es hingegen allemal.

Effizienz-Label

Seit Dezember 2011 sind die Fahrzeughersteller verpflichtet, ihre Produkte mit sog. CO2-Effizienzklassen auszuzeichnen. Dies ergibt sich aus der Pkw-Energieverbrauchskennzeichnungsverordnung, kurz: Pkw-EnVKV. Das sich daraus ergebende Label soll dem Verbraucher dabei helfen, die Energieeffizienz des jeweiligen Fahrzeugs bewerten zu können.

Die Einteilung der Effizienzklassen reicht von A+ (Farbe: Grün | besonders effizient) bis hin zu G (Farbe: Rot | weniger effizient).

Bei der Berechnungsformel wird der CO2-Ausstoß des Fahrzeugs stets in Relation zum Fahrzeuggewicht gesetzt. Anhand einer gesetzlich bestimmten Formel wird hierbei zunächst ein fahrzeuggewichtsabhängiger Referenzwert für den CO2-Ausstoß ermittelt und dem tatsächlichen Ausstoß gegenübergestellt. Daraufhin erfolgt die Einstufung des jeweiligen Fahrzeugs. Somit wird einem schweren Fahrzeug ein höherer Emissionsausstoß zugestanden, als einem kleinen.

Reine Elektrofahrzeuge besitzen immer das grüne Label „A+“.

Elektroauto

Das Elektroauto ist das wohl zukunftsträchtigsten Fortbewegungsmittel unserer Zeit. Es ist batteriebetrieben – mit oder ohne zusätzlichen Range Extender. Der Begriff Elektroauto umfasst sowohl das rein elektrisch betriebene Fahrzeug, als auch Fahrzeuge mit Brennstoffzelle.

Der Gesetzgeber definiert den Begriff „reines Elektromobil“ in der Ladesäulenverordnung (LSV) vom 09. März 2016 wie folgt:

Immer Sinne der Ladesäulenverordnung „ist ein reines Batterieelektrofahrzeug ein Kraftfahrzeug mit einem Antrieb, bei dem a) alle Energiewandler ausschließlich elektrische Maschinen sind und b) alle Energiespeicher ausschließlich elektrisch wieder aufladbare Energiespeicher sind.“.

Plug-in-Hybride sind demnach keine, per Definition erfassten, reinen Elektromobile. Laut LSV aber sind sie dem Oberbegriff „Elektromobile“ zugehörig.

Elektromobilitätsgesetz

Bereits seit Juni 2015 regelt das Elektromobilitätsgesetz, kurz: EmoG, bundesweit Bevorrechtigungen unserer Elektrofahrzeuge. Hier werden somit die Vorgaben des geltenden Straßenverkehrsgesetzes, kurz: StVG, weiterführend ergänzt. Das EmoG enthält somit Bevorrechtigungen in Puncto Parken, Nutzung öffentlicher Straßen oder Wege mit besonderem Zweck, Parkgebühren und Zulassung von Ausnahmen von Zufahrtsbeschränkungen oder Durchfahrtverboten. Damit dient das Elektromobilitätsgesetz der deutschlandweiten Förderung von Elektromobilität, indem es attraktive Vorteile für den täglichen Verkehr enthält.

Elektromotor

Beim Elektroauto sorgt er für den Vortrieb. Die von der Batterie zur Verfügung gestellte Energie wandelt er in mechanische Energie um. Strom wandelt er demzufolge in eine Drehbewegung. Verantwortlich dafür sind größtenteils Drehstrommotoren.

Die Vorteile des Elektromotors liegen offen zu Tage:

  1. Im täglichen Betrieb ist ein Elektromotor mit seinem emissionsfreien Antrieb umweltfreundlicher als ein traditioneller Verbrennungs- oder gar Hybridmotor.
  2. Die Wartungskosten sind aufgrund fehlender Betriebsflüssigkeiten und Bauteile sehr gering.
  3. Mechanischen Verschleiß sucht man hier vergebens.
  4. Die maximale Kraft liegt erstaunlich früh an.
  5. Entspanntes, lautloses Reisen ist möglich.
Energiedichte

Die Energiedichte ist der bedeutendste Faktor, wenn es um das Gewicht der fahrzeuginternen Batterie geht. Sie bezeichnet die Menge an elektrischer Energie, die pro Massen- bzw. Volumeneinheit eines Akkus gespeichert werden kann. Oftmals wird die Energiedichte daher in Kilowattstunde pro Kilogramm (kWh/kg) oder aber in Kilojoule pro Kilogramm (kJ/kg) angegeben.

Derzeit realisieren die einschlägigen Hersteller moderner Akkumulatoren eine Energiedichte von 0,15 kWh pro Kilogramm.

FCEV

Bereits mehr als 30 Jahre existiert diese Variante des Elektroautos, dessen Kürzel „Fuel Cell Electric Vehicle“ bedeutet. Diese mit Brennstoffzelle versehenen Elektrofahrzeuge besitzt einen Akku, der ähnlich klein dimensioniert ist wie bei einem PHEV. Er dient lediglich als Zwischenpuffer. Die zur Fortbewegung genutzte Energie nämlich findet ihren Ursprung in den Hochsicherheitstanks des Fahrzeugs, die Wasserstoff unter einem Druck von 700 bar beherbergen. Mittels Brennstoffzelle wird dieser Wasserstoff in Strom und (destilliertes) Wasser umgewandelt. Die so entstandene, elektrische Energie nimmt dann ihren Lauf über den Zwischenpuffer in den Elektromotor. Das Auto nimmt Fahrt auf.

HEV

Die mit HEV bezeichneten „Hybrid Electric Vehicle“ sind klassische Hybridfahrzeuge, wie bspw. der allseits bekannte 1997er Toyota Prius. Hier verhilft ein Hilfselektromotor dem traditionellen Verbrennungsmotor zu mehr Effizienz und weniger Emissionen. HEV sind darauf ausgelegt, dass sie durch die Hilfsmotor beim Anfahren sowie im Fahrbetrieb unterstützt werden. Reines, elektrischen Vorankommen ist hier aber oftmals nicht vorgesehen. Die dazu benötigte Energie stammt aus einem klein dimensionierten Pufferakkumulator, der mittels Rekuperation mit neuer Energie versorgt wird.

Induktionsladung

Induktionsladung ermöglicht es, das Elektrofahrzeug nicht länger per Kabel, Stecker und Steckdose laden zu müssen. Wer per Induktion lädt, parkt sein Fahrzeug über einer Magnetspule, die über ein fahrzeuginternes Gegenstück den Akkumulator im Fahrzeug lädt. Mit einer Ladeleistung von 11 kW ist eine Ladung per Induktion vergleichbar mit der einer Wallbox.

Dies funktioniert jedoch nicht nur ausschließlich im Stand. Sind Fahrbahnen mit derartigen Magnetspulen ausgestattet, kann das Fahrzeug sogar drahtlos während der Fahrt laden.

Konduktives Laden

Leitungs- bzw. kabelgebundenes Laden wird auch als konduktives Laden bezeichnet. Hier erfolgt das Laden mittels Steck- und Kabelverbindung zwischen Fahrzeug und Ladevorrichtung, bspw. eine Wallbox.

Kilowattstunde (kWh)

Die Kilowattstunde ist eine Maßeinheit für Energie. Sie beschreibt die Kapazität eines Akkumulators, also wie viel Strom der Akku aufzunehmen im Stande ist. Aktuelle Elektrofahrzeuge bieten – wie bspw. Tesla – Batterien mit Kapazitäten von bis zu 100 kWh an. Der durchschnittliche Stromverbrauch eines neuen Elektrofahrzeugs liegt in etwa zwischen 10 und 15 kWh auf 100 gefahrene Kilometer.

Ladesäule

Die Ladesäule ist zukünftig Ihre Tankstelle. Im Gegensatz zur traditionellen Benzin-, Diesel- oder Erdgastankstelle können Sie die Ladesäulen auf unterschiedliche Arten nutzen.

  • Öffentliche bzw. halböffentliche Normalladesäulen versorgen Ihr Fahrzeug mit normalem Wechselstrom – 400 V und max. 63 A – und einer Ladeleistung von ca. 11 kW. Ausgewählte Ladestationen sind sogar in der Lage, Ladeleistungen von bis zu 44 kW zu gewährleisten.
  • Öffentliche bzw. halböffentliche Schnellladesäulen hingegen versorgen Elektrofahrzeuge mit Gleichstrom – 450 V und max. 150 A – und Ladeleistungen von über 60 kW.
  • Private Ladesäulen oder Wallboxen werden mit Starkstrom, so wie es bei Ihren E-Herd der Fall ist, an Starkstrom mit 400 Volt und 32 Ampere angeschlossen. So werden derart hohe Ladeströme erreicht, dass Ihr Fahrzeug in etwa zehnmal schneller lädt, als an der haushaltsüblichen SchuKo-Steckdose. Damit sind mit ihr Ladeleistungen von bis zu 22 kW realisierbar.
Ladezeit / Ladeleistung

Die Ladeleistung ist der wichtigste Faktor, wenn man sich mit dem Thema Ladezeit befasst. Wie lang also das Fahrzeug an die Ladestation angeschlossen bleiben sollte bis es vollgetankt ist, hängt von der Ladeleistung ab. Unterschiedliche Ladestationen liefern unterschiedliche Ladeleistungen:

  • Die SchuKo-Steckdose, also die handelsübliche Haushaltssteckdose, stellt eine Ladeleistung von bis zu 2,3 kW zur Verfügung.
  • Eine Normalladestation bzw. eine Wallbox stellt Ladeleistungen zwischen 3,7 und 22 kW bereit.
  • Eine Schnellladestation hingegen stellt enorme Ladeleistungen zur Verfügung. Von 50 bis zu 170 kW sind alle Ladeströme realisier- und abrufbar.

Die Ladezeit richtet sich nach der Kapazität des zu ladenden Akkus, dem aktuellen Füllstand sowie der bereitgestellten Ladeleistung. Soll ein Akku mit einer Kapazität von ca. 30 kWh von 0 auf 100 % geladen werden, dauert die an einer SchuKo-Steckdose etwa 13 Stunden. An einer Schnellladesäule hingegen wäre diese Batterie in etwa 11 Minuten.

Diese Rechnung jedoch ist nur als Richtwert zu verstehen. Einerseits nämlich sinkt die Aufnahmefähigkeit des Akkus mit wachsendem Akkufüllstand. Ab einem Füllstand von 80 % nämlich sinkt die vom Fahrzeug zugelassene Ladeleistung rapide, weshalb Hersteller ausschließlich Ladezeiten auf einen Füllstand von 80 % angeben. Andererseits kann nicht jedes Elektrofahrzeug die von der Ladesäule zur Verfügung gestellte Ladeleistung in Gänze nutzen.

Ladestecker / Ladekabel

Um Ihr Elektrofahrzeug zu laden, benötigen Sie passende Ladekabel und   -stecker. Dieses System schaffte einen Daten- und Stromfluss zwischen Fahrzeug und Ladestation. Der Typ 2 Stecker ist der europäische Standradstecker für die Ladung von Elektrofahrzeugen. Daher sind die meisten öffentlichen Ladestationen mit einer Typ 2 Steckdose ausgestattet. Die bei der Entwicklung dieses Steckers beteiligte Firma gab ihm seinen umgangssprachlichen Namen. So wird der Typ 2 auch gern als „Mennekes-Stecker“ bezeichnet. Die Typ-2-Steckverbindung gewährleistet Bemessungsspannung von 110 bis zu 480 V sowie Ströme von maximal 79 A. Mehr zum Thema Steckverbindungen erfahren Sie hier.

Ladesäulenverordnung

Die Ladesäulenverordnung, kurz: LSV, reglementiert seit dem 17. März 2016 die in Deutschland geltenden „technischen Mindestanforderungen an den sicheren und interoperablen Aufbau und Betrieb von ausschließlich öffentlich zugänglichen Ladepunkten für Elektromobile“. Ins Leben gerufen und erlassen wurde sie vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi).

Sie normiert bspw. den Typ-2-Stecker als Standard für Normal-, den CCS-Stecker hingegen als Standard für Schnellladesäulen. Des Weiteren formuliert sie einen Anforderungskatalog, der an die Betreiber öffentlicher Ladepunkte zu stellen ist, so z.B. Vorgaben sowie Fristen zur Anzeige der Errichtung oder zur technischen Prüfung einer Ladesäule.

Lastenmanagementsystem (LMS)

Das sog. Lastenmanagementsystem ist von entscheidender Bedeutung, wenn es um das Laden des Elektroautos geht. Es ist dazu da, die Ladeleistung verschiedener Ladepunkte am vorhandenen Netzanschluss auszurichten, ohne ihn dabei zu überlasten. Ziel dieser Managementleistung ist es, den Netzanschluss derart zu nutzen, dass mehrere E|Fahrzeuge zur gleichen Zeit geladen werden können, ohne die Anschlussleistung erhöhen bzw. einen neuen Transformator nutzen zu müssen. In Tiefgaragen, auf großen Parkflächen oder aber in Wohngebäuden sind die Leistungsreserven des Netzanschlusses oftmals nicht für das Laden mehrerer Elektrofahrzeuge ausgelegt – daher ist die Integration eines Lastenmanagementsystems hier von entscheidender Bedeutung.

Grundlegend unterscheidet man hier zwischen dem statischen Lastenmanagement und dem dynamischen Lastenmanagement.

Statisches Lastenmanagement | Hier wird eine zuvor festgelegte Ausgangsleistung auf die angeschlossenen Ladepunkte verteilt. Über die Master-Ladestation wird jene Maximalleistung an die Slave-Ladestationen weitergeleitet. Statt einer solchen Master-Ladestation kommt auch oftmals eine Master-Controlbox zum Einsatz.

Dynamisches Lastenmanagement | In der dynamischen Variante wird die Ladeleistung – unter Berücksichtigung der aktuell anliegenden Leistung am Netzanschluss – regelmäßig angepasst. Die Ermittlung der aktuell anliegenden Leistung erfolgt über einen separaten Stromzähler, der in ständiger Kommunikation mit der Master-Ladestation, der Master-Controlbox oder dem verwendeten Backend steht. Diese steuern nach Erhalt der Daten die maximale Ladeleistung der jeweiligen Slave-Ladestationen.

Lithium-Ionen-Batterie

Li-Ion-Zellen bilden den aktuellsten Stand der Batterietechnik ab. Mit ihrer höheren Energiedichte sind sie den traditionellen Nickel-Metallhydrid- (NiMH) bzw. Blei-Akkus deutlich überlegen. Der größte Vorteil der Lithium-Ionen-Batterie aber besteht darin, dass sie einen batterietypischen Memoryeffekt nicht kennt. Auf Tiefentladung aber reagieren sie sehr empfindlich. Aus diesem Grund sollte man sein Elektrofahrzeug nicht bis zu einem Akkustatus von 0% fahren.

Aufgrund der zahlreichen, positiven Eigenschaften aber finden sich Akkumulatoren mit Lithium-Ionen-Technik nicht nur in Smartphones oder Laptops, sondern ebenso in unseren Elektroautos wider. Aktuell sorgen Sie in manchen Fahrzeugmodellen für Reichweiten von mehr als 400 km.

Lithium-Luft-Batterie

Der Lithium-Luft-Akkumulator ist der aktuelle Hoffnungsträger im Bereich der Energiespeicher. Statt wie bisher der Li-Ion-Akku verzichtet sie nahezu vollständig auf das schwere Trägermaterial an den Elektroden, wodurch sie einen erheblichen Vorteil in Bezug auf die Leistungsdichte – Energie pro Kilogramm – mit sich bringt. Sie verwendet die umgebende Luft als Oxidator. Mit ihrer spezifischen Energie von 11,14 kWh/kg wären sie den Li-Ion-Akkus ums bis zu 20-fache überlegen. Gleichsam würden sie sich der Energiedichte von Kraftstoffen stark annähern.

Mit dieser Technologie wäre es möglich, die Reichweite von Elektrofahrzeugen nicht unerheblich zu steigern. Problematisch jedoch scheint, dass die Serienreife eines Lithium-Luft-Akkumulators erst nach 2030 zu erwarten ist.

Lokale Emissionen

Medienwirksam hat sich dieser Begriff über die letzten Monate in das Thema Elektromobilität nahezu eingebrannt. Hintergrund ist, dass in Großstädten besonders der Verkehr einen der größten Luftverschmutzer darstellt. Elektroautos produzieren im Fahrbetrieb hingegen null Gramm CO2 auf 100 km.

„Lokal“ bezieht sich dabei auf die Betrachtungsweise: Hier werden nämlich ausschließlich die im Fahrbetrieb erzeugten Emissionen betrachtet. Außer Acht gelassen wird jedoch die Art von Emissionen, die während der Produktion bzw. Erzeugung des Treibstoffs / des Stroms erzeugt wird.

NEFZ

Das Kürzel NEFZ steht stellvertretend für „Neuer Europäischer Fahrzyklus“ und richtet sich nach der Richtlinie 70/220/EWG. Er gilt sowohl für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor, als auch für Hybrid- sowie Elektrofahrzeuge.

Mit ihm werden europaweit einheitlich die von Fahrzeugen produzierten Schadstoffe – CO2 Emissionen – sowie der Kraftstoff- / Stromverbrauch gemessen bzw. ermittelt. Geschuldet ist dies den einheitlichen Abgasvorschriften für Personenkraftwagen in der Europäischen Gemeinschaft, die den Autoherstellern bestimmte Grenzwerte auferlegen. Diese traten bereits im Jahr 1970 in Kraft. Die sog. „Euro-Norm“ wurde jedoch erst 1992 eingeführt. Bis heute – von der Euro1 bis hin zur Euro 6 – wurden die Stickoxid-Grenzwerte seitens des Gesetzgebers um ganze 97 % verschärft.

Durchgeführt wird der NEFZ auf einem Rollenprüfstand unter laborähnlichen Bedingungen. Er sieht folgende Parameter für das Testprozedere vor:

                                                           Starttemperatur:             kalt

                                                           Testzeit:                           20 Minuten

                                                           Standzeit:                        5 Minuten (25 %iger Anteil im Gesamtzyklus)

                                                           Zurückzul. Strecke:        11 Kilometer

                                                           Geschwindigkeiten:       max. 120 km/h (im Mittel: 34 km/h)

                                                           Max. Leistung:                 bis zu 34 kW / 46 PS

                                                           Nicht berücks.:                Sonderausstattung & Klimatisierung

Pedelec

Der Begriff Pedelec ist ein Anagramm für Pedal Electric Cycle, auch als E-Bike oder Elektrofahrrad bekannt.

Permanent erregte Synchronmaschine (PSM)

Als PSM bezeichnet man die heute aktuelle Bauart der Elektromotoren unserer Elektrofahrzeuge. Auch eine Vielzahl unterschiedlichster Haushaltsgeräte nutzen permanent erregte Synchronmaschinen, um ihre Aufgaben zu erfüllen. Sog. Permanentmagnete im Inneren des Motors sorgen für die jeweiligen Bewegungen.

Demgegenüber stehen elektrisch erregte Synchronmaschinen, kurz: ESM. Statt der Permanentmagnete kommen hier Elektromagnete. Da die ESM den PSM in vielerlei Hinsicht deutlich unterlegen sind, spielen sie für das Elektrofahrzeug keine Rolle.

PHEV

Das Kürzel PHEV steht für Plug-In Electric Vehicle. Es beschreibt ein Kraftfahrzeug, das sowohl einen Verbrennungs- als auch einen Elektromotor in Kombination für den Vortrieb nutzt. Die Besonderheit hierbei besteht darin, dass die Batterie – die im Wesentlichen kleiner dimensioniert ist als bei reinen Elektrofahrzeugen – des Elektromotors mithilfe eines Ladesteckers an der Steckdose geladen werden kann.

Je nach benötigter bzw. geforderter Leistung und Akkustand können beide Motoren gemeinsam oder jeder Motor einzeln das Fahrzeug in Bewegung setzen. Bei Volllast z.B. arbeiten beide Motoren für maximalen Vortrieb parallel. Im Kurzstreckenbetrieb oder im Stadtverkehr hingegen können PHEVs in aller Regel rein elektrisch fahren. Das senkt die lokalen Emissionen auf null Gramm CO2 auf 100 km. Aufgrund der kleineren Batterie aber fällt die rein elektrische Reichweite nicht so groß aus, wie es bei reinen Elektrofahrzeugen ist. Vorteil aber ist, dass einige Hybridmodelle ihre Batterien mithilfe des Verbrennungsmotors eigenständig laden können.

Plug-In-Hybrid

Siehe PHEV.

Radnabenmotor

In dieser Konfiguration sitzt der Elektromotor nicht zentral im Fahrzeug, sondern direkt am angetriebenen Rad. Im Jahr 1900 präsentierte Ferdinand Porsche auf der IAA in Paris den Lohner-Porsche – ein Hybridfahrzeug mit integrierten Radnabenmotoren, die jeweils bis zu 2,5 PS leisteten. Heute allerdings ist der Radnabenmotor aus der Großserienproduktion nahezu verschwunden. Dabei klingen die Vorteile eines Radnabenmotors zunächst verlockend:

  • Der Einsatz von schweren Antriebswellen entfällt.
  • Eine radselektive Antriebsregelung ermöglicht Sicherheit & Performance.
  • Extremer Raumgewinn könnte der Fahrzeug-Usability zugutekommen.

Der Grund für das Außerachtlassen dieser Triebwerkspositionierung: Das zu hohe Gewicht schlägt sich auf die ungefederten Massen des Fahrzeugs nieder. Dies sorgt für eine nicht unerhebliche Einschränkung des Fahrkomforts. Zeit für die Automobilindustrie, an dieser Stelle Hand anzulegen.

Range Extender

Als Range Extender bezeichnet man einen klein dimensionierten Verbrennungsmotor, der zwar zusätzlich zum Elektromotor im Fahrzeug montiert, jedoch nicht zum direkten Antrieb des Automobils gedacht ist. Vielmehr ist er als eine Art Generator zu sehen, der die Fahrzeugakkus während der Fahrt aufladen kann. Mit dieser Technik wird sichergestellt, dass der Akku jederzeit – auch ohne einen Halt an einer Ladesäule – geladen wird und Vorankommen gesichert wird. Der Range Extender aber kann nur als Notfunktion gesehen werden, da er keine derart hohe Ladeleistung produziert, wie es eine Ladesäule zu leisten im Stande ist. Auf langen Reisen aber kann ein Range Extender ein wirklich guter Ratgeber sein.

Reichweite

Die in Fahrzeugtest oder Herstellerangaben angezeigten Reichweiten geben die Strecke an, die ein Fahrzeug ohne Neuaufladung / Neubetankung an einer Ladesäule / Wallbox / SchuKo-Steckdose zurückzulegen im Stande ist. Ermittelt werden diese Reichweiten nicht im praktischen Versuch, sondern unter einheitlichen, laborähnlichen Bedingungen per NEFZ- bzw. WLTP-Fahrzyklus.

Superkondensator | Ähnlich einer handelsüblichen Batterie dient ein Superkondensator als mobiler Stromspeicher, der bei Bedarf eine gewisse Menge Strom abgibt. Der Unterschied jedoch besteht darin, dass ein Superkondensator die ca. 10- bis 100-fache Leistungsdichte aufweist. Sie können demnach viel rascher ent- bzw. geladen werden. Außerdem sind sie erheblich zyklenfester als herkömmliche Batterien. Der Nachteil aber besteht darin, dass ein Superkondensator mit einer 90 % geringeren Energiedichte aufwartet. Superkondensatoren finden aktuell im Bereich der Bremsenergierückgewinnung – auch Rekuperation genannt – Anwendung.

Forschern der britischen Universitäten Surrey und Bristol gelang zu Beginn des Jahres 2018 der Durchbruch: Mithilfe neu entwickelter Materialien behalten Superkondensatoren sowohl Zyklenfestigkeit als auch Ladegeschwindigkeit. Die Kapazität aber konnte deutlich erweitert werden. So sollen – laut Angaben der Forscher – Ladezeiten und Reichweiten realisiert werden, die denen von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren gleichzusetzen sind. Im Überblick:

Ladezeiten (im Mittel):                ca. 10 min

Reichweite (im Mittel):                > 600 km

Unter Branchenexperten gelten Superkondensatoren daher als Hoffnungsträger für den Durchbruch der Elektromobilität. Superkondensatoren seien der Schlüssel zu den Akkumulatoren der nächsten Generation.

Großes Manko: Bislang sind Faktoren wie Nachhaltigkeit, Kosten oder Skalierbarkeit der neuen Technologie noch nicht belegt.

Rekuperation

Fahrzeuge mit traditionellem Verbrennungsmotor nutzen die „Rekuperation“ genannte Technik bereits seit Jahren – bekannt ist sie auch unter dem Begriff „Bremsenergierückgewinnung“. Hier wird die während des Bremsvorgangs entstehende, kinetische Energie des rollenden Fahrzeugs – die beim Bremsvorgang ansonsten in nicht nutzbare Wärme umgewandelt würde – mittels Elektromotors in elektrische Energie umgewandelt. Dieser Elektromotor arbeitet dann wie ein Generator. Beim Verbrenner dient diese Energieumwandlung der Entlastung der Lichtmaschine, indem der generierte Strom der Bordbatterie zugeführt wird. Beim Elektroauto hingegen kommt die durch Rekuperation gewonnene Energie direkt zum Antrieb und damit der Reichweite zugute.

Je höher die Rekuperationsstufe, desto rascher bremst das Fahrzeug ab. Desto höher fällt jedoch auch die Höhe des somit generierten Stroms aus.

Wer eine radargesteuerte Rekuperation in der Aufpreisliste des Fahrzeugherstellers angekreuzt hat, erweitert die Rekuperation um einen radargesteuerten Modus, in dem das Fahrzeug die aktuelle Verkehrslage überwacht. Je nach Situation wird die Rekuperationsstufe vollautomatisch angepasst.

S-Pedelecs

Der Begriff Pedelec ist ein Anagramm für Pedal Electric Cycle, auch als E-Bike oder Elektrofahrrad bekannt. Im Gegensatz zum herkömmlichen Pedelec beschleunigen S-Pedelecs auf über 25 km/h und unterliegen daher der Versicherungspflicht.

Supercharger

Als Supercharger bezeichnet der Elektrofahrzeughersteller Tesla die für seine eigenen Fahrzeuge hergestellten Schnellladestationen. Tesla Supercharger nutzen einen modifizierten Typ-2-Stecker, der – im Gegensatz zum herkömmlichen Typ-2-Stecker – das Tanken mit 145 kW Ladeleistung bei 480 V Gleichspannung gewährleistet. So lässt sich ein Tesla Elektrofahrzeug innerhalb von nur 30 Minuten zu 80 % „volltanken“. Das entspricht einer Reichweite von etwa 400 km.

Aktuell (Stand: Mai 2018) existieren weltweit 1.229 Supercharger-Stationen mit insgesamt 9.623 Ladepunkten. Allein in Europa sind an verkehrsstrategisch wichtigen Standorten 397 Supercharger gelistet.

In Ergänzung zum Supercharger entwickelte Tesla sog. Destination Charger. Diese an Restaurants, Hotels und Einkaufszentren installierten Ladestationen sorgen an 3.504 Standorten in Europa dafür, dass die Kunden ihrer Fahrzeuge während der Parkdauer laden können.

Ein Blick in die Zukunft: Der Tesla-eigene Megacharger soll den Tesla Semi – einen Lastkraftwagen für Logistik- und Transportdienstleister – mit einer Ladeleistung von 1 MW in nur 30 min auf eine Reichweite von bis zu 645 km laden.

Verbrauch

Der Stromverbrauch eines Elektrofahrzeugs wird per laborähnlichem Rollenprüfstandstest NEFZ- bzw. WLTP-Zyklus ermittelt und in Kilowattstunden pro 100 Kilometer (kWh/100km) angegeben.

Das aktuell sparsamste Elektroauto auf dem Markt ist der VW e-Up! mit einem Durchschnittsverbrauch von 11,7 kWh/100km. Der Gesamtdurchschnittsverbrauch aller auf dem Markt verfügbaren Elektrofahrzeuge liegt derzeit bei ca. 15 kWh/100km.

Volt

Volt, kurz: V, ist die Maßeinheit der elektrischen Spannung und wurde 1897 nach dem italienischen Physiker Alessandro Volta benannt. Die elektrische Spannung charakterisiert – ganz einfach gesagt – die Stärke einer ausgewählten Spannungsquelle.

Zur Verdeutlichung: Stellen Sie sich einen Stromfluss wie fließendes Wasser vor, das durch ein Rohr fließt. Der Wasserdruck ist in diesem Beispiel mit der Spannung gleichzusetzen. Der Durchmesser des Rohrs hingegen stellt die Stromstärke (A) dar. Sowohl Spannung als auch Stromstärke entscheiden darüber, wie hoch schlussendlich die entsprechende, elektrische Leistung ausfällt, wieviel Energie also in welcher Zeit beim Verbraucher ankommt.

Wallbox

Die Wallbox ist Ihre heimische Tankstelle für das Elektroauto bzw. den Plug-In-Hybriden. Auf einem Standfuß oder an einer Wand – bspw. Hausfassade oder Stirnwand eines Carports – befestigt und an die Hauselektrik angeschlossen, können Sie Ihr Fahrzeug ein- oder auch mehrphasig mit Wechselstrom laden.

Mithilfe des fest angeschlagenen Kabels bzw. des entsprechenden Verbindungskabels ist es möglich, einen Strom- und Datenfluss zwischen Fahrzeug und Wallbox zu ermöglichen. Einmal angeschlossen, lädt eine Wallbox das Fahrzeug erheblich schneller als eine Haushaltssteckdose.

Wirkungsgrad

Der Wirkungsgrad beschreibt die Effektivität der Wandlung einer Energieform in eine andere, kurz: Energieumwandlungskette. Mathematisch wird das Verhältnis von zugeführter zu nutzbringend abgegebener Energiemenge in Prozent angegeben. Der Wirkungsgrad also zeigt, wie wirkungsvoll die jeweilige energetische Umwandlung ist.

Zum Vergleich: Der Wirkungsgrad eines Dieselmotors liegt durchschnittlich bei ca. 42%. Betrachtet man ausschließlich den Stadtverkehr, verzeichnet er lediglich 20 %. Ein turboaufgeladener Ottomotor erreicht einen Wirkungsgrad von 37 % im Mittel. Im Stadtverkehr aber sinkt er sogar auf bedenkliche 10 bis 15 %. Der Rest der Energie, der nicht der kinetischen Energie des Fahrzeugs zugutekommt, wird aufgrund von Reibung sowie der Motor- und Kühlmittelerwärmung in die Umgebung abgegeben.

Die Lösung: Elektromotoren! Sie können über weite Lastbereiche hinweg Wirkungsgrade von deutlich über 95 % erreichen. Besonders im Stadtverkehr – wo der Wirkungsgrad eines Verbrenners deutlich herabsinkt – ist ein Elektromotor überlegen.

WLTP

Das Kürzel WLTP steht stellvertretend für „Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Procedures“ und ist im Wesentlichen die realitätsnähere Version des NEFZ. Er gilt seit dem 01. September 2017 und ermittelt dank stärkerer Temposchwankungen und detaillierterer Prüfvorgaben durchschnittlich 15 - 20 % höhere Werte als sein Vorgänger. Ziel des WLTP ist es, auch auf dem Prüfstand verkehrsnahe, vergleichbare und reproduzierbare Prüfmodalitäten für nationale als auch internationale OEMs zu gewährleisten. Erklärtes Ziel sei es außerdem, dem Verbraucher realitätsnahe Verbrauchs- sowie Emissionswerte eines getesteten Fahrzeugs zu liefern.

Durchgeführt wird der NEFZ auf einem Rollenprüfstand unter laborähnlichen Bedingungen. Er sieht folgende Parameter für das Testprozedere vor:

Starttemperatur:             kalt

                                                           Testzeit:                             30 Minuten

                                                           Standzeit:                          ca. 4 Minuten (13 %iger Anteil im Gesamtzyklus)

                                                           Zurückzul. Strecke:         23,25 Kilometer

                                                           Geschwindigkeiten:       max. 131 km/h (im Mittel: 46,5 km/h)

                                                           Max. Leistung:                 bis zu 47 kW / 64 PS

                                                           Berücks.:                           Sonderausstattung & Klimatisierung

Zyklenfestigkeit

Ein Mal laden, ein Mal entladen – das ist ein Ladezyklus einer Batterie. Die Zyklenfestigkeit gibt an, wie oft der Akku einen solchen Zyklus durchlaufen kann, ehe die Batteriekapazität auf ein bedenkliches Nutzbarkeitsniveau abfällt (damit sind derzeit etwa 70 bis 80 % Nennkapazität gemeint). Damit beschreibt die Zyklenfestigkeit die Lebensdauer Ihres Fahrzeugakkumulators.

Aktuelle Studien gehen davon aus, dass moderne Fahrzeugakkus eine Lebenszeit von etwa 8 Jahren aufweisen. Danach ist das Leben Ihres Elektrofahrzeugs jedoch nicht vorbei. Ein Tausch des Akkumulators genügt, um die Funktionsfähigkeit und die volle, herstellerseitig angegebene Reichweite wiederherzustellen.