Elektroauto, Hybridfahrzeug, Wasserstoffauto: die Unterschiede verstehen

Verfasst von am 20.01.2020 - 5 min

Seit dem Aufkommen von Zero-Emission-Autos ist regelmäßig von Elektroautos, Hybridfahrzeugen oder Wasserstoffautos die Rede. Was bedeuten diese Begriffe genau und wo liegen die Unterschiede? Ein Leitfaden.

Lange Zeit beschränkte sich die Auswahl an Motorisierungen für Autos auf Benziner oder Diesel. Jetzt aber kommt eine neue Technologie ins Spiel, die wieder alles ändert: der Elektromotor. Gelegentlich ersetzt er seinen Vorgänger, den altehrwürdigen Verbrennungsmotor, vollkommen: Dann spricht man von einem Elektroauto. In anderen Fällen koexistieren beide Technologien in ein und demselben Auto: Dann ist es ein Hybridmodell, bei dem je nach vom Hersteller vorgesehener Art der Ladung und der Stromspeicherung eine unterschiedlich große Interaktion besteht.

Worin unterscheiden sich Hybrid- und Elektroautos?

Beginnen wir mit den Unterschieden beim Betrieb. Ein Elektroauto ist vollkommen geräuschlos, geruchlos und bietet ein sehr flüssiges, angenehmes Fahrverhalten. Zu den Kosten ist zu sagen, dass der Unterhalt deutlich billiger als bei einem „Verbrenner“ ist, da Strom viel günstiger als Benzin oder Diesel ist. Hinsichtlich der Reichweite gab es erheblichen Fortschritt. Noch vor zehn Jahren schaffte ein Elektroauto gerade einmal 150 Kilometer, jetzt sind es bis zu 300 km bevor ein neuer Renault ZOE wieder geladen werden muss. Und der Ladevorgang wird immer schneller: Beim neuen Renault ZOE reichen an manchen Ladestationen 30 Minuten, um wieder 120 km** fahren zu können.

Hybridfahrzeuge wiederum haben eine etwas höhere Reichweite als ein herkömmliches Auto mit Verbrennungsmotor, da es sich um Benziner oder Diesel handelt, die zur Verstärkung auch über ein oder zwei Elektrobatterien verfügen. Der Elektromotor verringert den Treibstoffverbrauch (bis zu 40 % weniger Benzinverbrauch im Stadtverkehr). Wird das Auto vom Elektromotor angetrieben, entsprechen Fahrkomfort und Geräuschlosigkeit dem eines Elektroautos. Sorgt der Verbrennungsmotor für den Antrieb, ist das Fahrgefühl dem an Bord eines „normalen“ Autos vergleichbar.

Wie funktionieren diese Modelle jeweils technisch? Wird bei beiden der Energieverbrauch genauso optimiert? Welche Unterschiede weisen Elektroauto, Hybridfahrzeug und Wasserstoffauto unter der Motorhaube auf?

Reine Elektroautos: die fortschrittlichste Lösung

Renault Zoe Elektroauto-Motor

Elektroautos sind heute die fortschrittlichste und günstigste verfügbare Lösung, um den mit der Klimaerwärmung und der Luftverschmutzung verbundenen Umweltproblemen zu begegnen. Wodurch zeichnen sie sich aus? Der Verbrennungsmotor, der Tankdeckel und der Auspuff sind durch einen Elektromotor ersetzt, der von einer Batterie angetrieben wird. Das Auto wird an einer Ladestation zu Hause, auf dem Parkplatz am Arbeitsplatz oder an öffentlichen Orten geladen. Elektroautos können eine Reichweite von mehreren Hundert Kilometern bieten, fahren geräuschlos, verbrauchen während des Haltens keine Energie und setzen keinerlei Emissionen frei. Dazu kommt das Fahrvergnügen. Beim neuen Renault ZOE etwa ist die Kraft des Motors sofort vollständig verfügbar und bietet so eine umgehende, flüssige Beschleunigung. Ein Elektromotor hat im Gegensatz zum Verbrenner keine mechanischen Teile, die sich bewegen. Dadurch ist er extrem zuverlässig. Für den Fahrer bedeutet das eine auf das Mindestmaß reduzierte Wartung.

Es gibt aber noch weitere Optionen. Mit einem Auto, das Elektroantrieb und Verbrennungsmotor vereint, können Sie sich für einen Energiemix entscheiden. Es folgt eine Übersicht zu den einzelnen Varianten – von „ein bisschen“ bis „ausgesprochen“ elektrisch.

Hybridauto: herkömmliches Fahrzeug mit elektrischer Unterstützung

Renault Captur E-tech

Ein Hybridauto verfügt über einen Benzinmotor (oder Dieselmotor) und einen Elektromotor, die einander ergänzen. Dabei gilt folgender Grundsatz: Der Elektromotor unterstützt den Verbrennungsmotor, um die Anforderungen an ihn und damit auch den Treibstoffverbrauch zu reduzieren. Wie aber wird ein Hybridauto geladen? Beim Bremsen oder Verlangsamen lädt sich die kleine Batterie an Bord, indem sie Geschwindigkeit in Energie umwandelt. Ein Hybridfahrzeug ist jedoch nach wie vor hauptsächlich von fossilen Energieträgern abhängig: Rein elektrisch kann es nur ein paar Kilometer fahren.

Plug-in-Hybridauto: die echte Wende

Plug-in-Hybridautos, die auch als PHEV (für Plug-in Hybrid Electric Vehicle) bezeichnet werden, sollen diese Lücke füllen. Das ist beim neuen Renault Captur E-TECH Plug-in der Fall. Das Prinzip? Im Fahrgestell befindet sich neben einer größeren Batterie eine Ladebuchse, über die sich das Auto an einer Haushaltssteckdose oder einer Ladestation laden lässt. Auf diese Weise kann der Elektromotor den Verbrenner bei den meisten Alltagsfahrten ablösen. Der Verbrennungsmotor spielt seine Vorzüge auf Langstrecken aus, wie etwa Urlaubsfahrten. Der Unterschied zwischen einem Hybridauto und einem Plug-in-Hybridauto besteht folglich darin, dass das Plug-in-Fahrzeug an einer Steckdose geladen werden kann, was eine erheblich größere Nutzung und Reichweite im Elektromodus ermöglicht.

Hybridautos mit Range Extender: Ein Stromaggregat in Ihrem Auto

Eine weitere Variante besteht darin, einen Elektromotor und eine Elektrobatterie für den Antrieb zu nutzen und einen kleinen Benzinmotor für das Laden mit zu verbauen: In diesem Fall spricht man von einem Hybridauto mit Range Extender . Ein solches Hybridauto ist näher mit einem reinen Elektrofahrzeug als mit einem reinen Verbrenner verwandt – Strom ist der „Haupttreibstoff“. Bei derartigen Autos hat die Batterie eine hohe Kapazität und das Fahrzeug kann an Ladestationen geladen werden. Im Alltag kann man emissionsfrei elektrisch fahren. Der Verbrennungsmotor hat nur eine Unterstützungsfunktion, vergleichbar mit der eines Stromaggregats. Er dient ausschließlich dazu, die Batterie zu laden und dadurch die Reichweite zu erhöhen, sorgt aber für keinerlei direkten Antrieb (im Gegensatz zur Funktionsweise herkömmlicher Hybridautos und Plug-in-Hybridautos).

Wasserstoffauto: der Challenger

Wasserstoff-Pumpstation

Schließlich gibt es auch noch ein rein elektrisches Auto mit alternativem Antrieb. Renault bietet in Kürze zwei wasserstoffbetriebene Nutzfahrzeuge an: den Kangoo Z.E Hydrogen und den Master Z.E Hydrogen. Heute nutzen die meisten Elektroautos Batterien auf der Grundlage der Lithium-Ionen-Technologie , aber es gibt noch andere Möglichkeiten der Energiespeicherung. Die Wasserstoffzelle etwa ermöglicht es, Strom aus Wasserstoff zu erzeugen. Das gelingt durch die Spaltung von Wasser oder Methan. In der Zelle wird das Gas durch eine chemische Reaktion mit dem Sauerstoff aus der Umgebungsluft in Strom umgewandelt. Gespeist wird die Zelle über einen Tank, der Gas mit einem sehr hohen Druck (mehrere Hundert bar) enthält. Es gibt aber noch Hindernisse: Für die Herstellung der Brennstoffzellen beispielsweise sind seltene Metalle sowie eine (eventuell erneuerbare) Energiequelle erforderlich. Eine Umsetzung auf breiter Ebene beinhaltet auch die Errichtung von Infrastrukturen für die Produktion und Verteilung von Wasserstoff.

Elektroauto, Hybridfahrzeug: fortlaufende Innovationen

Renault Zoe Elektroauto lädt sich auf - Gastgeber

Seit den Nickel-Cadmium-Batterien hat die Elektrotechnik immense Fortschritte gemacht. Moderne Elektroautos müssen einen Vergleich mit Benzinern nicht mehr scheuen. Die im Fahrgestell verborgenen Lithium-Ionen-Batterien sind sicher und gelangen am Ende ihres Lebenszyklus in immer leistungsfähigere Recyclingketten. Sie werden leichter, kompakter und leistungsstärker, wodurch sich die Reichweite der Autos vergrößert. Und der technische Fortschritt geht weiter: Forscher der Universität Pennsylvanien entdeckten 2019 eine neue Methode, mit der sich bei einem Elektroauto in 10 Minuten Ladezeit eine Reichweite von 300 Kilometern erzielen lässt. Die Technologie unterstützt bis zu 2 500 Ladezyklen – das sind etwa 800 000 Kilometer. Das dynamische kontaktlose Laden ist eine weitere vielversprechende Möglichkeit: Grundlage hierfür ist die Induktionstechnologie – die Batterie lädt sich einfach beim Fahren auf. Das Elektroauto wird alternativlos!

 

* Zero Emission im Gebrauch: weder CO2-Emissionen noch regulierte Luftschadstoffe beim Fahren, laut WLTP-Homologationsverfahren, ausgenommen Verschleißteile.

** Die hier genannten Zeiten und Strecken wurden auf der Grundlage der Ergebnisse berechnet, die der neue ZOE im WLTP-Zulassungsverfahren erzielte (Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Procedure, Standardprüfzyklus: 57 % Stadtfahrten, 25 % Überlandfahrten, 18 % Autobahnfahrten). Dieses Verfahren soll die realen Nutzungsbedingungen von Fahrzeugen abbilden. Die Art der Fahrt nach dem Laden kann dabei jedoch nicht vorhergesehen werden. Die Ladezeit und die erzielte Reichweite hängen auch von der Temperatur, der Abnutzung der Batterie, der Leistung der Ladestation, dem Fahrstil und dem Ladezustand ab. 

Copyrights: ADDITIVE, MAGROUND

 

Wie Elektrizität das Automobil, die Energie, die Territorien verdändert...

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