Das Elektroauto

Elektroautos sind die Autos der Zukunft. Die alternative Antriebstechnik mit Energie aus Strom fördert die Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen und steigenden Ölpreisen. Elektroautos sind zudem umweltfreundlich und leisten einen wichtigen Beitrag, das Klima vor schädlichem CO2 zu schützen. Und nicht nur das. Weil Elektroautos komplett emissionsfrei fahren, schützen sie auch die Menschheit vor gesundheitsschädlichen Abgasen. Doch was genau sind Elektroautos genau und seit wann gibt es sie? Wie funktionieren sie? Wie viel kosten Elektroautos und Elektroakkus? Wie ist der aktuelle Stand der Technik und welche Entwicklungen sind in der Zukunft zu erwarten? Auf diese und alle anderen wichtigen Fragen rund um das Thema Elektroauto gibt dieses Portal Antwort.

Die Themen auf dieser Seite:

Definition Elektroauto (E-Auto, Elektromobil, E-Mobil)

Als Elektroauto wird ein PKW der EG-Fahrzeugklasse M bezeichnet, der durch einen oder mehrere Elektromotoren angetrieben wird. Als Energiequelle dient zumeist der Akkumulator in Form einer wiederaufladbaren Lithium-Ionen-Batterie. Neben diesen reinen E-Autos gibt es Fahrzeugkonzepte, die den Elektroantrieb mit anderen Antriebstechniken kombinieren. Diese sogenannten Hybridfahrzeuge nutzen beispielsweise eine Brennstoffzelle statt einem Akku, oder sie sind neben dem Elektromotor mit einem weiteren Verbrennungsmotor ausgerüstet, der die Batterie zusätzlich mit Strom versorgt. Ein wesentlicher Vorteil von Hybridfahrzeugen ist die verlängerte Reichweite.

Weitere Synonyme für Elektroauto sind E-Auto, Elektromobil und E-Mobil. Im englischen Sprachraum ist die Abkürzung (B)EV für (Battery) Electric Vehicle gebräuchlich.

Die Geschichte des Elektroautos

1821 bis 1835: Vom Elektroantrieb zum ersten Elektrofahrzeug

Die Geschichte des Elektroautos beginnt schon im 19. Jahrhundert. Der Antrieb durch Elektromagnetismus wurde erstmals im Jahr 1821 durch Michael Faraday erprobt. Es folgten unterschiedliche, elektrisch betriebene Schienenfahrzeuge wie der Elektrokarren von Robert Anderson um 1832 und eine Elektrolokomotive von Charles Grafton Page um 1850.
Auch die Erfindung von wiederaufladbaren Bleiakkumulatoren ab 1860 war ein wesentlicher Wegbereiter für den Siegeszug der Elektrofahrzeuge um die Jahrhundertwende.

1881: Die ersten straßentauglichen Elektrofahrzeuge

Die wichtigsten Schauplätze in der Geschichte des Elektroautos waren Frankreich, Deutschland, England und die USA.
Im Jahr 1881 wurde das erste straßentaugliche Elektrofahrzeug von M. Gustave Trouvé bei der internationalen Elektrizitätsausstellung in Paris präsentiert. Auch der deutsche Industrielle und Erfinder Werner Siemens (später Werner von Siemens) spielte mit seinem elektrischen Kutschenwagen Elektromote von 1882 eine wichtige Rolle. Sein Kutschenwagen war ein Vorläufer moderner Oberleitungsbusse. Auch in England baute 1887 Magnus Volk ein dreirädriges Elektrofahrzeug. Andrew L. Riker war der erste Amerikaner, der 1890 ein elektrisch betriebenes Dreirad erfand.

1888: Das erste Elektroauto

Erstes Elektroauto war der Flocken Elektrowagen, der 1888 in der Coburger Maschinenfabrik A. Flocken gebaut wurde. Er gilt als der erste elektrisch betriebene Personenkraftwagen auf vier Rädern. Erfinder des ersten Elektroautos war der Firmeninhaber und Erfinder Andreas Flocken. Bereits dieses erste Elektroauto war umweltfreundlich, da die Bleiakkumulatoren, die den Elektromotor antrieben, mit erneuerbaren Energien aufgeladen wurden. Die regenerative Energie, mit der alle Elektrofahrzeuge der Maschinenfabrik A. Flocken betrieben wurden, stammte aus der städtischen Schleifmühle, deren Miteigentümer Andreas Flocken war.

1890 bis 1911: Die Blütezeit des E-Autos

Bis Anfang des 20. Jahrhunderts stieg die Zahl der E-Autos in europäischen und amerikanischen Großstädten rasant an. Allein auf amerikanischen Straßen fuhren um 1900 35.000 E-Mobile. Das waren doppelt so viele Elektroautos wie Autos mit Verbrennungsmotoren. Neben dem Flocken Elektrowagen brachten auch immer mehr andere Hersteller eigene Elektroautomodelle auf den Markt. Bis 1939 gab es weit über 500 registrierte Elektroautomarken weltweit.

Ein weiterer Pionier in der Geschichte des Elektroautos war der Belgier Camille Jenatzy, der mit seinem Elektrosportwagen La Jamais Contente im Jahr 1899 einen Geschwindigkeitsrekord von 105,88 km/h aufstellte. Ein Jahr später präsentierte Ferdinand Porsche seinen Lohner-Porsche, das erste Hybridauto mit eingebautem Stromgenerator, der durch einen Daimler Verbrennungsmotor angetrieben wurde und damit eine noch höhere Reichweite erzielte.

Zu dieser Zeit galten Elektroautos als fortschrittlicher, weil sie komfortabler, leiser und sauberer waren als Autos mit Verbrennungsmotoren. Mit dem Geschwindigkeitsrekord von 1899 waren sie nun sogar schneller. Selbst der deutsche Kaiser fuhr ein Elektroauto der Marke Mercédès-Électrique, den er 1907 auf der Berliner Automobilausstellung präsentierte.

Vor allem das Starten von benzinbetriebenen PKW mit einer Handkurbel war mühselig, während ein elektrisch betriebenes Fahrzeug ohne Muskelkraft gestartet und ohne stinkende Abgase gefahren werden konnte. Dies änderte sich jedoch als Charles Kettering im Jahr 1911 den elektrischen Anlasser für benzinbetriebene Fahrzeuge erfand. Diese Erfindung markierte in der Geschichte des Elektroautos einen Wendepunkt, weil der elektrische Anlasser Benziner komfortabler machte. Zusammen mit anderen technischen Errungenschaften, die bald folgen sollten, verschaffte dies dem Otto-Motor einen wesentlichen Wettbewerbsvorteil vor dem Elektromotor.

1911 bis 1990: Verdrängung des Elektroautos durch Autos mit Verbrennungsmotoren

Das erste Jahrzehnt des 20. Jahrhunderts leitete die Wende in der Geschichte der Elektroautos ein. Die technische Weiterentwicklung von Autos mit Verbrennungsmotoren führte zu einer höheren Reichweite und mehr Komfort. Elektroautos konnten aufgrund der Akkumulatoren nur bis zu 80 Kilometer zurücklegen. Ladestationen für Elektroautos gab es nur in Städten. Längere Überlandfahrten waren deshalb nur mit Benzinern möglich.

Auch günstiger und massenhaft vorhandener Kraftstoff aus Erdöl war ein wichtiger Wettbewerbsvorteil von Autos mit Verbrennungsmotoren im 20. Jahrhundert. Als Automobilpionier Henry Ford ab 1908 die Serienproduktion des benzinbetriebenen Ford Modell T startete, läutete dies das vorläufige Ende der frühen Erfolgsgeschichte der ersten E-Autos ein. Fortan war das Elektroauto ein Nischenfahrzeug.

1990 bis zur Jahrtausendwende: Das Comeback des E-Autos

Nach fast acht Jahrzehnten gewinnt die Elektromobilität gegen Ende des 20. Jahrhunderts wieder an Bedeutung. Zwar gab es auch davor immer wieder Initiativen, die versuchten das Elektroauto als umweltfreundliches Fahrzeug zu etablieren. In der Geschichte des Elektroautos war jedoch die Ölkrise der 1990er Jahre entscheidend, um ein breites Umdenken bei Politik, Wirtschaft und Gesellschaft auszulösen. Auch die geänderte Gesetzgebung in Kalifornien im Rahmen des Zero-Emission-Programms durch das California Air Resources Board (CARB) beflügelte die Elektroautomobilbranche in den USA. Elektroautomarken, die aus dieser Zeit hervorgingen, waren z.B. der General Motors EV1m oder der Toyota RAV4 EV.

Das Elektroauto im 21. Jahrhundert

Heute stellen alle großen Automobilhersteller Elektroautomodelle her. Zusätzlich erobern andere Unternehmen den Elektroautomarkt. Auch die Politik hat die Potentiale der Elektromobilität erkannt. Im Rahmen des „Nationalen Entwicklungsplans Elektromobilität“ wurden verschiedene Fördermaßnahmen ins Leben gerufen hat, um die Entwicklung von Elektroautos voranzutreiben. Damit sollen elektrisch betriebene Fahrzeuge helfen die CO2 Emissionen zu verringern und Mobilität unabhängig von fossilen Brennstoffen zu machen.

Neben Deutschland haben auch andere Staaten Europas, sowie die USA und Japan die Zeichen der Zeit erkannt und forcieren mit unterschiedlichen Programmen die Entwicklung der E-Mobile.

Elektroautos im Gewerbe

Ein großes Potential von Elektroautos liegt weiterhin im gewerblichen Sektor. Vor allem in größeren Städten könnten Elektroautos als Carsharing-Konzepte, Zustellautos oder im Taxigewerbe profitabel eingesetzt werden, so eine Studie des Öko-Instituts und des Verbands der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik aus dem Jahr 2015.

Elektroautos im Motorsport

Elektroautos bei der Formel E:
115 Jahre nachdem Camille Jenatzy mit seinem Elektrosportauto einen Geschwindigkeitsrekord aufstellte, mischen Elektroautos auch im kommerziellen Motorsport mit. 2014 startete die erste elektrische Rennserie Formel E. Laut Veranstalter, dem Automobilweltverband FIA, geht es bei der Formel E zentral um „Werte wie Umweltfreundlichkeit, Sparsamkeit und Nachhaltigkeit. Die Formel E soll als kompetitives Umfeld für die Automobilindustrie dienen, um die Entwicklung von Elektroautos voranzutreiben.“

Erstes Elektroauto bei der Rallye Dakar:
2017 nahm das spanische Acciona Team mit dem ersten emissionsfreien Elektroauto 100% EcoPowered zum dritten Mal an der Rallye Dakar teil. Nachdem die Piloten Ariel Jatón und Tito Rolón in den Jahren 2015 und 2016 nach drei bzw. 10 Etappen vorzeitig wegen technischer Probleme aufgeben mussten, gelang es ihnen 2017 beim dritten Versuch mit dem ersten Elektroauto die härteste Autorallye der Welt zu bewältigen.

Elektroautos für den Privatverbraucher

Höhere Reichweiten, bessere Elektrobatterien und erschwinglichere Preise veranlassen immer mehr Privatverbraucher auf E-Autos umzusteigen. Nach den Erfolgsmodellen der Luxusklasse, wie der BMWi3 und Tesla Model S, erobern immer mehr Kompaktwagen den Markt. Damit werden Elektroautos auch für Durchschnittsbürger immer erschwinglicher.

Wissenswertes rund um das Elektroauto

Hersteller und Marken

Die Unterschiede in Bauweise und Funktion von Elektroautos bedingt auch, dass der Elektromobilmarkt sich vom konventionellen Automobilmarkt unterscheidet. Neben den alt bekannten Automobilherstellern wie BMW, Nissan, oder Daimler drängen Internet- und Techfirmen wie Apple oder Google mit eigenen Elektroautomodellen auf den Markt. Neben den Techunternehmen sind es auch die neu gegründeten E-Mobil-Startups, die den Elektroautomarkt revolutionieren und die konventionellen Automobilhersteller herausfordern. Allen voran das Unternehmen Tesla, das 2003 gegründet wurde und heute zu den wichtigsten Pionieren der E-Mobilbranche zählt.

Im Jahr 2016 waren der Elektrosportwagen Tesla Model S und der Elektrokompaktwagen Nissan Leaf die weltweit meist verkauften Elektroautos. In Deutschland waren im gleichen Jahr der BMW i3 und der Renault Zoe die Verkaufsschlager.

Vor- und Nachteile des elektrischen Autos

Elektroautos sind derzeit noch ein Nischenprodukt. Laut einer Studie des Fraunhofer IAO und PricewaterhouseCoopers sehen Experten wie Verbraucher sowohl positive als auch negative Aspekte rundum Elektromobilität. Viele Nachteile der Elektromobilität, die heute Verbraucher davon abhalten, auf E-Autos umzusteigen, könnten durch technische Innovationen und veränderte energiepolitische Rahmenbedingungen bald passé sein. Die Vorteile, die jetzt schon sichtbar sind, würden, so die Annahme der Studienteilnehmer, aus dem Elektroauto ein massentaugliches Fahrzeug machen.

Die wichtigsten Vorteile von Elektroautos:

  • Elektroautos fahren unabhängig von fossilen Brennstoffen.
  • Elektroautos sind emissionslos und geräuscharm.
  • Elektroautos sind umweltfreundlich.
  • Elektroautos sind wartungsarm.

Der wohl größte Vorteil von Elektroautos ist der Umweltfaktor. Elektroautos sollen im Rahmen der Energiewende helfen, die CO2-Emissionen zu verringern und die Mobilität unabhängig von fossilen Brennstoffen zu machen. Werden Elektroautos ausschließlich mit Strom aus erneuerbaren Energien betrieben, können sie einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz leisten.

Neben den verringerten CO2-Emmissionen vom Herstellungsprozess bis zum Gebrauch von E-Autos sind es aber auch andere gefährliche Abgase, die beim Fahren von Verbrennungsmotoren entstehen. Nicht nur CO2 wird bei Benzinern und Dieselfahrzeugen in die Luft emittiert. Ebenso schädlich für Mensch und Umwelt sind Rußpartikel, Schwefeldioxid, Kohlenmonoxid und Stickoxid.

Diese Abgase von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren belasten nachweislich die Gesundheit. Das Bayerische Fernsehen recherchierte, dass deutschlandweit 60.000 Menschen pro Jahr und europaweit 430.000 Menschen an den Folgen der Luftverschmutzung sterben. Zusätzlich verursachen Abgase von Verbrennungsmotoren gesundheitsgefährdendes Ozon und können Allergien und Asthma auslösen. Elektrofahrzeuge könnten dieses gesundheitliche Risiko vor allem für Großstadtbewohner langfristig minimieren.

Die wichtigsten Nachteile von Elektroautos:

  • Elektroautos sind teurer als Autos mit Verbrennungsmotoren.
  • Elektroautos haben eine zu geringe Reichweite.
  • Die Umweltbilanz von Elektroautos ist mit dem aktuellen Strommix in Deutschland nicht besser als der von Autos mit Verbrennungsmotoren.

Vor allem der hohe Anschaffungspreis von Elektroautos und die geringe Reichweite schrecken die meisten Autofahrer vom Elektroautokauf ab. Dennoch sind die meisten Befragten der Studie des Fraunhofer Instituts davon überzeugt, dass Elektroautopreise bei einer Massenproduktion sinken und die Reichweite durch kommende technische Innovationen steigen wird.

Elektromobilität in Zahlen

Die meistverkauften E-Autos weltweit (Stand 2016)

  • Tesla Model S (50.900)
  • Nissan Leaf (49.000)
  • Build Your Dreams (BYD) (31.000)

Die meistverkauften E-Autos in Deutschland (Stand erstes Halbjahr 2017)

  • Renault Zoe (2.842)
  • BMW i3 (2.385)

Quelle: Kraftfahrt-Bundesamt

Funktion und Technik von E-Autos

Wie funktioniert ein Elektroauto?

Die Funktion des Elektromotors beruht auf dem Prinzip des Elektromagnetismus. Um diesen auszulösen, benötigt der Elektromotor Energie, die im Elektroakku gespeichert ist. Ist die Elektrobatterie leer, muss sie an einer Stromladestelle aufgeladen werden. Beim Fahren versorgt die Elektrobatterie den Motor mit Strom. Beim Bremsen wird die überschüssige Energie wieder der Batterie zurückgeführt.

Aufbau eines Elektroautos

Der Aufbau eines Elektroautos unterscheidet sich in einigen Komponenten von konventionellen Autos mit Verbrennungsmotor. Die Bestandteile Elektroautos sind:

  • Elektromotor
  • Elektroakku bzw. die Batterie
  • Leistungselektronik
  • Nebenaggregate
  • Karosserie
  • Getriebe (optional)

Durch den speziellen Aufbau eines Elektroautos fallen bestimmte Komponenten weg. Da Elektroautos emissionsfrei fahren, benötigen sie keine Abgasanlage. Auch das Getriebe ist nicht notwendig. Der Benzin- bzw. Dieseltank wird durch die Elektroauto Batterie ersetzt.

Der Elektroauto Antrieb

Der Elektromotor ist das Herzstück eines Elektroautos. Der Antrieb erfolgt über die Elektroauto Batterie. Bei den meisten E-Automodellen befindet sich der Elektromotor über der Vorderachse. Seltener auch über der Hinterachse. So können die Räder direkt angetrieben werden. Ein Getriebe ist bei einem Elektroauto nicht zwingend erforderlich.

Elektroautos haben einen sogenannten Drehstrommotor. Darin befinden sich verschiedene Komponenten, darunter der festliegende Stator und der bewegliche Rotor. Rotor und Stator bilden zwei Gegenpole. Wird dem Elektromotor Energie zugeführt, wird der Magnetismus ausgelöst und der Rotor dreht sich.

Der Elektromotor ist nicht nur der E-Auto Antrieb. Er versorgt auch die Leistungselektronik und sämtliche Nebenaggregate mit Energie. Die Leistungselektronik verbindet die Batterie und den Elektromotor. Sie übernimmt zudem wichtige Steuerungsfunktionen wie die sämtlicher Nebenaggregate, darunter die Beleuchtung, die Klimaanlage oder die Navigation.

Die Elektroauto Batterie

Nicht zuletzt ist die Elektroauto Batterie ein wichtiger Bestandteil beim Aufbau eines Elektroautos. Sie speichert die Energie für den Antrieb des Elektromotors. Heutzutage werden ausschließlich Lithium-Ionen-Batterien in Elektroautos eingebaut. Über Ladestationen können Elektroauto Akkus aufgeladen werden.

Die Funktionsweise und Aufbau eines Elektroautos im Vergleich zu Autos mit Verbrennungsmotoren

Elektroautos sind optisch nicht von herkömmlichen Benzinern oder Dieselautos zu unterscheiden. Die wesentlichen Unterscheide ergeben sich aus der Antriebstechnik.

Was den Wirkungsgrad betrifft, ist der Motor eines Elektroautos gegenüber einem Verbrennungsmotor überlegen. 95% der Energie eines Elektromotors werden für den Antrieb genutzt, beim Verbrennungsmotor sind dies nur 30%. Ein Verbrennungsmotor verliert die meiste Energie in Form von Wärme und Reibung.

Auch das Drehmoment eines Elektromotors ist höher, sodass ein Elektroauto schneller beschleunigen kann. Im Vergleich der Höchstgeschwindigkeit und Reichweite schneidet der Verbrennungsmotor jedoch besser ab.

Der Energiespeicher in Form eines Benzin- oder Dieseltanks hat gegenüber einem Elektroakku derzeit noch viele Vorteile, insbesondere die Zeitersparnis beim Tanken bzw. Laden. Auch das Gewicht des Tanks ist wesentlich geringer als eine E-Auto Batterie. Ein Beispiel: Um eine Strecke von 100km zurückzulegen benötigt ein benzinbetriebenes Fahrzeug im Durchschnitt 10 Liter Benzin, was ungefähr einem Gewicht von 10kg entspricht. Ein Elektrofahrzeug, das dieselbe Distanz zurücklegen soll, benötigt einen 175 kg schweren Akku.

Dennoch bietet das Elektroauto in seiner heutigen Form ein hohes Potential für die Zukunft. Einige Vorteile sind schon heute deutlich sichtbar. Viele Probleme des Elektroautos könnten schon heute durch geänderte energiepolitische Rahmenbedingungen und technische Innovationen gelöst werden. Andere Nachteile des Elektroautos könnten schon bald der Vergangenheit angehören sobald aus dem Nischenprodukt Elektroauto ein Massenprodukt geworden ist.

1 Stern2 Sterne3 Sterne4 Sterne5 Sterne Bewertung: 5,00 (24 Stimmen)