Hybrid, Plug-in & Co. – der große Elektroauto-Vergleich

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Welche Arten von elektrifizierten Autos gibt es? Was unterscheidet Plug-in-Hybrid-Modelle von einem Mild Hybrid? Antworten auf diese und weitere Fragen liefert unser übersichtlicher Vergleich der E-Autos.

9. Oktober 2019

Der Umstieg auf die Elektromobilität – früher oder später werden ihn die meisten Autofahrer wagen. Die Vorteile liegen auf der Hand, allen voran die Umweltfreundlichkeit: Der Elektroantrieb selbst ist emissionsfrei. Zurzeit ist der Anschaffungspreis eines E-Autos zwar noch höher als der eines konventionellen Autos. Dem stehen aber zahlreiche Einsparmöglichkeiten gegenüber, etwa bei den Betriebs- und Wartungskosten sowie bei der Steuer. Hinzu kommen Prämien der Hersteller und in vielen Ländern eine staatliche Förderung.

Das klingt alles sehr vernünftig – und macht auch noch Spaß. Zum Beispiel beim mitreißenden Antritt eines E-Autos an der Ampel. Denn Elektromotoren legen aus dem Stand mit rasantem Drehmoment los und sind gleichzeitig sehr leise.

Der technologische Fortschritt in der Elektromobilität macht das Angebot aber auch immer vielseitiger und unübersichtlicher. Für den einen ist im Moment ein Plug-in-Hybrid die perfekte Lösung, für den anderen ein rein elektrisches Auto. In unserem großen Elektroauto-Vergleich erklären wir die wichtigsten Bauarten. Dabei verwenden wir das Wort Elektroauto als Überbegriff für alle elektrifizierten Fahrzeuge, also auch für Hybride.

Reines Elektroauto

Wie funktioniert ein Elektroauto? Im Gegensatz zu einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor wird der Motor eines E-Autos nicht mit Kraftstoff betrieben, sondern mit Strom. Gespeichert wird der Strom in einer Batterie. Ihre Kapazität bestimmt die Reichweite des E-Autos, also welche Strecke es mit einer Batterieladung zurücklegen kann.

Ein rein elektrisches Auto (BEV, Battery Electric Vehicle) fährt ausschließlich mit Strom. Es hat also keinen Verbrennungsmotor, der das Fahrzeug antreibt. Somit ist ein BEV im eigentlichen Fahrbetrieb (man sagt auch „lokal“) emissionsfrei. Dafür gibt es in unserem Elektroauto-Vergleich die maximale Punktzahl bei der Umweltfreundlichkeit.

Dem steht die Sorge vieler Autofahrer um die Reichweite gegenüber – in den meisten Fällen unbegründet. Schließlich haben die meisten BEVs heute eine Reichweite von mehr als 300 Kilometern. Und 90 Prozent der Autofahrer in Deutschland fahren täglich weniger als 100 Kilometer.

Die Reichweiten-Angst endgültig nehmen kann ein sogenannter Range Extender. Dieser benzinbetriebene Generator dient in einem BEV nicht als direkte Antriebshilfe, denn dann wäre es ein Hybrid-Auto. Vielmehr speist er ausschließlich den Akku mit Strom, wenn sich dessen Ladung dem Ende zuneigt.

Ein weiterer Vorteil von BEVs ist die höchste Kategorie der landesspezifischen Förderung und steuerlichen Vorteile. Rein elektrische Autos sind ideal für Nutzer, die am Arbeitsplatz oder zu Hause die Batterie des Elektroautos laden können. Aber auch der Ausbau der öffentlichen Ladeinfrastruktur wird intensiv vorangetrieben. So entstehen in den Ballungsgebieten und entlang der Autobahnen laufend neue Ladestationen. Deshalb werden künftig auch Langstreckenfahrten immer einfacher.

Reichweite          ***
Infrastruktur       ***
Nachhaltigkeit   *****

 

Hybrid-Auto

Was bedeutet Hybrid-Auto? Im Gegensatz zu einem rein elektrischen Auto hat ein Hybridfahrzeug (HEV, Hybrid Electric Vehicle) zwei Motoren: einen Verbrenner und einen Elektromotor. Je nach Typ können beide Motoren das Auto eigenständig oder im Zusammenspiel antreiben.

Hybrid-Fahrzeuge lassen sich anhand ihres Grades der Elektrifizierung unterscheiden, also anhand ihrer elektrischen Leistung bzw. elektrischen Reichweite sowie ihres Auflademechanismus. Dabei gibt es zwei Typen: Mild-Hybrid-Fahrzeuge und Plug-in-Hybrid-Fahrzeuge.

Mild Hybrid – Elektromotor hilft Verbrenner

Wie funktioniert ein Mild Hybrid? Bei einem Mild-Hybrid-Fahrzeug unterstützt ein Elektromotor den Verbrennungsmotor. Er schaltet sich in Fahrsituationen zu, in denen besonders viel Kraftstoff verbrannt wird, vor allem beim Anfahren. Das reduziert den Spritverbrauch und die Emissionen. Das Aufladen der Batterie erfolgt durch Rekuperation.

Bei einem Mild-Hybrid-Fahrzeug (auch 48-Volt-Hybrid oder MHEV genannt, für Mild Hybrid Electric Vehicle) dient der elektrische Antriebsteil lediglich als Unterstützung des Verbrennungsmotors. Der Elektromotor schaltet sich in Fahrsituationen zu, bei denen besonders viel Kraftstoff verbrannt wird, besonders beim Anfahren. Zudem kann der Elektromotor bei Beschleunigungsmanövern als sogenannter Boost unterstützen.

Das Aufladen der Batterie geschieht ausschließlich während der Fahrt beim Abbremsen durch Rekuperation (= Lateinisch für „Wiedererlangung“). Hierbei wird während des Bremsvorgangs die Bewegungsenergie des Fahrzeugs über den Elektromotor in elektrische Energie zurückgewandelt und in die Batterie eingespeist. Eine externe Lademöglichkeit ist bei einem Mild Hybrid nicht vorhanden.

Der Hauptvorteil eines Mild Hybrids liegt in der Kraftstoffersparnis von bis zu 0,3 Litern auf 100 Kilometer gegenüber einem reinen Verbrenner. Diese Verbrauchsersparnis hat zudem den Effekt, dass die Reichweite eines vollen Benzin- oder Dieseltanks weiter steigt. Weil als Hauptantrieb ein Verbrennungsmotor dient, profitiert der Mild Hybrid vom dichten Netz klassischer Tankstellen. Der Mild Hybrid ist also ideal für Autofahrer, die einen geringen Verbrauch bei maximaler Reichweite wünschen und sich keine Gedanken über das elektrische Laden machen möchten.

Durch den niedrigeren Kraftstoffverbrauch stößt ein Mild Hybrid zwar weniger Abgase aus. Ein rein elektrisches Fahren über mehrere Kilometer ist aber nicht möglich. Daher erhalten Mild-Hybrid-Fahrzeuge keine Fördermittel für E-Autos. In Sachen Nachhaltigkeit gibt es deshalb in unserem Elektroauto-Vergleich zwei Punkte.

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Was ist ein Plug-in Hybrid? Die ideale Kombination aus zwei Welten

Was ist ein Plug-in-Hybrid? Ein Plug-in-Hybrid-Fahrzeug (PHEV) verfügt über einen Verbrennungs- und einen Elektromotor. Beide können das Fahrzeug eigenständig antreiben. Seine Energie gewinnt ein Plug-in-Hybrid-Fahrzeug zum einen durch Rekuperation. Zum Zweiten kann die Batterie an einer Steckdose oder Ladestation aufgeladen werden.

Während ein Hybridauto seine elektrische Energie allein aus der aktiven Fahrsituation gewinnt und somit nur einen begrenzten Anteil an Energie zur Verfügung stellen kann, kann man ein Plug-in-Hybrid-Auto (PHEV, Plug-in Hybrid Electric Vehicle) zusätzlich beim Parken an einer Steckdose oder einer Ladesäule aufladen („plug in“ = Englisch für „einstecken“). Das vergrößert die elektrische Reichweite bei Plug-in Hybriden enorm, zum Beispiel beim BMW 530e iPerformance (2018), der mit vollem Akku bis zu 46 Kilometer rein elektrisch fahren kann. Durch technologische Fortschritte wird die elektrische Reichweite zudem – wie bei allen Fahrzeugen mit Batterie – in den kommenden Jahren weiter deutlich ansteigen.

Viele PHEV-Besitzer schaffen es bereits jetzt, den Großteil ihrer Fahrstrecken elektrisch zurückzulegen. Denn häufig liegen Fahrstrecken im täglichen Gebrauch deutlich unterhalb von 50 Kilometern. Abhängig vom persönlichen Stromtarif ergeben sich dadurch bereits heute deutliche Einsparungen im Vergleich zu einem klassischen Verbrenner. Als weiterer Vorteil kommt bei Bedarf, also wenn die Akkuladung oder -kapazität nicht ausreicht, die Reichweite des Verbrennermotors hinzu.

Ein PHEV ist also ideal für Autofahrer, die größtmögliche Variabilität wünschen: einerseits einen Elektroantrieb für den Alltag, wie etwa für das kostenoptimale und nachhaltige Pendeln ins Büro. Andererseits maximale Reichweite und Flexibilität für die Langstrecke, wie etwa für den Wochenendausflug mit der Familie. Und: Diese Fahrzeugkategorie profitiert, landesspezifisch, auch finanziell – durch direkte Fördermittel für Elektrofahrzeuge sowie indirekt durch günstigere Steuern dank des geringeren CO2-Ausstoßes.

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Infrastruktur       *****
Nachhaltigkeit   ****

CO2-Emission 49-47 g/km (kombiniert)
Kraftstoffverbrauch 2,2-2,1 l/100 km (kombiniert)
Stromverbrauch 13,6-13,3 kWh/100 km (kombiniert)

Brennstoff-Zelle

Wie funktioniert ein Brennstoffzellenauto? Auch Autos mit Wasserstoffantrieb gehören zu den Elektroautos. Denn die Brennstoffzelle wandelt Wasserstoff und Sauerstoff in elektrische Energie um. Dieser Strom treibt dann über einen Zwischenspeicher, also eine Batterie, den Elektromotor an. Somit ist auch hier die Rekuperation von Bremsenergie möglich.

Beim Auto mit Brennstoffzellen (FCEV, Fuel Cell Electric Vehicle) wird die Elektrizität direkt an Bord erzeugt. In der Zelle reagiert der aus einem Tank zugeführte Wasserstoff mit Sauerstoff aus der Luft. Der dabei entstehende Strom wird ähnlich wie beim BEV für den Antrieb eines Elektromotors genutzt. Zusätzlich entstehen nur Wärme und Wasser. Die ökologischen Nachteile ergeben sich aktuell aus dem Verfahren zur Wasserstoffgewinnung. Denn dafür wird viel Strom benötigt. Zudem muss der Wasserstoff anschließend vom Erzeugungsort zu den Tankstellen transportiert werden.

Die Reichweite eines FCEV ist etwa so hoch wie bei den künftigen Batterie-Elektroautos. Ein wesentlicher Vorteil liegt in der kurzen Tankdauer. Denn ein Wasserstofftank kann binnen weniger Minuten, also ähnlich schnell wie ein heutiger Benzin-/Dieseltank, nachgefüllt werden. Allerdings ist das Tankstellennetz noch sehr dünn und wächst nur langsam. Sollte sich das in Zukunft ändern, wäre ein Brennstoffzellen-Auto ähnlich zu handhaben wie ein Auto mit Verbrennermotor.

Außerdem ist das Brennstoffzellen-System in der Herstellung noch sehr teuer. Ein wesentlicher Grund dafür ist das Edelmetall Platin, das als Katalysator benötigt wird.

Reichweite          ****
Infrastruktur       *

Nachhaltigkeit   **

Jeder Autofahrer ist anders und hat ganz individuelle Bedürfnisse. Dem kommt die Vielfalt der Antriebsarten entgegen. Denn jedes Fahrzeugkonzept bietet den Autofahrern spezifische Vorzüge. Auch der reine Verbrenner wird im Mobilitätsmix der Zukunft seine Berechtigung behalten – für die Wünsche einer gewissen Nutzergruppe sowie für spezielle Anwendungsbereiche.

Höchstwahrscheinlich wird es also auch künftig ein Nebeneinander mehrerer Technologien geben. Darauf hat sich BMW vorbereitet – unter anderem mit einer neuartigen Fahrzeug-Plattform, die drei Arten von Antrieben aufnehmen kann: den Antriebsstrang eines Verbrennermotors ebenso wie den eines Plug-in-Hybrids oder den eines rein elektrischen Autos. Das Serienmodell des rein elektrischen BMW Vision iNEXT, das 2021 auf den Markt kommen soll, wird das erste Fahrzeug mit dieser universellen Antriebsplattform sein.

Illustrationen: Cyprian Lothringer

VON DER ZUKUNFT INSPIRIERT. GEBAUT FÜR DIE GEGENWART.

Der BMW i3.

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