Glossar Elektromobilität: Definitionen zu Elektroauto & Technik
Mit einem Anteil von fast 20 Prozent der zugelassenen Fahrzeuge steigt hierzulande die Beliebtheit von Elektroautos deutlich – mit der Technik und Funktionen sind viele Menschen aber noch nicht vertraut. Wir haben daher alle wichtigen Definitionen rund ums Elektroauto für Sie in diesem Glossar gesammelt – von A wie AC-Ladung bis Z wie Zyklenfestigkeit.
Elektroauto-Technik: Definitionen von A bis M
AC-Ladung
AC (Alternating Current) ist die englische Abkürzung für Wechselstrom. Ihr Elektroauto "tankt" diesen beispielsweise über die Wallbox oder eine Ladesäule.
Ampere
Ampere (A) ist die physikalische Einheit der elektrischen Stromstärke. Wenn Sie sich den Stromfluss wie Wasser vorstellen, das durch ein Rohr fließt, entspricht die Stromstärke dem Rohrdurchmesser.
Akku / Akkumulator
Der Akkumulator (kurz Akku) speichert elektrische Energie auf elektrochemischer Basis. Teilweise ist hier auch von der „Batterie“ die Rede. Das ist jedoch eher als Oberbegriff zu verstehen, unter den neben nicht-wiederaufladbaren Speichern auch Akkus fallen.
Battery Electric Vehicle (BEV)
Im Gegensatz zu einem Hybrid-Fahrzeug fährt dieses Auto nur mit dem elektrischen Antrieb eines Akkus.
Bidirektionales Laden
Die Technik von Elektroautos befähigt sie, nicht nur Strom zu tanken, sondern ihn auch ins Netz zurückspeisen. Der Fachbegriff dafür lautet bidirektionales Laden. Hersteller planen, E-Autos so zum Teil intelligenter Stromnetze zu machen und mit ihnen beispielsweise überschüssigen Strom zwischenzuspeichern und bei Bedarf ins Netz zurückzuliefern (siehe auch Vehicle-to-Grid).
Bordlader
Das On-Board-Ladegerät brauchen Sie, wenn Sie Wechselstrom laden – beispielsweise an der Kfz-Wallbox oder Normal-Ladesäule. Die Leistung des Ladegeräts bestimmt, wie schnell sich die Batterie auffüllt. Wenn Sie regelmäßig Elektroauto fahren und entsprechend häufig Energie brauchen, sollten Sie ein Fahrzeugmodell mit mehrphasigem, schnellen Bordlader wählen.
Chademo
Chademo ist die Bezeichnung eines Schnellladestecker-Systems, das ein japanisches Konsortium entwickelt hat. Konkurrenzstandard ist das deutsche CCS-System. Die beiden Steckertypen sind nicht miteinander kompatibel.
Combined Charging System (CCS)
Hierbei handelt es sich um die deutsche Variante des Schnellladesteckers. Er basiert auf dem üblichen Typ-2-Stecker und hat zwei zusätzliche Pole. Das System hat sich bei den europäischen Herstellern durchgesetzt – so fordert beispielsweise die deutsche Ladesäulenverordnung (LSV) CSS-Stecker an neuen Gleichstrom-Schnellladesäulen. Der wichtigste Konkurrenz-Standard ist das Chademo-System aus Japan.
DC-Ladung
Auch hier steht ein englisches Kürzel für eine Stromvariante – nämlich Direct Current, also Gleichstrom. Diese Energie kann nach der Ladung an Ultraschnellladesäulen direkt im E-Auto gespeichert werden, ohne dass eine Umwandlung nötig ist.
E-Kennzeichen
Das E-Kennzeichen ist ein spezielles Nummernschild für Elektroautos. Damit profitieren Autofahrer von einigen Vorteilen wie der Freigabe von Busspuren oder kostenlosen Parkplätzen in einigen Städten. Um dieses Kennzeichen zu erhalten, muss das Fahrzeug eine elektrische Mindestreichweite von 40 Kilometern (ab dem Jahr 2022: 60 km) erreichen oder maximal 50 Gramm CO₂ pro Kilometer ausstoßen. In unserem Ratgeber "E-Kennzeichen" erfahren Sie alle Details.
Energiedichte
Dieser Begriff steht für die Energiemenge, die pro Masseneinheit oder pro Volumeneinheit einer Batterie gespeichert werden kann. Der Wert wird meist in der Einheit kWh pro Kilogramm angegeben.
Feststoffbatterie
Die Feststoff- oder Festkörperbatterie gilt als großer Hoffnungsträger bei der Elektroautotechnik. Im Vergleich zu derzeitigen Lithium-Ionen-Akkus ist die neue Technik günstiger und leistungsstärker. Dabei ersetzt ein festes Material das bisher nötige flüssige Elektrolyt. So steigt die Energiedichte, was mehr Reichweite bei gleichem Bauraum bedeutet. Zudem braucht es keine spezielle Kühlung mehr, was wiederum Geld und Gewicht spart.
Frequenzumrichter
Hierbei handelt es sich um Leistungselektronik, die zwischen Antriebsbatterie und Motor verschaltet ist. Sie steuert den Elektromotor an und wird zudem beim Ladevorgang benötigt.
Gesamtreichweite
Die Gesamtreichweite ist die Reichweite, die mit vollgeladenem Akku zur Bewältigung einer genormten Fahrstrecke unter Einsatz von Nebenverbrauchern wie Licht, Scheibenwischer, Heizung oder Klimaanlage benötigt wird.
Gleichstrom
Ein Elektroauto kann zwar Wechselstrom "tanken", im Akku speichern kann es aber nur Gleichstrom (auch DC genannt). Im Fahrzeug ist daher eine Einheit integriert, die die benötigte Stromart und Spannung bereitstellt.
Hybrid-Auto
Was ist ein Hybrid-Auto? Die Erklärung ist ganz einfach: Das Wort "Hybrid" deutet meist eine Mischung an, in diesem Fall eine Verbindung verschiedener Technologien: Das Fahrzeug nutzt sowohl einen Elektromotor als auch traditionelle Kraftstoffe zum Antrieb. Die Bedeutung von Hybrid-Fahrzeugen am Markt wächst noch stetig. 2021 gab es bereits mehr als eine Million solcher Autos in Deutschland. Der Unterschied zwischen Plug-In-Hybrid und Hybrid liegt darin, dass ein Plug-In-Hybrid-Fahrzeug im Gegensatz zu allen anderen Hybridvarianten wie ein reines E-Auto an der Ladesäule Strom tanken kann. Hybrid ist also der Oberbegriff, Plug-in-Hybrid eine spezielle Variante.
Induktions-Ladestation
Was bedeutet Induktion? Wahrscheinlich kennen Sie die Technik eher aus der Küche als vom Elektroauto: Induktionsherde sind schließlich immer noch ein großer Trend. Wirklich vergleichbar ist aber das kabellose Laden von Handys auf entsprechenden Ladestationen. Bei der Elektromobilität steckt die Technik eher noch in den Kinderschuhen. Statt das Fahrzeug per Kabel an Säule oder Wallbox anzuschließen, muss es nur noch über einer Induktionsspule geparkt werden. Die Induktionsspule lädt kontaktlos über ein Gegenstück im Fahrzeugboden den Akku auf. Rein hypothetisch funktioniert das auch während der Fahrt auf entsprechend ausgestatteten Straßenspuren. Als erster Hersteller bietet BMW ein Induktionsladesystem für ein Plug-in-Hybrid-Auto an.
Kilowattstunde
Die Kilowattstunde (kWh) ist eine Maßeinheit für Energie. Die Akku-Kapazität von E-Autos wird häufig auf diese Weise angegeben: Üblich sind derzeit Werte zwischen 20 kWh und 60 kWh, teilweise sogar 100 kWh.
Ladeleistung
Die Ladeleistung ist das wichtigste Kriterium dafür, wie lange ein Elektroauto ans Stromnetz muss, um seinen Akku komplett zu füllen. An einer AC/DC-Ladesäule dauert das beispielsweise zwei bis fünf Stunden, an Ultraschnelllade-Stationen mit 350 kW nur fünf bis zehn Minuten. Die durchschnittlichen Leistungen aller Ladevarianten erfahren Sie im Ratgeber zum Thema "Elektroauto laden".
Ladesäulen
Ladesäulen sind sozusagen die Tankstellen der Elektromobilität. Dort können Sie Ihr Elektroauto mit Wechselstrom oder Gleichstrom vollladen. Derzeit finden sich die meisten Ladesäulen in Bayern. Die Bundesnetzagentur bietet eine Karte mit allen öffentlichen Ladepunkten.
Ladesäulenverordnung
In der Ladesäulenverordnung (kurz LSV) stehen seit März 2016 die technischen Mindestanforderungen an deutsche Ladepunkte. Für normale Ladesäulen schreibt die LSV den sogenannten Typ-2-Stecker vor, für Gleichstrom-Ladesäulen das CCS-System. Darüber hinaus listet das Dokument umfassende Anforderungen an die Betreiber öffentlicher Ladepunkte. Dazu gehören solche im öffentlichen Verkehrsraum, aber auch Säulen an Kunden- und Betriebsparkplätzen.
Lithium-Ionen-Batterie
Diese Akku-Variante ist der heute gängige Energiespeicher für Elektroautos. Er bietet eine höhere Energiedichte als vorherige Varianten und leidet nicht am Memory-Effekt. Allerdings sind die Kosten relativ hoch. Zudem benötigen die Hersteller Metalle, die der Gruppe der Seltenen Erden angehören, die oft aus Krisengebieten stammen.
Memory-Effekt
Hier geht es um den Kapazitätsverlust einer Batterie, der bei häufiger Teilentladung eintritt. Das ist vor allem bei alten Nickel-Kadmium-Batterien der Fall. Elektrisch zeigt sich der Memory-Effekt in einem frühen Spannungsabfall, obwohl die komplette Kapazität noch nicht entnommen wurde. Die aktuellen Lithium-Ionen-Batterien sind davon nicht betroffen.
Elektroauto-Technik: Definitionen von N bis Z
Null-Emissions-Fahrzeug
Es handelt sich um einen Wagen, der während der Fahrt keine schädlichen Abgase abgibt. Um jedoch auch in der Gesamtenergiebilanz als Null-Emissions-Fahrzeug zu gelten, muss der genutzte Strom aus erneuerbaren Quellen stammen.
Permanent erregte Synchronmaschine (PSM)
Dieser – zugegebenermaßen etwas seltsame – Begriff steht für die heute gängige Bauweise von Elektromotoren für Autos und Haushaltsgeräte. „Permanent erregt“ heißt in diesem Fall, dass sogenannte Permanentmagnete zum Einsatz kommen – also keine Elektromagnete.
Radnaben-Motor
Hierbei handelt es sich um einen Elektromotor, der nicht zentral im Fahrzeug eingebaut ist, sondern direkt am Rad. Diese Technik kam schon zu Beginn des 20. Jahrhunderts bei E-Autos zum Einsatz. Heute verwenden ihn trotz seiner Vorteile nur noch wenige Hersteller - vor allem, weil sein Gewicht an ungünstiger Stelle den Fahrkomfort beeinträchtigt. Das schwere Rad spricht durch die Erhöhung der ungefederten Masse auf kleine Unebenheiten nicht sehr sensibel an.
Range Extender
Der englische Begriff Range Extender bedeutet sinngemäß "Reichweiten-Vergrößerer". Hierbei handelt es sich um einen kleinen Verbrennungsmotor, der mit seiner Energie einen Stromgenerator antreibt, um den Akku während der Fahrt aufzuladen. Diese Energie dient eher als "Notvorrat", da der Motor nicht gerade effizient arbeitet.
Rekuperation
Was ist Rekuperation beim Elektroauto? Laut Definition ist Rekuperation die Rückgewinnung kinetischer Energie, die normalerweise beim Bremsen in Form von Wärme verloren gehen würde. Die Bremsanlage mit Rekuperationssystem gibt es nicht nur bei Elektroautos, sondern auch bei Verbrennerfahrzeugen mit Start-Stopp-Technologie. Während der so gewonnene Strom beim traditionellen Pkw für die Lichtmaschine genutzt wird, dient er beim Elektroauto dem Fahrzeugantrieb. Allerdings fließt nur ein geringer Teil der Bremsenergie in die Batterie zurück.
Selbstentladung der Autobatterie
Jedes Elektroauto entlädt sich im Stillstand im Laufe der Zeit von selbst (siehe Vampirverluste) – unabhängig von der Qualität seines Akkus. Wie lange es dauert, bis einem geparkten Elektro-Fahrzeug der Strom ausgeht, hängt von vielen Faktoren ab – zum Beispiel dem Füllstand oder der Außentemperatur.
Superkondensatoren
Im Gegensatz zu Akkus speichern Superkondensatoren Energie elektrisch. Dadurch laden sie schneller, geben die entsprechende Energie aber auch schnell wieder ab. Ihre Energiedichte ist gering, daher kommen sie als alleinige Energiequelle nicht in Frage. Stattdessen werden sie künftig wohl „normale“ Batterien ergänzen – vor allem bei der Rückgewinnung von Bremsenergie.
Temperaturmanagement
Bei anhaltender Belastung laufen Akkus heiß. Das wirkt sich auf ihre Energieabgabe aus und auf ihre Fähigkeit, Strom zu speichern. Nach längerer Fahrt oder bei großer Hitze kann es passieren, dass an Ladesäulen nicht mehr die volle Leistung abgerufen wird. Manche Elektroautos verfügen daher über ein spezielles Kühlsystem, das den Akku auf optimaler Temperatur hält.
Token
Bei manchen E-Autos oder Ladesäulen benötigen Sie zum Laden eine Erkennungsmarke, das sogenannte Token, um sich zu identifizieren und zu bezahlen.
Ultraschnellladen
Diese Ladevariante macht das Elektroauto langstreckentauglich. Dafür fließen bis zu 350 kW über die entsprechende Säule. Bislang können allerdings nur wenige Autos die volle Leistung der ultraschnellen Ladepunkte innerhalb weniger Minuten abrufen.
Vampirverluste
Was klingt wie ein Problem aus einem Horrorfilm, bezieht sich auf die Selbstentladung von Elektroautos. Der „Vampirverlust“ liegt zum einen an chemischen Nebenreaktionen innerhalb der Zellen des Lithium-Ionen-Akkus, zum anderen an Batterie-Überwachungssystemen, die auch im Stand Strom “saugen“.
Vehicle-to-Grid
Vehicle-to-Grid, teilweise auch Vehicle2Grid oder V2C geschrieben, hängt mit dem Prinzip des bidirektionalen Ladens zusammen. Der Begriff Vehicle-to-Grid bedeutet, dass Energie vom Elektroauto zurück ins Stromnetz fließt.
Volt
Volt (V) ist die physikalische Einheit für die Spannung. Um beim unter dem Begriff "Ampere" genannten Bild zu bleiben: Hier entspräche Volt dem Wasserdruck. Spannung und Stromstärke beeinflussen zusammen, wie hoch die Leistung ist, die für den Betrieb eines Motors zur Verfügung steht [Leistung = Spannung x Stromstärke, oder wie man es aus der Schule kennt: P = U x I].
Wallbox
Was ist eine Wallbox? Laut Definition ist die Wallbox fürs Elektroauto eine fest installierte Ladestation für zuhause. Im Handel finden sich diese Stationen mit unterschiedlichen Leistungsstufen und Aufbauvarianten.
Wechselstrom
Wechselstrom (auch AC genannt) kommt beispielsweise aus der haushaltsüblichen CEE-Steckdose oder manchen Ladesäulen. Das Elektroauto muss diese Stromart im Gegensatz zu Gleichstrom erst umwandeln, bevor es sie für den Antrieb im Akku speichern kann.
Well-to-Wheel
Hier geht es um den gesamten Energieverbrauch und alle Emissionen einer Antriebsvariante, die bei Herstellung, Bereitstellung und Nutzung zustande kommen. Beim Erdöl wäre das beispielsweise der Pfad beginnend vom Bohrloch über die Raffinerie und das Tankstellennetz in den Fahrzeugtank, bis es zur fertigen Energie im Fahrzeug dient. Beim Elektroauto wäre es analog der Prozess vom Abbau der seltenen Erden bis zur Speicherung im Akku.
Zyklenfestigkeit
Dieser Begriff bezieht sich auf die Lebensdauer einer Batterie. Genauer gesagt geht es dabei um die Anzahl der Lade- und Entladezyklen, die ein Akku durchlaufen kann, bevor seine Leistung unter einen definierten Prozentsatz seiner ursprünglichen Kapazität sinkt.
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