Wie funktionieren Elektroautos? Infos zu Motor und Batterie.

Aus dem heutigen Straßenverkehr sind sie nicht mehr wegzudenken. Wie aber funktionieren Elektroautos? Alles über die wichtigsten Teile der Stromer und wie sie zusammenarbeiten erfährst du hier.

Leise, modern, umweltfreundlich: Wie funktionieren Elektroautos?

Die Elektromobilität ist nicht mehr aufzuhalten. Immer mehr Anbieter stellen ihre Innovationen vor oder erweitern ihre Flotte um elektrische Lösungen. Gleichzeitig steigen auch auf Kundenseite die Akzeptanz und das Bestreben, auf umweltschädliche Verbrenner zu verzichten. Ein ganz entscheidender Grund für diese Entwicklung ist, dass die Technik immer ausgereifter wird und sich damit Leistung und Reichweite stetig verbessern. Trotzdem oder gerade deswegen fragen sich viele Interessierte, wie Elektroautos eigentlich genau funktionieren.

Wie also ist der Motor eines E-Autos aufgebaut? Was kann die Batterie eines E-Autos leisten? Welche Komponenten sind für Elektrofahrzeuge wichtig und was ist in Zukunft von den Stromern zu erwarten? Hier findest du die Antworten.

Der Elektromotor eines E-Autos: Mit Magneten auf die Straße.

Ähnlich wie beim Verbrenner ist natürlich auch beim E-Auto der Motor ganz entscheidend. Da enden die Gemeinsamkeiten aber auch schon. Im Gegensatz zum Verbrennungsmotor wird der Motor eines E-Autos nämlich durch Magnetfelder angetrieben. Mit deren Hilfe wird elektrische Energie in mechanische Energie umgewandelt. Nötig sind dazu zwei verschiedene Magnettypen: Stator und Rotor. Die Statoren sind fest mit dem Motorgehäuse verbunden, während der Rotor beweglich bleibt. Mithilfe der Energie aus der Batterie des E-Autos wechseln die Statoren ständig ihre Pole. Da sich gleiche Pole bekanntlich abstoßen und unterschiedliche Pole anziehen, führt dies dazu, dass der Rotor abwechselnd angezogen und abgestoßen wird. So entsteht eine Rotation und die verbundenen Räder können sich in Bewegung setzen. Erst wenn der Stator nicht mehr mit Strom versorgt wird und kein wechselndes Magnetfeld mehr erzeugt, bleibt der Rotor stehen.

Abbildung Gerüst BMW i3
So sieht das Gerüst eines BMW i3 aus (Foto: © BMW).

Der Elektroantrieb ist dabei nicht nur quasi emissionsfrei, sondern auch besonders leise. Der Vorgänger des heutigen Elektromotors erhielt bereits 1837 ein Patent. Schon 1881 wurde das erste dreirädrige Fahrzeug mit einem Motor angetrieben, der sich einer ähnlichen Technik bediente, wie sie auch bei modernen Stromern zum Einsatz kommt.

Die Batterie eines E-Autos: Immer leistungsstärker und langlebiger.

Damit ausreichend Energie zu den Statoren fließen kann, braucht es einen starken Akku. Die Batterie eines E-Autos hat sich im Laufe der Zeit verändert. Heute sind vor allem Lithium-Ionen-Akkus verbreitet. Diese speichern chemische Energie und geben elektrische Energie ab. Wenn du also den Akku deines Elektroautos auflädst, wird der einfließende Strom in chemische Energie umgewandelt. Sobald du losfährst, kehrt sich dieser Prozess wieder um. Ist der Speicher der Batterie leer, beginnt der Lade- und Entladezyklus von vorn. Um die Kapazität von Elektroautos zu verbessern, schalten viele Hersteller mehrere Zellen nebeneinander. Das ist vor allem deshalb notwendig, weil die Energiedichte von Akkus gegenüber Benzin wesentlich geringer ist. So liefert ein Kilogramm Benzin (1,33 Liter) fast 12.000 Wattstunden Energie. Bei einem Lithium-Ionen-Akku sind es dagegen nur 140 Wattstunden pro Kilogramm.

Entscheidend für die Qualität eines Akkus ist dabei neben seiner grundsätzlichen Kapazität auch seine Lebensdauer. Mit der Zeit speichert der Akku nämlich weniger Energie und erreicht so nicht mehr seine volle Leistungsfähigkeit. Bei aktuellen Modellen geht man von einer Lebensdauer von bis zu zehn Jahren aus. Da die Technik immer besser wird, verlängert sich auch die zu erwartende Lebensdauer der Akkus stetig. Das ist wichtig, da die Batterie das teuerste Bauteil eines E-Autos ist.

Eine Niedervoltbatterie für die gesamte Bordelektronik.

Neben dieser auch als Traktionsbatterie bezeichneten Antriebsbatterie gibt es eine kleinere Niedervoltbatterie, die die Bordelektronik mit Strom versorgt. Schließlich benötigt auch ein Stromer Licht, Radio, Sitzheizung, Lüftung, Scheibenwischer und eventuell ein Navigationsgerät.

Aufladen zu Hause oder an öffentlichen Ladesäulen.

Wie aber wird der Akku wieder aufgeladen? E-Autos haben seitlich oder teilweise auch an der Front einen Ladeanschluss, über den der Akku aufgeladen werden kann. Es gibt verschiedene Methoden, um ein E-Auto aufzuladen. Neben der heimischen Steckdose oder einer Wallbox stehen Nutzern auch öffentliche Ladestationen und Schnellladesäulen zur Auswahl. Während es Ende 2017 deutschlandweit 6.381 Ladestationen gab, können Stromer-Fahrer 2020 bereits auf ein Netz mit 20.755 Stationen zurückgreifen. Viele von ihnen werden mit Ökostrom betrieben.

Je nachdem, wo du dein E-Auto auflädst, verändern sich die Kosten und vor allem die Ladezeiten.

Höhere Reichweite durch immer bessere Akkus.

Ein starker Akku sorgt nicht nur für den Antrieb des Elektroautos, sondern ist auch für die Reichweite entscheidend. Während diese bei den ersten E-Autos noch äußerst begrenzt war und sich diese somit nur für Fahrten innerhalb von Städten anboten, zeigen die neuen Modelle in diesem Bereich große Fortschritte. Spitzenreiter ist aktuell der Tesla Model S mit über 600 Kilometern. Das ist aktuell zwar noch etwas weniger als bei den meisten Verbrennern, aber auch hier holen die Stromer auf.

Elektroautos sind auf dem Vormarsch.

Neben der insgesamt höheren Umweltverträglichkeit im Betrieb sind auch die technischen Innovationen ein entscheidender Grund für den steigenden Erfolg von E-Autos. Bereits jetzt ist es faszinierend, wie Elektroautos funktionieren und sich gleichzeitig weiterentwickeln. Stärkere und langlebigere Akkus ermöglichen höhere Reichweiten und Fahrzeuge, die mit Verbrennern mithalten können. Die steigende Anzahl öffentlicher Ladesäulen trägt dazu bei, dass Stromer alltagstauglich und so eine Alternative zu Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor sind. Da auch gleichzeitig neue und günstigere Modelle auf den Markt kommen, gibt es immer mehr Argumente für das E-Auto. Dazu trägt unter anderem auch die Umweltprämie bei, dank der Elektroautos auch aus ökonomischen Gesichtspunkten immer konkurrenzfähiger zu Verbrennern werden.

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