Wie Elektroautos funktionieren: Umfassender Leitfaden für 2024

Der Fokus ist klar, wenn wir in die Zukunft blicken. Die Automobilindustrie wird umweltfreundlicher. Luxusautohersteller entwickeln kontinuierlich neue rein elektrische Fahrzeuge. Sie müssen nicht mehr zwischen Komfort, Geschwindigkeit und Nachhaltigkeit wählen. Mit den Top-Luxus-Elektroautos 2022 können Sie alles haben.

Elektroautos können teurer sein, aber staatliche Anreize und Steuervergünstigungen können die Kosten oft ausgleichen. Darüber hinaus sind Elektrofahrzeuge in der Regel einfacher zu warten – und sicherlich effizienter. In diesem Artikel führe ich Sie durch alles, was Sie über Elektroautos wissen müssen, da folgende Fragen beantwortet werden:

• Was ist ein Elektroauto (EV)?
• Verbrauchen Elektroautos Benzin?
• Verbrauchen Elektroautos Öl?
• Wie funktionieren Elektroautos?
• Was sind die Schlüsselkomponenten eines Elektroautos?
• Welche Arten von Elektroautos gibt es?
• Welche Flüssigkeiten werden in einem Elektroauto benötigt?
• Wie lädt man ein Elektroauto auf?
• Können Elektroautos sich selbst laden?
• Wie weit kommt ein Elektroauto mit einer vollen Ladung?
• Wie lange dauert das Laden eines Elektroautos?
• Was kostet das Laden eines Elektroautos?
• Was kostet ein Elektroauto?

Was ist ein Elektroauto (EV)?

Elektrofahrzeuge (EVs) werden von einer Batterie anstelle eines Benzintanks angetrieben und haben einen Elektromotor statt eines Verbrennungsmotors. Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (PHEVs) sind eine Mischung aus Benzin- und Elektroauto und bestehen aus einer Batterie, einem Elektromotor, einem Kraftstofftank und einem Verbrennungsmotor.

Ein Elektroauto, manchmal auch als batterieelektrisches Auto bezeichnet, ist ein Fahrzeug, das von einem oder mehreren Elektromotoren angetrieben wird, die Energie aus Batterien nutzen. Elektrofahrzeuge sind leiser, erzeugen keine Abgasemissionen und haben insgesamt geringere Emissionen als Verbrennungsmotoren (ICE). Aufgrund niedrigerer Kraftstoff- und Wartungskosten sind die Gesamtbetriebskosten aktueller Elektrofahrzeuge niedriger als die vergleichbarer ICE-Fahrzeuge. Das Laden eines Elektroautos ist an verschiedenen Ladestationen möglich, die sowohl im privaten als auch im öffentlichen Raum installiert werden können.

Viele Länder haben staatliche Anreize für Plug-in-Elektrofahrzeuge eingeführt, darunter Steuergutschriften, Subventionen und andere nicht-monetäre Anreize, während mehrere Länder Gesetze erlassen haben, um den Verkauf fossiler Kraftstofffahrzeuge auslaufen zu lassen, um Luftverschmutzung zu reduzieren und den Klimawandel zu begrenzen. Elektroautos und -transporter sind oft sauberer als sogar die effizientesten konventionellen Fahrzeuge in Bezug auf Luftverschmutzung und Treibhausgasemissionen. Der Grad der Sauberkeit hängt von der Fahrzeugart und der Stromquelle ab.

Wenn batterieelektrische EVs mit den saubersten Stromnetzen betrieben werden, sind ihre Treibhausgasemissionen vergleichbar mit einem Auto, das mehr als 100 Meilen pro Gallone (ca. 42 km/l) verbraucht. Laden und Betreiben eines EV kann nahezu emissionsfrei sein, wenn es vollständig mit erneuerbaren Energiequellen wie Solar- oder Windenergie betrieben wird.

Verbrauchen Elektroautos Benzin?

BEVs (Battery Electric Vehicles) nutzen Strom, der in einem Batteriepaket gespeichert ist, um einen Elektromotor anzutreiben, der die Räder dreht. Batterieelektrische Autos und Lkw werden als „voll-elektrisch“ bezeichnet, da sie kein Benzin oder Diesel verbrauchen und durch Strom angetrieben werden.

Verbrauchen Elektroautos Öl?

Da ein Elektroauto einen Elektromotor anstelle eines Verbrennungsmotors verwendet, benötigt es kein Motoröl. Öl ist erforderlich, um verschiedene bewegliche Teile in herkömmlichen Verbrennungsmotoren zu schmieren. Bei hohen Geschwindigkeiten sollten Ventile, Kolben und andere bewegliche Teile eines Motors reibungslos aneinander vorbeigleiten, weshalb Öl in den Motor gegeben wird, um diese Wechselwirkungen zu schmieren und Reibung zu reduzieren.

Die Zugabe von Öl ermöglicht es dem Motor, ohne Festfressen oder Überhitzen zu laufen. Um den Motor reibungslos laufen zu lassen, müssen winzige Metallspäne, die sich durch Metall-auf-Metall-Kontakt im Öl bilden, nach einer Weile entfernt werden, sodass Sie das Öl ablassen und durch neues oder frisches Öl ersetzen.

In einem Elektrofahrzeug tritt jedoch nichts davon auf. Elektrofahrzeuge werden von einem Elektromotor und einer Batterie angetrieben. Es gibt keine beweglichen Teile wie Ventile, Kolben, Motoren oder andere Komponenten, die Schmierung benötigen. Daher sind regelmäßige Ölwechsel bei Elektrofahrzeugen nicht erforderlich.

Wie funktionieren Elektroautos?

Elektrofahrzeuge (EVs), oft auch als batterieelektrische Fahrzeuge bezeichnet, werden von einem Elektromotor anstelle eines Verbrennungsmotors angetrieben. Der Elektromotor wird von einem großen Traktionsbatteriepaket gespeist, das an eine Steckdose oder Ladeausrüstung, allgemein als Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE) bekannt, angeschlossen werden muss.

Die Batterien von Elektrofahrzeugen werden durch Anschließen des Fahrzeugs an eine elektrische Stromquelle geladen. Obwohl die Stromerzeugung zur Luftverschmutzung beiträgt, stuft die US-Umweltschutzbehörde (EPA) Elektrofahrzeuge als Null-Emissions-Fahrzeuge ein, da sie keine direkten Abgas- oder Auspuffemissionen ausstoßen.

Kommerziell erhältliche EVs umfassen sowohl schwere als auch leichte Modelle. Elektrofahrzeuge sind oft teurer als vergleichbare konventionelle und Hybridfahrzeuge, wobei einige Kosten durch Kraftstoffeinsparungen, einen Bundessteuergutschein oder staatliche Anreize ausgeglichen werden können.

Sehen Sie sich das Video unten an, um zu lernen, wie ein Elektroauto funktioniert:

Video-Platzhalter

Was sind die Schlüsselkomponenten eines Elektroautos?

Folgendes sind die Schlüsselkomponenten eines Elektroautos:

• Batterie (elektrische Hilfsbatterie)
• Ladeanschluss
• DC/DC-Wandler
• Elektrischer Traktionsmotor
• Bordladegerät (Onboard Charger)
• Leistungselektronischer Controller
• Thermalsystem (Kühlung)
• Traktionsbatteriepaket
• Getriebe (elektrisch)

Batterie (elektrische Hilfsbatterie)

Die Hilfsbatterie in einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug liefert Strom für Fahrzeugzubehör.

Ladeanschluss

Der Ladeanschluss ermöglicht es dem Fahrzeug, sich an eine externe Stromquelle anzuschließen, um das Traktionsbatteriepaket aufzuladen.

DC/DC-Wandler

Dieses Gerät wandelt die höhere DC-Spannung des Traktionsbatteriepakets in die niedrigere DC-Spannung um, die zum Betrieb von Fahrzeugzubehör und zum Laden der Hilfsbatterie erforderlich ist.

Elektrischer Traktionsmotor

Dieser Motor treibt die Räder des Fahrzeugs an, indem er Energie aus dem Traktionsbatteriepaket bezieht. Einige Autos haben Motor-Generatoren, die sowohl Antrieb als auch Rekuperation übernehmen.

Bordladegerät (Onboard Charger)

Wandelt eingehenden Wechselstrom vom Ladeanschluss in Gleichstrom für das Laden der Traktionsbatterie um. Während des Ladens kommuniziert es auch mit der Ladeausrüstung und analysiert Batterieeigenschaften wie Spannung, Strom, Temperatur und Ladezustand.

Leistungselektronischer Controller

Dieses Gerät steuert den Fluss der elektrischen Energie, die vom Traktionsbatteriepaket bereitgestellt wird, und regelt die Geschwindigkeit und das Drehmoment, die vom elektrischen Traktionsmotor erzeugt werden.

Thermalsystem (Kühlung)

Dieses System hält Motor, Elektromotor, Leistungselektronik und andere Komponenten in einem sicheren Betriebstemperaturbereich.

Traktionsbatteriepaket

Ein Batteriepaket, das Energie für den elektrischen Traktionsmotor speichert.

Getriebe (elektrisch)

Das Getriebe ist verantwortlich für die Übertragung der mechanischen Leistung vom elektrischen Traktionsmotor auf die Räder.

Welche Arten von Elektroautos gibt es?

Folgendes sind die verschiedenen Arten von Elektroautos:

• Batterieelektrische Fahrzeuge (BEV)
• Hybrid-Elektrofahrzeuge (HEV)
• Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (PHEV)

Batterieelektrische Fahrzeuge (BEV)

Batterieelektrische Fahrzeuge (BEVs), allgemein als EVs bekannt, sind vollständig elektrische Fahrzeuge mit wiederaufladbaren Batterien und ohne Benzinmotor. Das Batteriepaket, das aus dem Netz aufgeladen wird, liefert die gesamte Energie für das Auto. BEVs sind Null-Emissions-Fahrzeuge, da sie keine schädlichen Abgasemissionen oder Luftverschmutzungsrisiken wie typische benzinbetriebene Fahrzeuge erzeugen.

Hybrid-Elektrofahrzeuge (HEV)

Hybrid-Elektrofahrzeuge (HEVs) werden von sowohl einem Benzinmotor als auch einem Elektromotor angetrieben. Die gesamte Batterieenergie wird durch Rekuperation (regeneratives Bremsen) gewonnen, das ansonsten verlorene Bremsenergie zurückgewinnt, um den Benzinmotor beim Beschleunigen zu unterstützen. Diese Bremsenergie wird in herkömmlichen Verbrennungsmotoren normalerweise als Wärme in den Bremsbelägen und -scheiben verschwendet. Reguläre Hybride können nicht durch Anschluss an das Netz aufgeladen werden und können nicht mit EVgo laden.

Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (PHEV)

Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (PHEVs) werden von sowohl einem Motor als auch einem Elektromotor angetrieben. Sie können, wie normale Hybride, ihre Batterien über Rekuperation aufladen. Sie unterscheiden sich von normalen Hybriden dadurch, dass sie eine erheblich größere Batterie haben und durch Anschluss an das Netz aufgeladen werden können.

Während normale Hybride nur 1–2 Meilen (1,6–3,2 km) fahren können, bevor der Benzinmotor anspringt, können PHEVs 16–64 km (10–40 Meilen) rein elektrisch fahren, bevor der Benzinmotor einsetzt. Wenn die rein elektrische Reichweite erschöpft ist, verhalten sich PHEVs wie normale Hybride und können hunderte Kilometer mit einer Tankfüllung Benzin fahren.

Welche Flüssigkeiten werden in einem Elektroauto benötigt?

Obwohl ein Elektroauto weniger Wartung erfordert, bedeutet das nicht, dass es vernachlässigt werden sollte. Denken Sie daran: Es gibt kein wartungsfreies Auto. Obwohl Sie bei einem EV nie das Öl wechseln müssen, sollten Sie dennoch routinemäßige Prüfungen der folgenden Flüssigkeiten durchführen:

• Kühlmittel
• Bremsflüssigkeit
• Getriebeöl

Kühlmittel

Hitze ist ein großes Problem sowohl für Elektro- als auch für benzinbetriebene Fahrzeuge. Kühlmittel wird benötigt, um die von der Lithium-Ionen-Batterie Ihres Elektroautos erzeugte Hitze zu regulieren. Dies ist ein Bereich, in dem ein Elektrofahrzeug und ein Verbrennungsmotor dasselbe Verfahren befolgen.

Prüfen Sie die Kühlmittelstände in der Batterie, dem Leistungsinverter und der Innenraumheizung Ihres Autos. Obwohl die Innenraumheizung unwichtig ist, sind die anderen beiden Komponenten entscheidend. Wenn Sie je von einem brennenden Elektroauto gehört haben, war es höchstwahrscheinlich auf eine überhitzte Batterie zurückzuführen. Halten Sie die Kühlmittelstände hoch, um zu verhindern, dass die Batterie explodiert.

Bremsflüssigkeit

Während Elektrofahrzeuge Bremsbeläge verwenden, müssen diese aufgrund des regenerativen Bremssystems selten ausgetauscht werden. Die Technologie verringert den Bremsverschleiß, indem sie die kinetische Energie eines fahrenden Fahrzeugs in elektrische Energie für die Batterie umwandelt. Im Wesentlichen dient das System als primäre Methode zum Verlangsamen des Autos und zur Reduzierung des Verschleißes der Bremsbeläge.

Das regenerative Bremssystem eines Elektroautos ist ein wichtiges Stromerzeugungsgerät. Typischer Service für ein Elektroauto umfasst die Sicherstellung, dass das Bremssystem funktionsfähig ist, was kritisch ist, da dies Ihre Hauptmethode zum Verlangsamen des Fahrzeugs zusätzlich zur Stromerzeugung ist. Aufgrund erheblicher Sicherheitsimplikationen sollten Sie Ihre Bremsen regelmäßig warten lassen.

Getriebeöl

Das Mehrgang- oder Direktantriebsgetriebe eines Elektrofahrzeugs kann während der Besitzdauer Ölwechsel erfordern. Es ist wichtig, Ihr Handbuch zu konsultieren, um das empfohlene Intervall für diesen Service an Ihrem spezifischen Elektrofahrzeug zu ermitteln.

Wie lädt man ein Elektroauto auf?

Um ihre Batterien geladen zu halten, stecken die meisten EV-Fahrer bei jedem Parken an einen Ladepunkt (z. B. ChargePoint). Fahrer müssen möglicherweise unterwegs laden, was die Nutzung leistungsstärkerer Ladegeräte erfordert. Je nachdem, wo Sie sind, können Sie das Laden starten, indem Sie einstecken oder eine App, kontaktlose Karte oder RFID-Karte verwenden.

Können Elektroautos sich selbst laden?

Rekuperatives Bremsen ist ein raffinierter Mechanismus, der es der Batterie eines Elektrofahrzeugs ermöglicht, kinetische Energie von den Rädern zu speichern, wenn die Bremse betätigt wird. Die kinetische Energie wird von den Rädern des Autos auf den Antriebsstrang übertragen, und ein Teil davon wird in der Batterie gespeichert.

Natürlich erfolgt diese Energiespeicherung in einem eher kleinen Maßstab und ist bei weitem nicht ausreichend, um das Elektroauto für einen längeren Zeitraum zu laden. Erfinder haben jedoch bereits vorgeschlagen, diese rekuperative Bremsfunktion zu verbessern, um EV-Selbstladen zu ermöglichen. Zum Beispiel ist das Konzept, rekuperatives Bremsen in größerem Maßstab anzuwenden, um EV-Selbstladen zu ermöglichen, falsch, da es nicht ausreichend energieeffizient ist, um eine stabile Ladeinfrastruktur zu schaffen.

Wie bereits erwähnt, wird nur ein Teil der kinetischen Energie von den Rädern des Autos in der Batterie gespeichert. Selbst mit Radgeneratoren und Lichtmaschinen ist die Menge der übertragenen Energie nicht ausreichend, um die Batterie eines Elektroautos effizient aufzuladen.

Wie weit kann ein Elektroauto mit einer vollen Ladung fahren?

Aktuelle Elektrofahrzeuge können mit einer Ladung ca. 400 km (250 Meilen) fahren, einige, wie Teslas, schaffen ca. 560 km (350 Meilen). Viele Hersteller haben angekündigt, Elektrofahrzeuge mit größerer Reichweite und schnellerem Laden auf den Markt zu bringen.

Die Zukunft ist da, und mehr Langstrecken-EVs kommen. Hier sind Vergleiche beliebter Elektrofahrzeuge, die mit einer Ladung mehr als 320 km (200 Meilen) fahren können:

• Audi E-Tron – 328 km
• Nissan Leaf Plus – 364 km
• Jaguar I-Pace – 377 km
• Chevrolet Bolt – 383 km
• Kia Niro EV – 385 km
• Hyundai Kona EV – 415 km
• Tesla Model X – 491 km
• Tesla Model 3 Long Range – 518 km
• Tesla Model S – 629 km

General Motors und Volkswagen planen unter anderem Dutzende erschwinglicher Elektrofahrzeuge in den nächsten Jahren. Die oben genannten Autos sind nur die Spitze des Eisbergs. Wie weit kann man in naher Zukunft mit einem EV rechnen? Hier sind einige der am meisten erwarteten Elektroautos für das nächste Jahr oder zwei. Die meisten sind Schätzungen:

• Ford Mach E – Bis zu 480 km pro Ladung
• Volvo Polestar 2 – 480 km pro Ladung
• Volkswagen ID.4 – 350 km pro Ladung
• Mercedes EQC – 350 km pro Ladung
• BMW iX3 – 320 km pro Ladung
• Volvo XC40 Electric – 320 km pro Ladung

Wie lange dauert das Laden eines Elektroautos?

Das Laden eines Elektroautos kann nur 30 Minuten oder bis zu 12 Stunden dauern. Dies hängt von der Batteriegröße und der Geschwindigkeit des Ladepunkts ab. Mit einem 7-kW-Ladepunkt dauert es bei einem typischen Elektroauto (60-kWh-Batterie) knapp 8 Stunden, um von leer auf voll zu laden.

Was kostet das Laden eines Elektroautos?

Die Energieeffizienz eines EV wird in Kilowattstunden (kWh) pro 100 km gemessen. Um die Kosten pro Kilometer zu berechnen, müssen Sie den Strompreis (in Euro pro kWh) und die Effizienz des Fahrzeugs (wie viel Strom für 100 km benötigt wird) kennen. Wenn der Strompreis 0,13 € pro kWh beträgt und das Fahrzeug 33 kWh für 100 Meilen (160 km) benötigt, liegen die Kosten pro Meile bei ca. 0,04 $. Umgerechnet: Bei 0,30 €/kWh und 15 kWh/100 km kosten 100 km ca. 4,50 €. Das Laden eines 200-Meilen-EV (ca. 320 km, bei leerer 66-kWh-Batterie) kostet bei 0,30 €/kWh ca. 20 €.

Was kostet ein Elektroauto?

Im Juni 2019 lag der Durchschnittspreis eines Neuwagens in den USA bei 36.600 $. Dies war ein Anstieg von 2 % gegenüber dem Vorjahr. Laut Daten von Cox Automotive ist der durchschnittliche Preis eines Elektrofahrzeugs jedoch von 64.300 $ auf 55.600 $ gesunken, ein Rückgang von 13,4 % gegenüber dem Vorjahr.

Nachfolgend sind die unverbindlichen Preisempfehlungen (MSRP) für mehrere der marktführenden Elektrofahrzeuge und ihre Varianten aufgeführt:

1. Tesla Model S

MSRP für Tesla Model S Long Range: 81.190 $, Performance: 101.190 $. Der Tesla Model S, am ehesten vergleichbar mit der Mercedes-Benz CLS-Klasse, ist die Ausnahme vom Trend, dass Elektrofahrzeuge teurer sind als ihre benzinbetriebenen Pendants.

2. Tesla Model 3

MSRP für Tesla Model 3 Standard Range Plus: 41.190 $, Long Range: 50.190 $, Performance: 58.190 $. Während Batteriedegradation in den ersten 80.000 km für Tesla-Besitzer ein Thema sein mag, wird sie später weniger relevant. Bei 250.000 km verlieren die meisten Tesla-Modelle nur 10 % der Batteriekapazität.

3. Tesla Model X

MSRP für Tesla Model X Long Range: 86.190 $, Performance: 106.190 $.

4. BMW i3

MSRP für BMW i3 120 Ah: 45.445 $, s 120 Ah: 48.645 $, 120 Ah mit Range Extender: 49.295 $, s 120 Ah mit Range Extender: 52.495 $.

5. Nissan Leaf

MSRP für Nissan Leaf S: 32.525 $, SV: 35.115 $, S Plus: 39.125 $, SV Plus: 40.675 $, SL Plus: 44.825 $.

6. Chevrolet Bolt EV

MSRP für Chevrolet Bolt EV LT: 37.495 $, Premier: 41.895 $.

7. Hyundai Kona

MSRP für Hyundai Kona SEL: 38.310 $, Limited: 42.920 $, Ultimate: 46.520 $.

8. Volkswagen e-Golf

MSRP für Volkswagen e-Golf SE: 33.000 $ (geschätzt), SEL Premium: 40.000 $ (geschätzt).

9. Audi e-Tron

MSRP für Audi e-Tron Premium Plus: 75.795 $, Prestige: 80.095 $, Sportback: 81.000 $ (geschätzt).

10. Jaguar I-Pace

MSRP für Jaguar I-Pace S: 70.875 $, SE: 77.275 $, HSE: 81.925 $.

Zusammenfassung

Es besteht kein Zweifel, dass Elektroautos eine großartige und neue Erfindung sind, die den Verbrauch grüner Energie erhöht. Es ist eine Technologie, die noch mehr zu bieten hat, und es kommt noch mehr, da Hersteller dies versprochen haben. Ich denke, das war es für diesen Artikel, in dem wir Sie über alles Wissenswerte zu Elektroautos aufgeklärt haben.

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