Elektroautos und E-Bikes: Wovon hängt die tatsächliche Reichweite eigentlich ab?

Hersteller von Elektroautos und E-Bikes geben gern eine theoretische Reichweite für ihre Fahrzeuge an. In der Regel werden diese Werte aber nie erreicht. Woran liegt das? Blogger Marc erklärt die wichtigsten Faktoren, die für die Reichweite verantwortlich sind.

Ich bin ein großer Fan von Carsharing und all den anderen modernen Mobilitätskonzepten, über die mein Kollege Nico vor Kurzem geschrieben hatte. Als Stadtbewohner habe ich gegenüber Landei Nico den Vorteil, dass ich alle Möglichkeiten moderner Mobilität direkt vor meiner Tür finde. Auf diese Weise bin jetzt auch schon mehrfach mit Elektroautos, E-Bikes und Co. unterwegs gewesen und ich muss sagen, bei mir wächst die Begeisterung für diese neue Form der Fortbewegung. Denn elektrische Antriebe machen wegen ihrer Fahrdynamik gerade in der Stadt richtig viel Spaß – und sind dabei auch noch umweltfreundlicher als Verbrenner, weil sie keine direkten Abgase in die Straßen pusten – auch wenn ihr Strombedarf unterm Strich zum Teil natürlich auch mit konventionellen Energiequellen gestillt wird.

Daneben habe ich mit einem Elektroauto auch schon die eine oder andere Ausfahrt ins Umland gemacht, wo wir auch kurze Strecken über die Autobahn gefahren sind. Dabei tritt neben den Fahrspaß noch ein weiterer Nervenkitzel: Er rührt aus der begrenzten Reichweite des Akkus. Dank moderner Onboard-IT-Systeme ist man als Fahrer natürlich immer bestens über den aktuellen Ladestand informiert und hat prompten Zugriff auf ein ausreichendes Netz an Ladesäulen. Aber auf etwas längeren Fahrten wird einem recht schnell bewusst, dass die Reichweite noch immer der Pferdefuß dieser Technologie ist. Zumal sich die Reichweite bei einem Elektroauto wesentlich schwerer abschätzen lässt als bei einem Verbrenner. Für mich Grund genug, mich einmal etwas genauer mit dem Thema zu beschäftigen.

Warum ist die Reichweite bei Elektroautos und E-Bikes so wichtig?

Auf diese Frage gibt es im Grunde genommen zwei Antworten. Die erste habe ich in der Einleitung bereits halb vorweggenommen: Die Frage der Reichweite entscheidet wesentlich über den Komfort und die Praxistauglichkeit eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs. Das gilt wahrscheinlich in noch viel stärkerem Maße für Elektroautos, weil sie – wie ich annehme – wesentlich häufiger auf langen Strecken eingesetzt werden als E-Bikes, die man außerdem zur Not auch mit leerem Akku und reinem Muskelantrieb fahren kann. Ich habe zum Beispiel Verwandte, die kurz hinter Hannover und bei Berlin wohnen. Könnte ich die mit einem Elektroauto aus Hamburg besuchen? Das wären einmal etwa 180 und das andere Mal etwa 300 Kilometer.

Nach den Herstellerangaben könnte ich diese Strecke mit einer ganzen Reihe von Elektroautos zurücklegen: Laut Internet reichte das Angebot in diesem Fall vom BMW i3, mit 310 Kilometern Reichweite, über den neuen VW ID3, mit Reichweiten zwischen 330 und 550 Kilometern, bis zum Tesla Model S 100D, das 632 Kilometer mit einer Batteriefüllung zurücklegen können soll. Was sich auf dem Zettel recht gut liest, sieht in der Realität jedoch anders aus. So ist laut ADAC beim Reichweiten-Spitzenreiter Tesla im Praxiseinsatz nach 451 Kilometern der Akku leer, während der BMW i3 in der Praxis auf 272 Kilometer als Durchschnittswert kommt. Mit Berlin würde es da schon knapp werden. Im Jahr 2017 kamen Journalisten des Schweizer Fernsehens in einem Realitäts-Check verschiedener Modelle gar zu dem Ergebnis, dass „die Testfahrzeuge tatsächlich nur rund 60 Prozent der Herstellerangaben“ erreicht hätten.

Die Reichweite ist bei einem Elektroauto aber auch noch aus einem anderen Grund wichtig. Denn das Verhältnis aus Batteriekapazität und der tatsächlichen Reichweite bestimmt, wie hoch der Stromverbrauch eines Elektroautos pro Kilometer ist. Das heißt: die Reichweite ist ein wichtiges Kriterium für die Wirtschaftlichkeit von Elektroautos. Sie lässt sich rechnerisch ermitteln, in dem man die Batteriekapazität, gemessen in kWh, durch den Energieverbrauch, gemessen in kWh/100km, teilt und mit 100 multipliziert. Was man dabei wissen muss: Bei jedem Ladevorgang kommt es technisch bedingt zu Verlusten durch den elektrischen Widerstand, die maximal sogar bis zu 20 Prozent betragen können.

Welche Faktoren die Reichweite von Elektroautos und E-Bikes beeinflussen

Der entscheidende Faktor für die Reichweite eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs ist der Akku. Je „größer“ die Batterie, das heißt je höher die Kapazität in Kilowattstunden ist, desto größer ist die Reichweite. Zumindest theoretisch. In der Praxis gibt es zusätzlich eine ganze Reihe von Faktoren, durch die die Reichweite beeinflusst wird.

Das ist zunächst die Beschaffenheit des Fahrzeugs selbst. So verbraucht ein schwereres Elektroauto mehr Strom als ein leichteres. Das bedeutet auch, dass das identische Modell, zum Beispiel ein VW ID3, mit einem größeren und schwereren Akku diesen Reichweitengewinn immer mit einem etwas höheren Energieverbrauch „erkauft“. Die Bedeutung des Gewichts erklärt auch, warum die Entwickler einigen Elektroautos wie dem BMW i3 eine wesentlich leichtere und teurere Karosserie aus Karbon spendiert haben. Analog dazu belastet ein schwerer Fahrer die Batterie eines E-Bikes mehr als ein leichter. Neben dem Gewicht haben aber auch Faktoren wie die Aerodynamik oder die Beschaffenheit der Reifen und der Reifendruck Auswirkungen auf die Reichweite.

Wichtiger Faktor für die Reichweite: Das Terrain, in dem man sich bewegt

Entscheidender als diese technischen Details ist aber der Fahrstil beziehungsweise die Strecke, die mit dem Elektroauto oder E-Bike zurückgelegt wird. Beginnen wir mit dem E-Bike: Am entscheidendsten für die Reichweite ist hier, wie stark die Unterstützung durch den Motor am Bike eingestellt ist. Dazu gibt es verschiedene Modi, mit denen zwischen einer hohen und einer niedrigeren Unterstützung gewählt werden kann. Bestimmte Strecken wie das Berganfahren lässt die Reichweite der Batterien ebenfalls schneller schrumpfen.

Bei Elektroautos liegt die Sache etwas anders: Sie können in Städten eine sehr hohe Reichweite haben, weil sie durch das Prinzip der Rekuperation beim Bremsen Energie zurückgewinnen können. In der extremsten Einstellung sorgt die Rekuperation dafür, dass der Motor sofort bremst, sobald der Fahrer den Fuß vom Gaspedal nimmt. Auf diese Weise wird es nicht nur möglich, ein Elektroauto in der Stadt fast ohne Tritt auf die Bremse zu fahren – zumindest wenn es sich so einstellen lässt –, sondern dabei auch zusätzliche Energie, die bei einem Verbrenner über die Bremsen als Wärme verpuffen würde, in Strom für die Batterie umzuwandeln. Auf der anderen Seite schrumpft die Reichweite eines E-Autos während der Fahrt auf der Autobahn sehr schnell dahin. Denn mit zunehmender Geschwindigkeit nimmt die Reichweite eines E-Autos überproportional ab. Durch diese beiden gegenteiligen Effekte, Rekuperation und Geschwindigkeit, kommt der ADAC beispielsweise zu dem Schluss, dass die Reichweite des BMW i3, für die die Tester in der Praxis einen Wert von 272 Kilometern angeben, tatsächlich zwischen 200 und 300 Kilometern pendeln kann.

Zusätzlich wird die Reichweite von weiteren inneren und äußeren Faktoren bestimmt: Verbraucher im Auto und das Wetter. Wird während der Fahrt Musik gehört, die Klimaanlage oder Sitzheizung betätigt, so steigt damit natürlich der Stromverbrauch und die Reichweite sinkt. Im Winter haben die Batterien von Elektroautos gleich mit zwei Problemen zu kämpfen: durch die Kälte wird im Inneren mehr Energie zum Heizen verbraucht, während die Batterie durch das Auskühlen zusätzlich an Leistung verlieren kann. Laut ADAC kann dadurch die Reichweite bei einer Außentemperatur um den Gefrierpunkt um bis zu 50 Prozent unter der liegen, auf die das gleiche Elektroauto bei 20 Grad Celsius kommt. Die Batterien von E-Bikes haben im Winter, besonders wenn sie draußen stehen, ebenfalls mit diesem Energieverlust zu kämpfen.

Reichweite von E-Autos: Achillesferse oder alles eine Frage der Zeit?

Besonders Autofahrer müssen sich beim Umstieg auf Elektroautos etwas umgewöhnen. Dazu gehört nicht nur der ständige Blick auf die Reichweite, für die man sich im Verbrenner bestenfalls auf der Fahrt in den Urlaub nach Frankreich oder Italien interessiert hat. Auch die wirtschaftliche Kalkulation eines Elektroautos benötigt einiges an Umdenken, weil hier mehr Faktoren eine Rolle spielen. Darüber hinaus kann man natürlich argumentieren, dass man schon heute mit dem Elektroauto aus Hamburg ohne größere Probleme seine Verwandten in Hannover oder Berlin besuchen kann, zur Not muss man halt einen Zwischenstopp zum (schnellen) Aufladen einlegen. Neben der etwas chaotischen Situation bei den Anbietern für Ladesäulen (das wäre aber ein anderes Thema), frage ich mich jedoch, ob das bei dem politisch geforderten Boom des Elektroautos nach 2020 noch immer so einfach möglich wäre: Oder bräuchten die Autos zur Massentauglichkeit größere Batterien und unsere Autobahnen eine bessere Infrastruktur zum Laden? Damit ich auf dem Weg zum Kaffeetrinken bei Tante Helga in Berlin nicht den Sonntagnachmittag im Stau vor einer Ladesäule an der A24 verbringen muss.

 

Kurz & knapp:

Die Reichweiten von Elektroautos und E-Bikes werden in der Praxis durch zahlreiche Faktoren bestimmt, die zu Leistungsschwankungen von bis zu 50 Prozent führen können.

Einen guten Überblick über die tatsächlichen Durchschnittsreichweiten aller gängigen in Deutschland erhältlichen Modelle findest du auf dieser ADAC-Webseite

Wenn du an E-Bikes interessiert bist, würde ich dir den Reichweiten-Assistent von Bosch empfehlen.

ÜBER DIESEN AUTOR

Marc, 46, lebt in Hamburg in Hafennähe. Klimaschutz ist ihm sehr wichtig. Er wünscht sich dabei oft aber eine Debatte, die stärker die Gestaltungsspielräume für unsere Zukunft auslotet.

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