AlsElektroauto (auchE-Auto,elektrisches Auto,elektrisch betriebenes Auto) wird im weitesten Sinne einAutomobil bezeichnet, das mindestens einenElektromotor zum Antrieb nutzt. Dieser Artikel konzentriert sich auf rein batterieelektrische Autos. Andere Konzepte sindHybridautos undBrennstoffzellenautos.
Der größte Markt für Elektroautos entstand in China durch eine aktive, bis in die Mitte der 2000er-Jahre zurückreichendeIndustriepolitik. Zwei Drittel der in China verkauften Elektroautos sind mit Stand 2025 günstiger als vergleichbare Verbrenner.[1][2]
In enger Auslegung, die unter anderem auch vomKraftfahrt-Bundesamt vertreten wird, versteht man unter Elektrofahrzeugen nur solche „mit ausschließlich elektrischer Energiequelle“, was bei Autos nach derzeitigem Stand der Technik nur rein batterieelektrische Autos sind.[3] Batterieelektrische Elektrofahrzeuge und -autos werden oft auch alsBEV (englischbattery electric vehicle) bezeichnet. DasElektromobilitätsgesetz hingegen bezeichnet auch Hybridfahrzeuge als „Elektrofahrzeuge“; gemeinsam mit den batterieelektrischen und Brennstoffzellen-Fahrzeugen werden sie als „elektrisch betriebene Fahrzeuge“ bezeichnet.[4]
Das elektrische Dreirad vonGustave Trouvé, mit dessen Baujahr 1881 war es das erste Elektrofahrzeug der Geschichte, das der Öffentlichkeit vorgestellt wurde.Flocken Elektrowagen von 1888 (Das Bild zeigt eine Rekonstruktion.)
Das erste bekannte deutsche Elektroauto baute 1888 die CoburgerMaschinenfabrik A. Flocken[7] mit demFlocken Elektrowagen. Der von dem Schlosser und Unternehmer Andreas Flocken erfundene Wagen, der es auf bis zu 15 km/h brachte,[8] wird auch als erster vierrädriger elektrisch angetriebenerPersonenkraftwagen weltweit angesehen.
Die Reichweite der historischen Fahrzeuge betrug rund 100 Kilometer. Um 1900 waren 40 % der Autos in den USA dampfbetrieben, 38 % elektrisch und nur 22 % mit Benzin. Knapp 34.000 Elektrofahrzeuge waren in den USA registriert, damals die höchste Anzahl weltweit. 1912 wurden bis dahin die meisten Elektrofahrzeuge verkauft. Danach sank der Absatz.[9] Von 1896 bis 1939 registrierte man weltweit 565 Marken von Elektroautos.[10]
Der Niedergang der Elektroautos setzte ab etwa 1910 ein. Die viel größere Reichweite[12] und das Angebot billigen Öls fürVergaserkraftstoffe waren (unter anderem) Faktoren für den Nachfragerückgang bei den elektrischen Transportmitteln.[12] Auch wurde das Starten von Benzinern durch denAnlasser anstelle des Ankurbelns sehr viel bequemer.[12] Benzin wurde durch den monopolistischen Einfluss derStandard Oil der hauptsächliche Kraftstoff in den USA und in allen von der Standard Oil beeinflussten Ländern.
Die zunehmende Verkehrsdichte führte ab den 1960er Jahrenzu ersten Maßnahmen, um die Abgasbelastung zu verringern. In dem Zusammenhang nahmen die Forschungsaktivitäten am Elektroauto wieder zu.[13]GM experimentierte mitZink-Luft-Batterien, die in einemOpel Kadett B mit 1,5 t Leergewicht bereits Reichweiten von 145 km bei konstant 90 km/h ermöglichten. Allerdings konnte diese Batterie nurmechanisch aufgeladen werden.[14] 1967 wurde imBundestag eine interparlamentarische Arbeitsgemeinschaft gebildet, die eine Kfz-Steuerreform mit dem Ziel der Förderung von Elektromobilität zum Gegenstand hatte.[15] Jahrzehntelang hatten derartige Vorstöße jedoch kaum praktische Auswirkungen. 1977 waren mit etwa 50 000 Fahrzeugen rund 50 % des damaligen weltweiten Bestands an Elektroautos in Großbritannien in Betrieb. Dabei handelte es sich vor allem um Nutzfahrzeuge, hinzu kamen noch etwa 75 000Elektrokarren. In Westdeutschland waren seinerzeit vor allemStadtbusse mit Elektroantrieb versuchsweise in Betrieb. Aus demVW T2 wurde einElektrotransporter entwickelt und in geringer Stückzahl produziert, ein weiterer Vertreter war derElektro-Daily von Fiat/OM/IVECO. Auch imOstblock wurden verschiedene Elektrofahrzeuge entwickelt und im Verkehr erprobt, darunter Elektro-Kleintransporter inMoskau, inSofia und inKarl-Marx-Stadt. Die Reichweite dieser Fahrzeuge lag in der Regel jedoch noch deutlich unter 100 km.[16]
Bestrebungen, Autos mit Elektromotoren anzutreiben, wurden erst nach der durch denGolfkrieg ausgelöstenÖlkrise der 1990er Jahre verstärkt erwogen. Die von derCARB ausgearbeitete und 1990 in Kalifornien als Gesetz verabschiedete Regelung, stufenweiseemissionsfreie Fahrzeuge anbieten zu müssen, zwang die Automobilindustrie zu Produktentwicklungen. In Deutschland konnten einzelne progressive Entwicklungen wie der E-ScooterSimson SR 50-E ohne gesetzliche Förderung am Markt nicht bestehen.
In Europa wurden seit den 1990er Jahren verschiedeneLeichtfahrzeuge produziert, wie derCityEL, dasTwike oder das ElektrofahrzeugSam.PSA Peugeot Citroën produzierte von 1995 bis 2005 etwa 10.000 elektrisch angetriebene Autos (Saxo,Berlingo,106,Partner), die nur in Frankreich, denBenelux-Staaten und Großbritannien angeboten wurden.
Ab 2003 wurden vor allem von kleineren, unabhängigeren Firmen Elektroautos entwickelt oder Serienfahrzeuge umgebaut, wie die KleinwagenCitysax oderStromos.
2006 wurde der SportwagenTesla Roadster des neu gegründeten HerstellersTesla vorgestellt. Dieser nutzte erstmals Lithium-Ionen-Zellen, die seit den 1990ern massenhaft in japanischen Videokameras und Laptop-Akkus verbaut wurden. An die Pioniere der Technologie wurde der Physik-Nobelpreis 2019 vergeben. Tesla verschaltet mehrere Tausend fingergroße Zellen zu einem Akkupaket, eine Vorgehensweise, die andere Hersteller nicht wagen aufgrund des Aufwandes bei Verdrahtung und Überwachung sowie des Risikos, dass eine problematische Zelle das Gesamtpaket beeinträchtigt; sie setzen auf großformatige Zellen, die speziell hergestellt werden müssen. Mit ca. 350 km Reichweite und seinen Sportwagen-Fahrleistungen zeigte der Tesla die technischen Möglichkeiten auf, man kann von einem Durchbruch sprechen. Teslas Markteintritt gilt als Katalysator für das in der Folge weltweit zunehmende Interesse für Elektroautos, da es mit dem Roadster und der 2012 in den USA eingeführten LimousineModel S und demSupercharger-Ladenetz bislang nicht gekannte Rekorde bezüglich Reichweite, Fahrleistungen und Ladeleistung erzielte.[17]
Ab 2007 kündigten viele etablierte Hersteller Neuentwicklungen an, um die LiIon-Technik auszuloten. Dank Vorsprung in der Akkuproduktion kamen die ersten E-PKW aus Japan. 2009 startete der fünftürige Kleinwagen im japanischen Kei-FormatMitsubishi i-MiEV als erstes modernes Elektroauto in Großserie, zudem das erste mit DC-Schnellladung (CHAdeMO). General Motors führte im Dezember 2010 dasPlug-in-Hybridauto[18][19][20]Chevrolet Volt auf dem US-amerikanischen Markt ein;[21] dessen Deutschland-VarianteOpel Ampera erregte erhebliche Medienresonanz und konnte ca. 40 bis 80 Kilometer rein elektrisch fahren, mit laufendem Verbrennungsmotor ca. 500 km. Ebenfalls 2010 kam der KompaktwagenNissan Leaf auf den Markt, der mit Chademo bedingt reisetauglich und bis 2020 das weltweit meistverkaufte Elektroauto war.[22]
Weitere wichtige Markteinführungen von Elektroautos waren 2012 der KleinstwagenSmart Electric Drive (ED3), die bereits dritte Generation eines E-Smart im Flottenversuch, zudem wurden Antriebsstrang und vollständiger Akku nun von Daimler-Beteiligungen in Deutschland hergestellt. Am Vorgänger ED2 war noch Tesla beteiligt, damit sicherte Daimler den Fortbestand der Kalifornier, die auch bei der elektrischenMercedes B-Klasse mitwirkten. Der Smart war zudem optional mit einem 22-kW-Ladegerät verfügbar, damit konnte der Akku an Drehstrom über Typ2 in 40 Minuten weitere 100 km Reichweite nachladen, womit längere Fahrten möglich wurden.
2013 folgten unter anderemRenault Zoe, ein Kleinwagen, der ebenfalls Drehstrom laden konnte, sogar 43 kW. Es folgtenKia Soul EV aus Südkorea und der kleineVW e-Up. Der ebenfalls 2013 eingeführteBMW i3 erregte Aufsehen nicht nur durch den sportlichen Antrieb, sondern auch durch seine Karbonfahrgastzelle. Somit gab es drei deutsche Modelle mit Akkukapazitäten um 18 kWh für ca. 100 km realer Reichweite, nach Norm (NEFZ, später WLTP) etwas mehr. VW und BMW boten zudem den neuenCCS-Anschluss, der wie bei Chademo undTesla Supercharger eine Schnellladung über Gleichstrom ermöglicht. Die dafür nötige Technik befindet sich ausgelagert in DC-Ladesäulen. Diese waren damals noch selten, wurden jedoch ab 2018 flächendeckend verfügbar, der Ausbau-Vorsprung des Supercharger-Netzes wurde in West-Europa aufgeholt, es stehen viele HPC mit 350 kW zur Verfügung. 2014 erregte dieDeutsche Post AG Aufsehen, weil sie mangels Angebot an elektrischen Lieferwagen selber mit der Fertigung des eigens konstruiertenStreetscooter begann.
Bis zum Jahr 2016 bot nur Tesla im Model S Akkus mit nominal 60 bis 90 kWh Kapazität an, der Rest der Welt blieb deutlich unter 30 kWh. Die Reichweiten der nicht-Tesla blieben unter 200 km, unbefriedigend. Das änderte sich mit der Zoe Z.E.40 mit 41 kWh, undChevrolet Bolt/Opel Ampera-e mit 60 kWh. Tesla legte 2016 beim Facelift für das Model S mit dem P100D die Latte sehr hoch, Akku mit echten 100 kWh, bot zudem mit Allrad und ca. 700 PS eine rekordverdächtig rasante gleichmäßige Beschleunigung bis 100 km/h sowie auf der Viertelmeile die seither praktisch alle durch Schaltgetriebe limitierten Verbrennerboliden distanziert. Tesla stellte 2016 auch das „even more affordable car“ vor, ein Massenprodukt in der Größe von Mercedes C-Klasse und BMW 3er-Serie das von Tesla und Elon Musk seit dem „Masterplan“ von 2006[23] versprochen wurde. Seit Juli 2017 wird dasTesla Model 3 produziert und seit Februar 2019 in Europa ausgeliefert.[24][25] Es ist eines der meistverkauften Elektrofahrzeuge der letzten Jahre.[26]
Im September 2019 stellteVolkswagen auf derIAA das ElektroautoID.3 vor, ein Fahrzeug in Golf-Größe, erstes der MEB-Plattform. Das Unternehmen will bis 2030 die Hälfte seines Modellangebots auf batterieelektrische Autos umgestellt haben und Weltmarktführer in der Elektromobilität werden.[27] Volkswagen war 2021 nach Absatz der zweitgrößte Automobilhersteller der Welt.[28]
Das auf drei Kontinenten produzierteTesla Model Y war im Jahr 2023 das meistverkaufte Automodell weltweit. Damit stand erstmalig ein Elektroauto an der Spitze der meistverkauften Autos weltweit.[29][30] Auch 2024 war das Tesla Model Y erneut das weltweit meistverkaufte Auto.[31]
Video: Vergleich von Autos mit Wasserstoff-, Verbrenner- oder Elektro-Antrieb bei Preis, Reichweite, Ladezeit, Emmision undWirkungsgrad (1:46 min, Stand Oktober 2024)
Ein Warmlaufen zum Erreichen derBetriebstemperatur ist nicht erforderlich. Der Elektromotor im Auto arbeitet daher in der Praxis fast permanent im Optimum seines wirtschaftlichen Betriebsbereichs, was hocheffizient ist.
Gleichzeitig ist ein Elektrofahrzeug dadurch sehr einfach und komfortabel zu bedienen, und auf viele reparaturanfällige oder wartungsintensive Komponenten kann verzichtet werden (sieheReparatur- und Wartungskosten).
Elektroautos bestehen typischerweise aus weniger Teilen und sind bei gleicher Leistung kleiner.
DerWirkungsgrad des Elektromotors ist mit 85–95 % weitaus höher als der eines modernen Verbrennungsmotors, der in Praxis durchschnittlich nur einen Wirkungsgrad von etwa 25 % erreicht.[32] (sieheVerbrauch und Wirkungsgrad). Auch imTeillastbetrieb ist der Wirkungsgrad des Elektromotors hoch. Infolgedessen ist nicht nur der Energieverbrauch für Antriebsleistung viel geringer, sondern Elektromotoren müssen viel weniger gekühlt werden als Verbrennungsmotoren vergleichbarer Leistung. Elektromotoren sind wesentlich leiser als Verbrennungsmotoren, fast vibrationsfrei und emittieren keine schädlichen Abgase. Elektroautos können zwar mit reinem Ökostrom betrieben werden, allerdings ist auch der Betrieb von Verbrennungsmotoren mit Kraftstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen oder mitE-Fuels möglich und daher ist dieUmweltbilanz des Elektromotors gemischt.
Die Anordnung der Komponenten, das sogenannte Platznutzungskonzept, ist bei Elektroautos anders und eher vorteilhaft. Beim Fahrzeugaufbau mit Verbrennungsmotor sind viele Komponenten um den Hauptantrieb herum angeordnet, während beim Elektroauto die Komponenten sehr viel dezentraler montiert werden können. Wesentliche Komponenten unterscheiden sich in ihrem Platzbedarf und ihrer Form: Der Motor und die Kühler sind beispielsweise kleiner, und das Akkusystem kann abhängig vom Fahrzeugkonzept in verschiedenen Bereichen der Karosserie platziert werden. Dadurch ergeben sich auch Vorteile:
Es ist eine strömungsgünstigere Frontpartie dank kleinerer Lufteinlässe für Kühler möglich.[33]
Es gibt mehr Platz für eineCrash-freundliche Ausgestaltung des Vorderwagens (Raum für Verstrebungen und Kontakt-Platten).
Ebenso erlaubt der geringere Platzbedarf einen größeren Lenkeinschlag und damit einen deutlich kleinerenWendekreis. (BeispielŠkoda Enyaq: Der Wendekreis von nur 10,3 Metern ist 1,5 Meter kleiner als der des etwas gleich großenKodiaq und damit vergleichbar mit dem des KleinwagensFabia.)
DerSchwerpunkt kann durch den schweren Akku unter dem Boden deutlich tiefer sein; hieraus ergibt sich ein besseres Fahrverhalten und mehr Sicherheit gegen Überschlag.[34]
Die Elektrifizierung der Servosysteme fürBremsen undLenkung erleichtert es, einen automatischen Betrieb oder Assistenzsysteme zu verwirklichen.[35]
DerRadstand kann bei gleicher Gesamtlänge größer ausfallen; hierdurch entsteht mehr Platz für Passagiere und ein höherer Fahrkomfort.
Antriebsstrang benötigt keine regelmäßige Wartung.
Elektroautos geraten seltener in Brand.
DurchRekuperation kann Bremsenergie zurückgewonnen werden.
Betriebs- und Lebensdauerkosten sind oft geringer.
Es ist umweltfreundlicher als ein vergleichbarer Verbrenner.
Durch die geringereEnergiedichte von Akkumulatoren im Vergleich zu fossilen Kraftstoffen in Tanks ist die Masse von Elektroautos tendenziell höher als jene von herkömmlichen Automobilen. DieReichweite ist mittlerweile (Stand 2024) vergleichbar zu Autos mit Verbrennungsmotor (s.Reichweite).
Die Feinstaub-Bilanz des Elektroautos lässt sich nicht ohne weiteres bewerten, es wirken beim Elektroauto sowohl vorteilhafte als auch nachteilige Faktoren darauf ein. Die Bilanz hängt auch davon ab, ob die Feinstaub-Emission im Fahrzeugbetrieb oder im Gesamtlebenszyklus betrachtet wird. Einzelheiten dazuhier. Weitere Umweltfaktoren, bei denen die Bilanz des Elektroautos im Lebenszyklus bisher noch gemischt oder sogar negativ ausfällt, sindaquatische Eutrophierung und Versauerung.
Die Ladezeiten sind bei den meisten Elektroautos länger als entsprechende Tankvorgänge (s.Ladeleistung und Ladedauer). Es macht auch Sinn, nur auf ca. 80 Prozent zu laden, da zur Schonung der Batterie der Rest wesentlich langsamer geladen wird.[36]
Die Risiken für Sicherheit und Umwelt sind im Falle eines Brandes beim Elektroauto größer, sieheBrandrisiken und Löschmaßnahmen.
Die Akkusysteme von Elektroautos reagieren sensibler auf Außentemperaturschwankungen als Kraftstoffe für Verbrennungsmotoren, sieheTemperaturabhängigkeit von Akkusystemen.
Drehstrom-Elektromotoren benötigen zur Umformung des in der Regel ausAntriebsbatterien bereitgestelltenGleichstroms eineLeistungselektronik, insgesamt ist der bauliche Aufwand eines Elektroautos jedoch erheblich geringer als beim Auto mit Verbrennungsmotor.
Antriebssatz, wie er von PSA verwendet wurde (2007)Motorraum eines Peugeot e208 (Modelljahr 2020)
Elektroautos lassen sich nach ihrem Konstruktionsprinzip unterscheiden:[37]
Neuentwickelte Elektroautos (sog. Purpose Design), bei denen keine konstruktiven Kompromisse bei der Umsetzung eingegangen werden müssen. Diesem technischen Vorteil steht der betriebswirtschaftliche Nachteil des hohen Einmalaufwands für die Neuentwicklung gegenüber, weshalb dieses Konzept hohe Produktionsstückzahlen erfordert. Mittlerweile (Stand 2024) die übliche Vorgehensweise. Beispiele sind u. a. derBMW i3, alleTeslas,Porsche Taycan,VW ID.3,VW ID.4,Mercedes-Benz EQS,Mercedes-Benz EQE.Renault und Nissan stellen Elektroautos der Mittelklasse auf der eigens dafür entwickelten CMF-EV-Plattform her.
Elektroautos als Anpassung konventioneller Autos (sog. Conversion): Früher, als die Stückzahlen noch klein waren, wurden in einem konventionellen Fahrzeug Komponenten des verbrennungsmotorischen Antriebs durch jene des elektrischen Antriebs ersetzt. Das erfordert konstruktive Kompromisse, da E-Motor und Batterie in den vorhandenen Bauraum eingepasst werden. Dem geringen Entwicklungsaufwand stehen hohe Teilekosten für die Sonderanfertigung von Antriebskomponenten gegenüber, weshalb sich dies für niedrige Produktionsstückzahlen eignet. Sowohl der GeländewagenToyota RAV4 EV, die etwa zehntausend französischen Elektroautos seit 1990 vonPSA Peugeot Citroën und Renault der „electric-Serie“ (Saxo, Berlingo, 106, Partner, Clio, Kangoo) als auch dasMitsubishi Electric Vehicle, das 2010 in Europa erschienene, erste in Großserie gefertigte Elektroauto der Welt,[38] (ca. 17.000 Fahrzeuge weltweit pro Jahr;[39] in leicht abgewandelter Form auch von PSA als Citroën C-Zero und Peugeot Ion vermarktet) und derElektro-Smart basieren auf dieser kostengünstigen Entwicklungsmethode. Diese Fahrzeuge benötigen im Alltag etwa 12–20 kWh elektrische Energie für 100 km. Seit Ende 2013 wird derVW e-Up angeboten, seit 2014 derVW e-Golf. Weitere Beispiele sind die im Vorfeld der Entwicklung desBMW i3 eingesetztenMini E undBMW ActiveE.
Elektroautos als Umrüstung von Serienfahrzeugen wieStromos undCitysax ermöglichen kleinen Herstellern die Fertigung von Elektroautos. Dabei wird ein in Serie gefertigter neuer Antriebsstrang eingebaut, oder der Elektromotor wird an das serienmäßige Schaltgetriebe angeflanscht. Fahrleistungen, Reichweite und Verbrauch ähneln jenen aus Anpassungen von konventionellen Serienautos großer Hersteller. Höheren Fertigungskosten durch Kleinserienfertigung stehen flexible Anpassungsmöglichkeiten an Kundenwünsche und die Nutzung von nicht als Elektroversion erhältlichen oder Gebrauchtfahrzeugen als Basis gegenüber.
Elektroautos nutzen einen oder mehrereElektromotoren für Antrieb.Die Elektromotoren können auf verschiedene Arten mit den Rädern mechanisch gekoppelt sein, zumeist über Untersetzungsgetriebe undAntriebswellen, im Rad integriert alsRadnabenmotor oder z. B. bei Umrüstungen auch über das vorhandeneSchaltgetriebe.Elektromotoren sind insgesamt vergleichsweise einfach aufgebaut und besitzen relativ wenige bewegliche Teile.In den meisten Elektroautos wird der Motorwasser- oderluftgekühlt.[40]
Für die Drehstrommaschinen sind verschiedene Bauarten gebräuchlich:
Permanenterregter Synchronmotor
Synchron-Antriebsmaschine eines Volkswagen e-Golf
Der permanentmagneterregteSynchronmotor (PMSM) besitzt einen hohen Wirkungsgrad von über 90 %, ein hohes spezifisches Drehmoment (5 Nm/kg) und eine hohe spezifische Leistung (1 kW/kg). Er ist der am weitesten verbreitete Antrieb für Elektroautos.[41][42] Permanenterregte Synchronmaschinen besitzen keineKohlebürsten, Kollektoren oder Schleifringe für dieKommutierung und Erregung und sind daher verschleiß- und wartungsfrei.[43]
DerWechselrichter für einen permanentmagneterregten Synchronmotor kann in der Regel neben dem Antrieb und derRekuperation zusätzlich zum Laden derAntriebsbatterie per Wechselstrom verwendet werden.[44]
Fremderregter Synchronmotor
Bei fremderregten Synchronmotoren (englischelectrically excited synchronous motor, EESM) wird das Erreger-Magnetfeld statt durch Permanentmagnete durchElektromagnete erzeugt. Hierdurch sinkt der Wirkungsgrad im Vergleich zu permanentmagneterregten Motoren. Auch muss der Erregerstrom in den Läufer mittels Schleifringen übertragen werden. Der Vorteil besteht in der Möglichkeit der Feldschwächung bei hohen Drehzahlen, wodurch die Gegen-EMK sinkt und eine höhere Drehzahl möglich ist. Diese Motoren liefern daher sowohl ein hohes Anfahrmoment als auch einen höheren Drehzahlbereich. Fremderregte Synchronmotoren kommen zum Beispiel im Renault Zoé und im e-Smart zum Einsatz.[42] Um die Vorteile permanenterregter und fremderregter Synchronmotoren zu vereinen, werden Kombinationen aus beiden eingesetzt. Hier verstärkt eine Feldspule das (schwächere) Dauermagnetfeld beim Anfahren.
Asynchronmotor
DerAsynchronmotor mit Kurzschlussläufer bietet einen großen Drehzahlbereich und gleichzeitig hohes Anfahrmoment, wenn ein vektorgesteuerterFrequenzumrichter vorgeschaltet ist. Es kann ein relativ hoher Wirkungsgrad erzielt werden. Asynchronmotoren sind billiger herzustellen als permanenterregte Synchronmotoren und haben im Gegensatz zu diesen kein Bremsmoment, wenn sie leerlaufen, haben einen runden Drehmomentverlauf und neigen weniger zu Pendelschwingungen, haben jedoch einen geringeren Wirkungsgrad als diese. Einige Elektroautos haben eine gemischte Bestückung aus einem Asynchron- und einem Synchronmotor,[45] wie z. B. das aktuelleTesla Model S, wohingegen die früheren Modelle reinen Asynchronantrieb aufwiesen.
Wegen des großen nutzbaren Drehzahlbereiches von Elektromotoren werden bei normalen PkWs keineSchaltgetriebe oder lösbarenKupplungen benötigt, jedoch sind in der RegelUntersetzungsgetriebe eingebaut, um die Drehzahlen kompakter Elektromotoren (typ. max. 6.000…12.000/min) an die Drehzahl von Radachsen (800/min bei 100 km/h, 1400/min bei 180 km/h) anzupassen. Elektromotoren können in beiden Richtungen laufen und benötigen daher auch keinen Rückwärts-Getriebegang. Es sind jedoch unter Last schaltbare Zweiganggetriebe erhältlich, insbesondere für Fahrzeuge mittleren und größeren Gewichts. Bis zu fünf Prozent an Reichweite sollen damit herausgeholt werden können. Solche Zweiganggetriebe sind etwa, wenn der Hersteller unterschiedliche Motorleistungen alternativ für ein Fahrzeugmodell anbietet, in gewissen Auf- und Abstufungen skalierbar.[46][47] Bei mehreren Antriebsmotoren (zum Beispiel je einer für Vorder- und Hinterachse) können die E-Motoren auch für verschiedene Geschwindigkeitsbereiche optimiert werden.[45]
Eine Bauform für den Antrieb ist derRadnabenmotor. Dabei ist der Motor direkt im Rad, in der Regel innerhalb der Felge, untergebracht. Bei dieser Art des Antriebes entfallen dieAntriebsstränge und die Verteilergetriebe hin zu den Rädern, was den Aufbau vereinfacht und Freiheiten für die Gestaltung in der Bodengruppe schafft. Jedoch muss der Bauraum zumeist mit der Bremse geteilt werden und es wird eine höhereungefederte Masse in Kauf genommen. Die Motoren sind außerdem stärker den Umwelteinflüssen ausgesetzt. Radnabenmotoren gibt es oft an Fahrzeugen mit geringen Anforderungen an dieFahrdynamik, zum Beispiel an Elektrofahrrädern, Elektromotorrollern und Nutzfahrzeugen. In Serien-Pkw konnten sie sich bisher nicht etablieren.
Elektromotoren eignen sich im Generatorbetrieb zur Rückwandlung der kinetischen Energie (Bewegungsenergie) in elektrische Energie (Rekuperation). Beim Abbremsen und Bergabfahren wird zwischen 60 % und 65 % der Bremsenergie in den Akkumulator zurückgegeben, die ansonsten über mechanische Bremsen oder die Motorbremse in Verlustwärme umgewandelt würde. Im Langstreckenverkehr ist der Einsparungseffekt geringer als im Stadt- und Kurzstreckenverkehr, da im Verhältnis weniger Bremsvorgänge stattfinden. Bei ausgekühlten Batterien, die noch nicht ihre Betriebstemperatur erreicht haben, funktioniert auch die Rekuperation weniger effektiv.[48]
Bei starkem Bremsen kann die maximale Generatorleistung der Motoren überschritten werden; es kann dann nur ein Teil der Bremsleistung in elektrische Leistung umgesetzt werden. Weitere Verluste entstehen infolge der bei hohen Strömen signifikanten Widerstandsverluste in Generator, Ladeelektronik und Akkumulator.
Mit Rekuperation kann der innerstädtische Energieverbrauch um bis zu 30 % gesenkt werden.[49] Dieser Wert wird auch beiOberleitungsbussen erzielt.
Die Batterielebensdauer wird durch die Rekuperation nicht beeinträchtigt; es ist im Gegenteil aufgrund der Batterieschonung mit einer leichten Verbesserung zu rechnen.[50]
Die Rekuperation hat zur Einführung eines neuen Pedalsystems bei einigen Elektroautos geführt, demOne-Pedal-Driving. Hierbei wird mit demselben Pedal beschleunigt und gebremst.
Hybrid-Elektrofahrzeuge verwenden auchDoppelschicht-Kondensatoren als Energiespeicher, um trotz kleinerer Batterien höhere Leistungen verarbeiten zu können. So können im Stadtverkehr Rückspeisegrade von über 40 % erreichbar sein.[51]
Verbrauch und Wirkungsgrad betrachtet den Energieumsatz innerhalb des Fahrzeugs (zum Beispiel ab Tankstelle beziehungsweise Steckdose –Tank-to-Wheel). Weitergehende Betrachtungen über die Stromerzeugung und eingesetzte Primärenergie (Well-to-Wheel) erfolgt unter dem Oberbegriff Umweltbilanz (siehe AbsatzUmweltbilanz).
Der Verbrauch, um alle Arten von Pkw zu vergleichen, wurde bis August 2017 in Europa nach demNEFZ angegeben. Ein BMW i3 beispielsweise verbraucht danach – je nach Ausstattung – 12,9 oder 13,5 kWh/100 km.[52] Renault gibt für den Zoé einen Normverbrauch von 14,6 kWh/100 km an. Der ADAC ermittelte in einem eigenen Test für den e-Golf einen Durchschnittsverbrauch von 18,2 kWh/100 km.[53] Tesla gibt für sein Model S einen Durchschnittsverbrauch nach derECE-Norm-R-101-Norm für Hybridfahrzeuge von 18,1 kWh/100 km an.[54] Die Normwerte unterliegen den gleichen Abweichungen gegenüber realen Verbräuchen, wie auch bei Verbrennungskraftfahrzeugen.
In Europa wurde mit dem 1. September 2017 das neue TestverfahrenWLTC/WLTP für die Typprüfung neuer Modelle und neuer Motorvarianten und ab 1. September 2018 für neu zugelassene Fahrzeuge verbindlich eingeführt.
Über den Gesamtwirkungsgrad eines Automobils entscheidet die Effizienz der im Fahrzeug erfolgten Energieumwandlungen und die Effizienz der Übertragung der mechanischen Energie bis zur Straße. Elektromotoren haben sehr viel höhere Wirkungsgrade als Verbrennungsmotoren, die Technik zum Laden und Fahren hat Gesamtwirkungsgrade von 62–65 %.[55] DasSchaltgetriebe kann entfallen. Leerlaufverluste entfallen ebenfalls. Damit erreichen Elektroautos einen viel höheren Wirkungsgrad als Autos mit Verbrennungsmotor. Die Rekuperation ermöglicht die Rückführung der bei Verbrennerfahrzeugen in Hitze umgewandelten Bremsenergie in den Akku, was sich besonders im Stadtverkehr und auf Bergstrecken positiv auf den Gesamtwirkungsgrad auswirkt.
Der Wirkungsgrad von Ottomotoren beträgt 20 %, der von Pkw-Dieselmotoren 45 %, da der größte Teil der im Kraftstoff gebundenen Energie durch die Verbrennung in Wärme umgewandelt wird, und nur ein kleiner Teil für den Antrieb genutzt werden kann.[55] Im praktischen Betrieb wird der beste Wirkungsgrad jedoch nur selten erreicht und es entstehen weitere Verluste durch mehrstufige Getriebe im Antriebsstrang. Deshalb wird bei einem Verbrennungsfahrzeug im Durchschnitt weniger als 25 % der Energie des Kraftstoffes in Bewegungsenergie umgewandelt.[56] Diese Eigenschaft wirkt sich insbesondere im Teillastbetrieb aus, bei dem der Wirkungsgrad von Verbrennungsmotoren stark abfällt. Hier ist der Wirkungsgradunterschied im Vergleich zum Elektroantrieb besonders hoch. Da Automobile im Stadtverkehr fast immer imTeillastbetrieb fahren, ist der Elektroantrieb hier nochmals deutlich effizienter. Auch verbraucht ein Elektromotor im Gegensatz zum Verbrennungsmotor im Leerlauf und bei Stillstand keine Energie. Demgegenüber erfordern Elektroautos eine Heizung bei kalter Witterung, die direkt aus dem Akkumulator stammt. In einer Simulation wurde hierfür ein Leistungsbedarf von ca. 4 kW ermittelt.[57] Hingegen liefert ein Verbrennungsmotor stets mehr Abwärme, als zum Heizen der Fahrzeugkabine benötigt wird. Die Kühlung (Klimaanlage) ist hingegen beim Elektroauto effizienter als beim Auto mit Verbrennungsmotor, denn dieKältemaschine wird elektrisch betrieben und die Antriebsenergie muss nicht an Bord mit einem Verbrennungsmotor erzeugt werden.
NachValentin Crastan hat ein Benzinfahrzeug einen durchschnittlichen Tank-to-Wheel-Wirkungsgrad von 20 %, womit bei einem Verbrauch von 6 Litern pro 100 km 52,6 kWh Energie aufgewendet werden müssen; die mechanische Nutzenergie beträgt dabei 10,5 kWh. Ein Elektrofahrzeug weist dagegen einen Wirkungsgrad von ca. 65 % auf, was einen Energiebedarf von 16 kWh/100 km ergibt.[58] Andere Quellen geben etwa 70 bis 80 % an.[59][60]
Zentraler Punkt in der Entwicklung von Elektroautos ist derEnergiespeicher. Da ein Automobil, mit Ausnahme von Oberleitungsfahrzeugen wie O-Bussen, während der Fahrt normalerweise nicht mit dem Stromnetz verbunden ist, werden Energiespeicher mit hoher Leistungs- und Energiedichte benötigt. Die Antriebsbatterie wird im Wesentlichen bei Stillstand des Fahrzeugs durch eine externe Stromversorgung aufgeladen.
Elektroautos, die ausschließlich bei Stillstand des Fahrzeugs geladen werden, können Reichweiten erzielen, die denen von verbrennungsmotorisch angetriebenen Autos ebenbürtig sind (sieheAbschnitt „Reichweite“). Der seit 2021 angeboteneMercedes-Benz EQS verfügt sogar über eine Reichweite von bis zu 821 km nachWLTP. DerNio ET7 hat einen Akku mit 150 kWh und eine Reichweite von 1000 km. Elektro-Kleinwagen mit einer Reichweite um 300 km haben Antriebsbatterien mit ca. 40 kWh (Beispiel:Fiat 500,Mini J01). Elektroauto-Akkus wiegen abhängig vom konkreten Modell üblicherweise zwischen 300 und 750 Kilogramm.[61] Viele Elektroautos können ihre Akkus an Schnellladestationen innerhalb von 30 Minuten zu 80 Prozent aufladen.[62][63][64][65] (siehe AbschnittLadeleistung und Ladedauer)
DiePreise für Akkumulatoren sind der Hauptfaktor für die Fahrzeugkosten.[66] Experten rechneten 2019 für die nächsten 10 Jahre mit deutlich fallenden Kosten für Antriebsbatterien.[67] Die erfolgte Entwicklung der Akkutechnik brachte auch stetig sinkende Preise mit sich und führt zusammen mit anderen bahnbrechenden Entwicklungen am Markt (z. B.Natrium-Ionen-Akkumulator) zu einer Dynamisierung der Elektroauto-Entwicklung auf Seiten der Hersteller.[68] Alleine zwischen 2013 und 2024 sanken die Batteriekosten um etwa 90 %, von ca. 500 bis 700 Euro/kWh auf ca. 50 bis 80 Euro/kWh Ende 2024.[69]
Bloomberg New Energy hatte im Juli 2024 eine Studie veröffentlicht, nach der die Preise fürLithium-Eisen-Phosphat-Akkumulatoren in China innerhalb der vergangenen 12 Monate um 51 Prozent auf 53 USD pro kWh gefallen waren. Ein Jahr davor lag der Preis noch bei 95 USD pro kWh. Dadurch seien nun 2/3 der Elektroautos in China, dem weltweit größten Automarkt, günstiger als vergleichbare Autos mit Verbrennungsmotor.[1]
Mit Stand 2023 sind auch erste E-Auto-Modelle mitNatrium-Ionen-Akkumulatoren erhältlich (z. B.BYD Seagull,JAC E10X undEV3 von JMEV). Diese Akku-Art erreicht nicht die Energiedichte eines hochwertigen Lithium-Ionen-Akkus, weist gegenüber diesen jedoch mehrere Vorteile auf. Unter anderem sind sie aufgrund der Nutzung von Allerweltsmaterialien wieNatrium stattLithium deutlich günstiger, benötigen keinKobalt oderNickel, sind weniger anfällig für Überhitzung und halten länger. Als Vorteilhaft werden solche Akkus vor allem dort gesehen, wo es eher auf niedrige Kosten als auf hohe Energiedichte und niedriges Gewicht ankommt, beispielsweise günstige E-Autos für den Kurzstreckenverkehr, die keine große Reichweite benötigen.[70]
In der Vergangenheit nutzten die meisten Elektroautos Akkumulatortypen wieBlei- oderNickel-Cadmium-Akkus, die lediglich für einen Betrieb von etwa einer Stunde mit Höchstgeschwindigkeit reichten oder mit denen mit einer Ladung 40 bis 130 Kilometer zurückgelegt werden konnten. Bleiakkumulatoren, besonders wenn sie auf hohe Zyklenfestigkeit ausgelegt sind, haben eine geringe Energiedichte – sie sind sehr schwer für den gebotenen Energieinhalt. Auch begrenzt die häufig geringere Zyklenfestigkeit und Lebensdauer ihren Einsatz, sodass sie bei neueren Entwicklungen praktisch nicht mehr eingesetzt werden. Sie werden nach wie vor in kleineren Elektrofahrzeugen und in der Industrie verwendet, etwa inFlurfördergeräten (Gabelstapler).
Bei NiCd-, NiMH- und Bleiakkusätzen müssen nur Teilblöcke aus mehreren Zellen überwacht werden. Lithium-Akkumulatoren brauchen komplexe elektronischeBatteriemanagementsysteme (BMS), Schutzschaltungen undBalancer, weil sie bei Überladung und Tiefentladung schnell ausfallen. Damit beim Defekt einer einzelnen Zelle nicht das gesamte Akkusystem erneuert werden muss, kann dieses für den Einzelzellentausch ausgelegt sein.
Es gab ab 2008 Versuche,Doppelschicht-Kondensatoren (Superkondensatoren) und Akkumulatoren zu kombinieren. Der Doppelschicht-Kondensator übernimmt hierbei die Spitzenlast, um mit ihrer hohen spezifischen Leistung schnell verfügbare Energie zu speichern, um Batterien innerhalb sicherer Widerstandserwärmungsgrenzen zu halten und die Batterielebensdauer zu verlängern.[71][72]
Der Energieinhalt einerAntriebsbatterie wird heute praktisch ausschließlich inKilo-Wattstunden (kWh) angegeben. Es lassen sich zwei gegenläufige Strategien für die Akkumulatorengröße ausmachen:
Nio ET7 150 kWh Akku, 1000 km ReichweiteFiat Topolino 5,5 kWh Akku, 75 km Reichweite
Steigerung der Akkumulatorengröße: Dadurch wird eine sehr große Reichweite ohne Zwischenaufladung möglich und die Lebensdauer der Batterie verlängert sich. Der Akku wird sowohl hinsichtlich Kapazität (Entladetiefe) als auch hinsichtlich maximaler Leistungsentnahme möglicherweise weniger belastet und kann Zyklenzahlen erreichen, die die Lebensdauer des gesamten Fahrzeugs weit übertreffen. Hingegen steigen Fahrzeugmasse und Investitionskosten stark an. Große Akkus für Elektroautos speichern 2024 eine Energie bis zu 150 kWh, was bei einem Fahrzeug-Verbrauch von 15 kWh bis 25 kWh pro 100 km für bis 1000 km Reichweite ausreicht. Beispiele sindNio ET7,Nio ES8,Mercedes-Benz EQS,Tesla Model S,Tesla Model X,Audi e-tron,IM L6. Dagegen habenBatteriebusse auch Akkus mit mehr als 600 kWh, um so Reichweiten von etwa 600 km zu erreichen.[73]
Allen Akkusystemen ist gemein, dass sich bei tieferen Temperaturen (unterhalb ca. 10 °C) die Leistungsabgabe verringert, da die Beweglichkeit der Ladungsträger abnimmt. Einige Akkumulatorensysteme (NiMh, Lithium-Polymer) können unterhalb von ca. −20 °C einfrieren. Die entnehmbare Kapazität wird von der Temperatur jedoch kaum beeinflusst, wenn die geringere Strombelastbarkeit technisch berücksichtigt wird, indem das BMS die Leistungsabgabe und den Motorstrom begrenzt. Durch die inneren Verluste erwärmt sich die Antriebsbatterie im Betrieb. Hohe Temperaturen hingegen (oberhalb ca. 30 °C) begünstigen durch die Beweglichkeit der Ladungsträger zwar die Leistungsabgabe, sind aber ungünstig für die inneren Verluste und die kalendarische Alterung. Um derartige Einschränkungen zu vermeiden, temperieren einige Hersteller ihre Akkusysteme. Dies kann eine Heizung für kalte Jahreszeiten beinhalten, aber auch eine Kühlung. Oft kommen elektrische Heizmatten undLuftkühlungen zum Einsatz. Einige Hersteller nutzen auch Flüssigkeiten als Heiz- und Kühlmedium.[74]
Eine Ausnahme sind Hochtemperatursysteme (zum BeispielZebra-Batterie), die zwar von äußeren Temperaturen unabhängig sind, jedoch zusätzlich Energie für ihre Temperaturerhaltung benötigen.
Hotzenblitz-Antriebsbatterie (180 V) aus 56 einzelnen ZellenThunder Sky LPF60AH, Batteriemanagementsystem-Modul für jede Einzelzelle und Busverkabelung
Grundsätzlich werden bei der Alterung zwei verschiedene Aspekte unterschieden. Die kalendarische Alterung beschreibt dieKapazitätsabnahme (Degradation) auch ohne Nutzung, beschleunigt oft durch ungünstige Temperaturen. Die Zyklenhaltbarkeit hingegen ist abhängig von der Anzahl der Lade- und Entladezyklen bis zum Eintreten einer definierten Kapazitätsverringerung gegenüber der Ausgangskapazität. AuchLadeverfahren und Ladestromstärken und natürlich der Akkutyp selbst sind Einflussgrößen.
Mit Stand 2019 erreichen Batteriepacks von E-Autos mindestens 1500 bis 3000 Ladezyklen, bis die Ladekapazität auf 80 % abgefallen ist. Damit kommt ein E-Auto mit 450 km Reichweite selbst unter konservativen Annahmen mindestens 450.000 km weit, bis die Batterie getauscht werden muss, im optimistischen Fall sind sogar 1,35 Mio. km möglich. Eine weitere Erhöhung der Zyklenzahl wird erwartet.[75] AktuelleLithium-Ionen-Akkumulatoren sind schnellladefähig ausgelegt. Dabei ist eine Aufladung mit Ladeströmen über 1 C gemeint, was Ladezeiten von weniger als einer Stunde erlaubt (sieheLaderate).
Lithium-Eisenphosphat-Akkumulatoren erreichen nach Herstellerangaben mehr als 5000 Zyklen bei jeweiligerEntladetiefe von 70 %.[76] Bei 300 Ladezyklen pro Jahr, also etwa ein Ladevorgang pro Tag, liegt dies in der Größenordnung, die für ein durchschnittliches Autoleben ausreicht, zumal selten die volle Kapazität ausgenutzt wird und flache Ladezyklen allgemein zu einer längeren Lebensdauer führen. Diese Batterietypen wurden vor allem in China subventioniert und eingesetzt. Aufgrund der höheren spezifischen Energiedichte werden jedoch eher NMC-Akkus (Lithium-Nickel-Mangan-Cobaltoxid) eingesetzt, die nicht die hohe Zyklenfestigkeit aufweisen.[77]
Eine Studie aus dem Jahr 2013 vonPlug in America unter 126 Fahrern desTesla Roadsters (entspricht etwa 5 % der verkauften Fahrzeuge) bezüglich der Lebensdauer der Akkus ergab, dass nach 100.000 Meilen = 160.000 km bei den Akkus noch eine Restkapazität von 80 bis 85 Prozent vorhanden war.[78][79] Der geringe Verschleiß wird unter anderem auf die Temperaturregulation zwischen 18 °C und 25 °C sowie auf den standardmäßig flachen Ladezyklus (zwischen 90 % und 10 % anstatt der vollen 100 % und 0 %) zurückgeführt. Aus den USA sind Autos der Marke Tesla bekannt, die bereits 800.000 km zurückgelegt haben.[80]
Bezüglich der Akku-Haltbarkeit geben viele Hersteller eine Garantie, die typischerweise eine Restkapazität von mindestens 70 % des Nennwerts für acht Jahre und eine Laufleistung von 160.000 km zusichert.[81] Es gibt auch Hersteller, die auf den Akku Garantien für 8 Jahre ohne Kilometerbegrenzung (Tesla[82]) oder 1.000.000 km bzw. 10 Jahre (Lexus[83]) abgeben. Bei Mietakkus trägt der Fahrzeugbesitzer kein Risiko eines defekten Akkus, dafür aber monatliche Kosten.
Akkus sind auch bei einer Laufleistung von 300.000 km meist noch alltagstauglich. Nach Studien verlieren die Akkus von Elektroautos pro Jahr etwa 1,8 Prozent ihrer Kapazität, wodurch Laufzeiten von mehr als 15 Jahren möglich sind.[84][85] Im Vergleich beträgt in Deutschland die durchschnittliche Lebensdauer von Verbrennern 12 Jahre. Bei Akkus liegt die Kapazität nach 100.000 km bei über 90 Prozent und verschlechtert sich danach kaum noch. Durch neuere Zellchemie werden diese Werte ständig verbessert. Jedoch kann häufiges Schnellladen und starkes Beschleunigen die Werte der Akkus verschlechtern. Ebenso sollten lange Standzeiten mit vollem Akku und Tiefentladungen vermieden werden.[86]
Für die Akkumulatoren werden elektronische Schaltungen, sog.Batteriemanagementsysteme (BMS), verwendet, die die „Lade- und Entladesteuerung, Temperaturüberwachung, Reichweitenabschätzung und Diagnose“[87] übernehmen. Die Haltbarkeit hängt wesentlich von den Einsatzbedingungen und der Einhaltung der Betriebsgrenzen ab. Batteriemanagementsysteme inklusive Temperaturmanagement verhindern die schädliche und eventuell sicherheitskritische Überladung oderTiefentladung der Akkuzellen und kritische Temperaturzustände. Im Idealfall ermöglichen hochwertige BMS die Überwachung jeder einzelnen Zelle und erlauben es zu reagieren, bevor es zu einem Ausfall oder einer Schädigung der Zelle oder des gesamten Batteriemodules kommt. Statusinformation können für Diagnose- und Wartungszwecke auch abgespeichert und ausgelesen werden.
Da die Antriebsbatterie einehohe Spannung nutzt, ist sie nicht zur Versorgung der Steuergeräte und Servoantriebe mit kleiner Leistungsaufnahme geeignet. Deshalb haben die meisten Elektroautos außer der Antriebsbatterie noch eine kleine herkömmlicheAutobatterie, meist eine 12-Volt-Bleibatterie. Diese wird über die Antriebsbatterie geladen und versorgt dasBordnetz. Die Autobatterie versorgt außerdem dasBatteriemanagementsystem der Antriebsbatterie und ist deshalb zum Starten des Fahrzeugs notwendig.[88]
WLTP-Reichweiten einiger in Deutschland verbreiteter Elektroautos
Die Reichweite pro Akkuladung eines Elektroautos hängt hauptsächlich von derBatteriekapazität, der Geschwindigkeit, der individuellen Fahrweise und von den Wetterbedingungen ab.Daher kann die tatsächliche Reichweite im Praxisbetriebdurch die individuellen Faktoren wie Strecke und Fahrweise sowie die jeweils vorliegende Außentemperatur deutlich von den durchschnittlichen Herstellerangaben abweichen, wie dies auch bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor der Fall ist.Die Reichweite nach dem international genormten TestverfahrenWLTP befindet sich je nach Fahrzeugtyp meist im Bereich von 100 km (Mitsubishi i-MiEV aus dem Jahr 2009) bis zu 821 km (Mercedes-Benz EQS aus dem Jahr 2024). DerNio ET7 hat einen Akku mit 150 kWh und eine Reichweite von 1000 km.
In der Anfangszeit waren bei Elektroautos die Reichweiten klein und die Ladezeiten lang. In den 1990er prägte sich der Begriff derReichweitenangst. Heutige (Stand 2024) Elektroautos haben mit Verbrennerfahrzeugen vergleichbare Reichweiten (sieheReichweite). Auch sind Ladezeiten mittlerweile auf bis zu 10 Minuten gesunken (sieheLadezeiten). Zudem werden öffentliche Ladestationen ständig weiter ausgebaut (sieheöffentliche Ladestationen). Problematisch sind weiterhin die Ladezeit und die Reichweite bei kleineren und älteren Elektroautos.
Grundsätzlich gilt, dass die Batteriekapazität von Elektroautos für den Großteil aller Fahrten groß genug ist und nur wenige Fahrten wie zum Beispiel die Fahrt in denUrlaub etwa die Nutzung von Schnellladestationen, Akkutausch oder die Nutzung von Carsharing-Angeboten erforderlich machen. So kam eine 2016 erschienene Studie zu dem Ergebnis, dass die Reichweite damals üblicher Elektroautos wie demFord Focus Electric oder demNissan Leaf für 87 % aller Fahrten ausreichend ist.[89] Allerdings sind die Reichweiten stark schwankend, in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des E-Fahrzeuges, Außentemperatur, besonders die Nutzung von Heizung und Klimaanlage führen zu einer bedeutenden Senkung der Aktionsradien.[90][91]
Um die Reichweiten trotzdem weiter zu steigern, werden mitunter Zusatzgeräte zur Erzeugung von elektrischem Strom im oder am Fahrzeug, sogenannte „Reichweitenverlängerer“ (Range Extender), eingesetzt.
Hybridbetrieb: Im einfachsten Fall wird dabei ein kraftstoffbetriebenesStromerzeugungsaggregat im Fahrzeug mitgeführt. Mit diesem Prinzip arbeitet auch derserielle Hybridantrieb, jedoch mit fest installiertem und in die Steuertechnik integriertem Stromerzeuger. Wenn der Akkumulator auch direkt am Stromnetz aufgeladen werden kann, wird diese Fahrzeuggattung alsPlug-in-Hybrid bezeichnet. Sie wird als Übergangsform zwischen verbrennungsmotorgetriebenem und Elektrofahrzeug gesehen. Die Kombination von Elektroantrieb mit Akkumulator und Verbrennungsmotor mit Generator erlaubt eine große, von Aufladepunkten unabhängige Reichweite. Bei der Betriebsweise mit Kraftstoff kommen jedoch die derElektromobilität zugrunde liegende Konzepte nicht zum Tragen. Lösungsansätze, um den Verbrennungsmotor nur bei Bedarf mitzuführen, gab es zum Beispiel vonMindset oderAC Propulsion. Sie setzten beide auf Generatoren, die bei Bedarf in oder an das Elektroauto angebaut wurden, konnten sich jedoch nicht durchsetzen. Ein anderes Beispiel ist der BMW i3 mit werksseitig angebotener Zusatzausstattung „Rex“, wobei dort der Akku nicht gezielt aufgeladen, sondern nur erhalten wird und somit die Charakteristik des Elektroautos gewahrt werden soll.
Brennstoffzelle: Als Alternative zu Benzin- oder Dieselgeneratoren werden auchBrennstoffzellen gesehen. Bei ihrem Einsatz wird zusätzliche Energie in Form von Wasserstoff oder niedermolekularenAlkoholen (Methanol,Ethanol) oderAmmoniak mitgeführt und im Fahrzeug in Elektrizität umgewandelt. Dem Einsatz dieser Technik stehen gegenwärtig aber die Nachteile der Brennstoffzelle wie geringe Lebensdauer, hohe Kosten, fehlendes Tankstellennetz und geringer Wirkungsgrad bei der Kraftstoffherstellung und Wandlung im Fahrzeug entgegen (siehe auchBrennstoffzellenfahrzeug).
Solarzellen: Besonders beiNiedrigenergiefahrzeugen kann auch über in das Fahrzeug integrierteSolarzellen (VIPV, vonenglischvehicle-integrated photovoltaics‚fahrzeugintegrierte Photovoltaik‘) die Reichweite vergrößert werden. Die FahrzeugeSono Sion undLightyear 0 warben mit zusätzlicher Reichweite, bevor die Projekte eingestellt wurden. Nach Berechnungen desFraunhofer-Instituts für solare Energiesysteme (ISE) könnten Elektrofahrzeuge mit einem mit Solarzellen belegten Dach unter guten Bedingungen (durchschnittlicher Solarertrag inFreiburg, keine Abschattung, 100 % Wandlerwirkungsgrad) zwischen ca. 1900 und 3400 km zusätzliche Reichweite pro Jahr generieren.[92] VIPV wird wegen des oft geringen Beitrags der Solarzellen zur Reichweite sowie des hohen Aufwands zur Fertigung und Integration bisher nur in wenigen Serienfahrzeugen angeboten (z. B.Hyundai Ioniq 5).
Tretantrieb: Ein zusätzlicher Pedalantrieb bei Leichtfahrzeugen kann einen reinen Elektroantrieb ebenfalls unterstützen, dies wurde beispielsweise beimTwike umgesetzt.
Der ADAC hat im Juli 2024 eine Studie veröffentlicht, in der 80 Elektroautos auf ihre Langstreckentauglichkeit geprüft wurden. Dabei definierte der ADAC die Langstreckentauglichkeit als eine Kombination aus Reichweite und Ladezeit. Die Prüfung fand rechnerisch aus früheren Messdaten statt. Für die Prüfung wurde der Akku eines Elektroautos voll geladen, dann das Auto gefahren, bis der Akku ein Ladestand von 10 Prozent hatte. Danach wurde der Akku 20 Minuten geladen, um dann den Akku des Elektroautos nochmals leer zu fahren. Die erzielten beiden Reichweiten wurden zusammengerechnet und somit eine Gesamtreichweite ermittelt. Dreizehn der 80 Elektroautos bewertete der ADAC als voll langstreckentauglich mit einer Gesamtreichweite von mehr als 750 km. DerHyundai Ioniq 6 wurde Testsieger mit einer Gesamtreichweite von 931 km.[93]
Elektroantriebe geben wegen ihres hohen Wirkungsgrades im Betrieb nur wenig und im Stand gar keine Verlustwärme an die Umgebung ab. Um das Auto bei geringen Außentemperaturen beheizen oder die Scheiben entfrosten zu können, sind daher Heizungen notwendig. Durch den geringen Energieverbrauch des Antriebs fallen zusätzliche Energieverbraucher jedoch sehr viel stärker ins Gewicht und beanspruchen einen Teil der im Akku gespeicherten Energie, was sich speziell im Winter gemeinsam mit weiteren jahreszeitlich bedingten Effekten stark auf die Reichweite auswirkt. Eine einfache, aber sehr energieintensive Form sind elektrischeHeizregister, die in die Lüftung eingebaut werden können. Mittlerweile werden daher teilweise die energieeffizienterenWärmepumpen[94] eingesetzt. Sie lassen sich im Sommer auch alsKlimaanlage zur Kühlung nutzen.Sitzheizungen undbeheizte Scheiben bringen die Wärme direkt an die zu wärmenden Stellen und reduzieren so ebenfalls den Heizwärmebedarf für den Innenraum. Elektroautos verbringen die Standzeiten oft an Ladestationen. Dort kann das Fahrzeug vor Fahrtbeginn vortemperiert werden, ohne den Akku zu belasten, wie bei einer elektrischenStandheizung. Unterwegs wird dann deutlich weniger Energie für das Heizen oder Kühlen benötigt. Elektroautos sind im Stau bei sommerlicher Hitze deutlich effizienter und damit umweltfreundlicher als Autos mit Verbrennungsmotor.[95]
Elektroautos gelten in Bezug auf den Insassenschutz als mindestens so sicher wie Verbrennerfahrzeuge – abhängig vom jeweiligen Modell. InCrashtests erzielten sie bisher (2021) sowohl nachEuro NCAP als auchUS NCAP häufig Bestnoten.[96][97] Beispielsweise erhielt 2022 dasTesla Model Y die bisher höchste vergebene Gesamtwertung vom Euro NCAP,[98] wohingegen 2021 dieRenault Zoe beim Euro NCAP keinen Stern bekam.[99]
Konstruktive Maßnahmen zum Schutz von Fußgängern, Radfahrern und anderen Verkehrsteilnehmern lassen sich mit einem Elektroauto ebenso gut realisieren wie mit anderen Autos. So konnte unter anderem in einer wissenschaftlichen Studie die kursierende Annahme statistisch widerlegt werden, dass sich gegenüber Fußgängern aufgrund der geringeren Geräuschentwicklung ein höheres Unfallpotenzial beziehungsweise aufgrund der höheren Fahrzeugmasse und damit kinetischen Energie ein höheres Schadenspotenzial ergibt.[100]
Statistische Daten lassen darauf schließen, dass E-Autos deutlich seltenerbrennen als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor.[101][102][103] Einzelfälle brennender Elektroautos erzielen derzeit hohe mediale Aufmerksamkeit, sind jedoch angesichts von insgesamt jährlich ca. 15.000 Fahrzeugbränden allein in Deutschland[104] kein Hinweis auf eine besondere Brandgefahr.[105][102] Auch das Laden der Fahrzeuge in Parkhäusern und Tiefgaragen stellt bei sachgemäßer Elektroinstallation keinen zusätzlichen Risikofaktor dar.[105][106][107] Es ist jedoch angesichts des überwiegend noch jungen Fahrzeugbestandes unklar, ob Brandfälle bei Elektroautos mit zunehmendem Fahrzeugalter häufiger werden, wie es bei Verbrennerfahrzeugen der Fall ist.[107] Bisherige Untersuchungen lassen jedoch vermuten, dass die Wahrscheinlichkeit einer Selbstentzündung des Akkus mit der Zeit signifikant abnimmt.[108]
DieBrandlast eines brennenden Autos wird vor allem vom Interieur bestimmt und ist bei einem Batteriefahrzeug ähnlich hoch wie bei einem Verbrennerfahrzeug.[105][109][110]
Vorführung der Bergung eines Elektroautos in einem Quarantänesystem
Allerdings stellt der Umgang mit brennenden ElektroautosPannendienste und Feuerwehren vor neue Herausforderungen. Wissenschaft und Unfallversicherer haben Pläne entwickelt, mit diesen Herausforderungen umzugehen.[111][112]
Ein Lithium-Ionen-Akkumulator – welcher z. B. bei einem Unfall beschädigt wurde – kann eine schleichende chemische Reaktion in Gang setzen, durch die ein Batteriebrand eventuell erst mit Verzögerung ausbrechen kann.[115][105] Das zum Schutz davor gelegentlich propagierte und auch bereits in Einzelfällen durchgeführte Eintauchen des Fahrzeugunterbodens oder des ganzen Fahrzeugs in ein Container-Wasserbad wird von den deutschen Feuerwehren und derDGUV nicht oder nur in gut begründeten Ausnahmefällen empfohlen.[105][112][116] Stattdessen sollte das Fahrzeug für einige Tage an einem ungefährlichen Platz abgestellt werden. Von einigen Feuerwehren und Abschleppdiensten wurden feuersichere Container für den Abtransport angeschafft.[117] Alternativ werden spezielle Löschdecken oder Kühlsäcke (Quarantänesystem) angeboten, die an der Einsatzstelle für eine Brandeindämmung sorgen und so die notwendige Löschwassermenge stark reduzieren können.[118][119][120][121] Auch extra für brennende Elektroautos entwickelte Löschlanzen sollen die Effizienz beim Löschen von Elektroautos erhöhen.[120]
Wenn Löschwasser und Kühlwasser mit dem Batterieinneren in Kontakt treten, werden diese besonders stark belastet und bedürfen einer speziellen Aufbereitung, bevor diese in die Kanalisation gelangen.[122]
Es besteht für Rettungskräfte die Gefahr von Stromschlägen durch den Kontakt mit Hochvoltkomponenten, die aber von der DGUV als „konstruktionsbedingt unwahrscheinlich“ angesehen wird.[112] Als Lösung wurden zum Beispiel in Baden-Württemberg spezielle Hochspannungs-Schutzhandschuhe für Einsatzkräfte beschafft.[123]
Wie bei allen Fahrzeugbränden besteht auch bei Elektroautos eine Gesundheitsgefahr durch austretendeAtemgifte.[105][112] Ob diese Atemgifte bei Elektroautos eine höhere Toxizität aufweisen, ist noch nicht erforscht.[105] Generell sind bei allen Fahrzeugbränden unabhängig von der AntriebsartAtemschutzgeräte empfohlen oder vorgeschrieben.
Einige typische Herausforderungen beim Brand von Verbrennerfahrzeugen fallen hingegen bei Elektroautos geringer aus oder entfallen ganz:[124]
So kommt es bei Bränden von Batterien in Elektroautos zu vergleichsweise geringerRauchbildung.
Einige Umrüster bieten den Umbau von Verbrennungsmotorantrieben zu Elektroantrieben an. Häufig wird nur der Verbrennungsmotor gegen einen Elektromotor getauscht und das Schaltgetriebe im Fahrzeug belassen. Dies ist weniger technisch unbedingt notwendig, sondern hat zumeist zulassungsrechtliche Gründe. Wird das Getriebe ebenfalls getauscht, so muss das gesamte Fahrzeug neu zugelassen werden, was erheblichen Aufwand nach sich zieht und für geringe Stückzahlen nicht wirtschaftlich ist. In Deutschland beschäftigen sich beispielsweiseCitysax und dieGerman E-Cars mit Umrüstungen oder der Nutzung von Serienfahrzeugen als Basismodell. Ebenso existiert eineOpen-Hardware- beziehungsweiseDIY-Community zur anteiligen Umrüstung alsHobby.[125][126]
Angesichts der vorangehend angedeuteten konstruktiven Randbedingungen ist die Umrüstung eines herkömmlichen Automobils zum Elektroauto jedoch im HinblickWirtschaftlichkeit (Umbaukosten) nur bedingt abhängig von weiteren Umständen (Ladeinfrastruktur, Fahrzeugverfügbarkeit etc.) sinnvoll. Die Nutzung von Gebrauchtfahrzeugen kann die Kosten deutlich senken.
Durch einheitliche Vorschriften soll die internationale Wettbewerbsfähigkeit und damit auch die Wirtschaftlichkeit und Verbreitung von Elektrofahrzeugen erhöht werden. Die EU, die USA und Japan haben daher ihre Pläne für eine internationale Übereinkunft am 17. November 2011 in Brüssel vorgestellt und wollen nun auch andere Länder für das Projekt gewinnen. Konkret sollen zwei informelle Arbeitsgruppen für Elektrofahrzeuge im Rahmen des Übereinkommens über globale technische Regelungen von 1998 eingerichtet werden, die sich jeweils mit Sicherheits- und Umweltaspekten der Fahrzeuge befassen und internationale Regelungsansätze austauschen und ausarbeiten sollen.[127][128]
Das Laden der Antriebsbatterie erfolgt bei europäischen Elektroautos typischerweise über denTyp-2-Stecker und beim Schnellladen per Gleichstromladen über denCCS-Stecker.
Der Typ-2-Stecker („Mennekes“-Stecker) wird in Europa beiWandladestationen und öffentlichen Wechselstrom-Ladestation genutzt und unterstützt das Laden von bis zu 43 kW.[130] Viele Elektroautomodelle unterstützten die Ladung per Wechselstrom aber nur mit 7,4 kW, 11 kW oder 22 kW.[131] Der Typ-2-Stecker passt in die CCS-Buchse von europäischen Autos.
Der CCS-Stecker (Combo 2) erweitert den Typ-2-Stecker um zwei große leistungsfähige Steckkontakte für Gleichstrom. Es wird an Schnellladestationen genutzt und ermöglicht derzeit eine Ladeleistung von bis zu 350 kW (Stand März 2023).[132][133]
Alternativ sind weitere Möglichkeiten gebräuchlich:[134]
An 230-Volt-Steckdosen kann mithilfe einerIn-Kabel-Kontrollbox (ICCB) geladen werden. EineSchuko-Haushaltssteckdose mit einer Absicherung von 10 A erlaubt die Übertragung von etwa 2,3 kW, was zu einer relativ langen Ladezeit führt. Der einphasigeblaue CEE-Cara „Campingstecker“ ist dauerhaft mit 16 A belastbar, somit kann mit 3,7 kW geladen werden. An einemCEE-Drehstromanschlus kann aufgrund der höheren Stromstärke (z. B. 32 Ampere) und bis zu drei Phasen deutlich schneller geladen werden, sofern es vom Ladegerät im Fahrzeug (Onboard-Lader) unterstützt wird. Bei einer Absicherung von 16 A und einem Dreiphasenlader kann etwa 11 kW übertragen werden, bei 32 A etwa 22 kW.
DerCHAdeMO-Stecker ermöglicht die Gleichstromladung je nach Version mit bis zu 500 kW und wird vor allem von japanischen Automobilherstellern genutzt. Auch in Europa wurden öffentliche Ladestationen mit CHAdeMO-Stecker errichtet.
DerTyp-1-Stecker ermöglicht eine einphasige Wechselstromladung mit bis zu 7,4 kW (230 V, 32 A). Er wird vor allem in Automodellen aus dem asiatischen Raum verwendet und ist in Europa eher unüblich.
Die Schnellladestationen des FahrzeugherstellerTesla („Supercharger“) nutzen in Nordamerika den Stecker desNACS-Standards. In Europa wird seit 2018 der CCS-Stecker genutzt.
Die Ladeleistung hängt zum einen von der maximalen Ladeleistung der Ladestation ab, zum anderen von der Ladefähigkeit des Fahrzeugs. Beim Wechselstrom-Laden (Normalladen) hängt die maximale Ladeleistung des Fahrzeugs von der verbauten Ladetechnik ab. Beim Gleichstrom-Laden (Schnellladen) wird sie außerdem durch den Ladestand und die Temperatur derAntriebsbatterie beeinflusst.[135]
An aktuellen Schnellladestationen und mit einem typischen Verbrauch des Elektroautos von 15 bis 20 kWh/100 km kann man in etwa 5 Minuten 100 km Reichweite nachladen (Stand 2019).[136][137]
Öffentliche Ladestationen mit Typ-2-Anschluss bieten typischerweise eine Ladeleistung von 22 kW.[133] Damit lädt man 100 km Reichweite in einer Stunde.
Ladestationen für daheim laden typischerweise mit etwa 11 kW Leistung, was in etwa der Leistung eines Herdanschlusses entspricht. Damit lädt man 100 km Reichweite in etwa 2 Stunden.
Grundsätzlich ist das Aufladen auch an einer Haushaltssteckdose möglich. Diese sind überall verfügbar, dafür sind jedoch nur Ladeleistungen von 3,5 kW möglich, womit binnen 7–10 Stunden Ladedauer etwa 150 bis 200 km Reichweite erzielt werden können.[138]
Für Akkumulatoren wird im Allgemeinen die Ladegeschwindigkeit mit derLaderate C angegeben. Hat C den Wert 4, kann ein Akkumulator mit der vierfachen Geschwindigkeit seiner Kapazität geladen werden, also innerhalb von 15 Minuten. Beispielsweise würde man beim Faktor C mit 4 einen Akku mit 100 kWh mit 400 kW laden können. Moderne Fahrzeug-Akkumulatoren wie derShenxing und der Shenxing Plus vonCATL haben die Laderate 4 C.
Auto Motor und Sport hat im Februar 2025 die Ladezeiten von einigen Elektroautos von 10 auf 80 Prozent real getestet. Auf Platz eins im Test kam derPorsche Taycan mit 18 Minuten Ladezeit. Auf Platz zwei die AutosHyundai Ioniq 5,Hyundai Ioniq 6,Kia EV6 undGenesis GV70 mit ebenfalls 18 Minuten Ladezeit. Auf Platz drei derLotus Eletre / Lotus Emeya mit 20 Minuten. Weitere folgten mit fast ähnlichen Ladezeiten.[139]
Triple-Charger-Ladesäule mit CCS-, Typ-2- und CHAdeMO-Stecker
In Deutschland gab es im Quartal 1 im Jahr 2024 etwa 6.000 Ladestandorte mit mindestens 100 kW Ladeleistung, europaweit über 20.000. Zum Vergleich: die Anzahl der Tankstellen in Deutschland liegt seit Jahren im Bereich von 14.500.[140][141]
In Städten und Gemeinden findet man meist langsamere Ladestationen mit Typ-2-Anschluss (11 kW oder 22 kW Ladeleistung). Entlang der Autobahnen und vielbefahrenen Straßen gibt es Schnellladestationen. Anfänglich (ab 2013) wurden sogenannteTriple Charger (CHAdeMo, CCS, Typ 2) mit meist 50 kW Ladeleistung aufgebaut.[142] Aktuelle Schnellladestationen in Europa verfügen nur noch über den CCS-Anschluss und bieten Ladeleistungen bis zu 350 kW.
In Deutschland gibt es 67.288 Normalladepunkte und 13.253 Schnellladepunkte, die bei derBundesnetzagentur als „öffentlich zugänglich“ angemeldet sind (Stand Januar 2023).[143] Hinzu kommen dieSupercharger des UnternehmensTesla, Inc., die anfänglich nur für eigene Autos zur Verfügung standen und seit November 2021 Stück für Stück für Fremdmarken geöffnet werden.[144] Private Ladepunkte in Garagen und auf Grundstücken sind in diesen Zahlen nicht enthalten. Das Netz von öffentlichen Ladestationen wird derzeit stark ausgebaut (Stand 2023).[145]
Viele Arbeitgeber, Restaurants, Parkhausbetreiber, Einkaufszentren, Einzelhändler usw. bieten Lademöglichkeiten an, die entweder kostenloses Laden ermöglichen oder ein standardisiertes Bezahlverfahren nutzen.[146]
Verschiedene Websites wie z. B. GoingElectric[147] oder LEMnet[148] oder Chargemap[149] bieten bei der Ladepunktsuche und Routenplanung Hilfestellung. Auch in den Navigationssystemen vieler Elektroautos sind die Ladestationen verzeichnet.
Als mögliche Lösung für die langen Ladezeiten werden von wenigen Unternehmen Wechselakkusysteme propagiert. Dabei wird die entladeneAntriebsbatterie eines Fahrzeuges an festen Stationen innerhalb weniger Minuten automatisiert gegen einen aufgeladenen Akku getauscht. Dieses Verfahren setzt standardisierte Bauformen, Anschlüsse und eine entsprechend genormte Aufnahme an den Fahrzeugen voraus. Außerdem gehören die Akkus nicht dem Fahrzeugbesitzer, sondern werden gemietet.
Das US-amerikanische UnternehmenBetter Place versuchte ab 2007 ein Netz von Batteriewechselstationen aufbauen, ging aber 2013 insolvent.
Der chinesische ElektroautoherstellerNio begann 2018, ein Netz von Batteriewechselstationen in China aufzubauen.[150] Das Netz umfasste im Dezember 2022 1.294 Stationen.[151] In Europa bestanden im Dezember 2022 zehn solcher Stationen: je drei in Norwegen und den Niederlanden und je zwei in Schweden und Deutschland.[151]
Busladestation in HamburgInduktive Ladestation für E-Taxen in Köln
Ein berührungsloses (ohne offene Kontakte), jedoch kabelgebundenes induktives Ladesteckersystem war bereits in den 1990er Jahren beimGeneral Motors EV1 realisiert worden.
Eine Vision ist, das Ladesystem für Elektroautos in die Fahrbahn einzubauen. Während der Fahrt oder beim Parken kann dann mittelsInduktion Energie berührungslos übertragen werden. Diese Systeme werden bisher nur im geschlossenen industriellen Bereich[152] und bei Buslinien realisiert. Das induktive Aufladen an Haltestellen wird beispielsweise seit 2002 in Genua und Turin praktiziert[153][154] und seit März 2014 beiBraunschweiger Verkehrsbetrieben an einerBatteriebuslinie mit Fahrzeugen vonSolaris in der Praxis erprobt.[155] Die Stadt Köln fördert seit April 2021 die Anschaffung von 4 Elektrotaxis und unterstützt dazu das TALAKO-Konzept der Uni Duisburg.[156]
Die Technologie bietet Vorteile wie den Schutz gegen Vandalismus und Witterungseinflüsse durch die Abwesenheit externer Ladeinfrastruktur. Jedoch sind mit dem induktiven Laden auch Herausforderungen verbunden, darunter Energieverluste zwischen 10 % und 20 %[157], die durch den Abstand zwischen den Spulen und deren Qualität beeinflusst werden. Eine weitere Herausforderung stellt die Rückeinspeisung von Energie ins Stromnetz dar, die bei induktiven Systemen komplexer und mit höheren Kosten verbunden ist als bei kabelgebundenen Ladesystemen.
Bei Versuchen mit Kondensatorspeichern in Shanghai wurden kurze Oberleitungsstücke an den Haltestellen installiert, die vom Bus mit ausfahrbaren Bügeln erreicht werden. Ein ganz ähnliches Prinzip gab es in den 1950ern bereits mit denGyrobussen, jedoch wurde dort die Energie in Schwungrädern gespeichert. Gerade beimÖPNV mit festen Haltestellen bietet dieses Verfahren der kurzen Zwischenladungen gut planbar die Möglichkeit, die notwendige Akkukapazität und damit die Fahrzeugkosten deutlich zu verringern, ohne die Autonomie der Fahrzeuge zu stark zu beschränken.
In neuerer Zeit gibt es Vorschläge, Oberleitungssysteme (wie bei den aus dem städtischen Personennahverkehr bekanntenOberleitungsbussen) z. B. für Lastkraftwagen auf den Lastspuren auf Autobahnen einzusetzen.[158]
Die Umweltbilanz von Elektroautos ist die systematische Bewertung der Umweltauswirkungen von Elektroautos. Wichtige Faktoren sind u. a. der Ausstoß von klimawirksamenTreibhausgasen z. B. in Form derCO2-Bilanz, aber auch dieFeinstaub-,Stickoxid- undLärmbelastung. Dabei unterscheidet man zwischen der direkten Belastung bei der Fahrzeugnutzung und der indirekten Belastung bei der Herstellung des Fahrzeuges sowie der Bereitstellung der Ressourcen beim Verbrauch über den gesamten Lebenszyklus (wie z. B. dem Strom). Neben den absoluten Zahlen spielt vor allem der relative Vergleich zu Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor eine wichtige Rolle. Daten hierzu können z. B. über umfassendeLebenszyklusanalysen gewonnen werden, die von der Produktion des Fahrzeuges über den Betrieb bis zumRecycling die Umweltauswirkungen systematisch erfassen.
Während Elektroautos verglichen mit gleichwertigen Verbrennerfahrzeugen häufig etwas schwerer sind und bei der Herstellung mehr Ressourcen, insbesondere auchMetalle der Seltenen Erden undkritische Rohstoffe benötigen, sind sie im Betrieb deutlichenergieeffizienter und schneiden somit in der Klimabilanz besser ab. Unter anderem hält der WeltklimaratIPCC fest, dass Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb, die mit Strom aus emissionsarmen Quellen angetrieben werden, über ihren gesamten Lebenszyklus das größteKlimaschutzpotential aller landgebundenen Transporttechnologien besitzen.[159]
Die Wirtschaftlichkeit von E-Autos im Vergleich zu Verbrennerfahrzeugen hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab, die bei einem individuellen Vergleich zu berücksichtigen sind. Hinzu kommt die Unsicherheit bezüglich der zukünftigen Entwicklung von kostenbestimmenden Faktoren wie Energiekosten, Lebensdauer, Wertverlust oder Reparaturkosten.
Allgemeine Aussagen, dass die eine oder andere Antriebsform günstiger sei als die andere, sind nicht möglich (siehe jedoch Tendenzen im AbschnittGesamtkostenvergleiche). Dieser Abschnitt beschreibt einige wichtige Einflussfaktoren.
Elektroautos waren in der Anschaffung lange deutlich teurer als Verbrenner. Durch sinkende Kosten haben sich die realen Anschaffungskosten jedoch angenähert. Mit Stand 2025 kosteten E-Autos in Deutschland im Schnitt über 20 Modelle nur noch etwa 1.600 Euro mehr als vergleichbare Verbrenner, sodass fast Preisgleichheit erreicht war. 2024 betrug der Unterschied noch mehr als 7500 Euro.[160] Erwartet wird, dass im Laufe der technologischen Entwicklung und des Markthochlaufs aufgrund vonSkaleneffekten durch höhere Stückzahlen und geringere Investitionen in Forschung und neue Fertigungsanlagen die Herstellungskosten von Elektroautos langfristig geringer sind als bei Verbrennerfahrzeugen.[161]In vielen Ländern erfolgt eine Subventionierung der Anschaffungskosten (sieheElektromobilität nach Ländern).
In einer Studie hatte Bloomberg New Energy im Juli 2024 veröffentlicht, dass die Preise fürLithium-Eisenphosphat-Akkumulatoren in China innerhalb der letzten 12 Monate um 51 Prozent auf 53 USD pro kWh gefallen waren. Ein Jahr davor lag der Preis noch bei 95 USD pro kWh. Dadurch seien nun 2/3 der Elektroautos in China, dem weltweit größten Automarkt, günstiger als vergleichbare Autos mit Verbrennungsmotor. Es würde noch etwas dauern, bis diese Preise außerhalb von China angekommen seien.[162]
Befürchtungen, eine schnell nachlassende Akkukapazität würde die Lebensdauer von E-Autos stark vermindern, haben sich in der Praxis bislang nicht bestätigt.[163][164][81] Insbesondere bei größeren Akkus und mit modernem Thermomanagement ist zu erwarten, dass diese eine höhere Laufleistung erzielen können als ein typisches Verbrennerfahrzeug (siehe auch AbschnittBatterie-Lebensdauer).
Nach eine Studie aus Großbritannien werden Elektroautos im Durchschnitt 18,4 Jahre alt. Im Vergleich werden Diesel-Fahrzeuge 16,8 Jahre alt und Benziner 18,7 Jahre alt. Elektroautos schaffen durchschnittlich 200.000 Kilometer, Diesel-Autos 257.000 Kilometer, Benziner 187.000 Kilometer. Für die Studie wurden 300 Millionen Berichte von Fahrzeugtests namens MOTs ausgewertet. In den MOT-Berichten wurden das Alter, der Zustand und die gefahrenen Kilometer der Fahrzeuge erfasst, die zwischen 2005 und 2022 in Großbritannien auf den Straßen fuhren. Dabei verbessern sich nach der Studie die Elektroautos sehr schnell.[165]
Elektrofahrzeuge weisen durch den um mehr als Faktor drei energieeffizienteren Antriebsstrang einen deutlich niedrigeren Energieverbrauch auf als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor. Um 100 km zu fahren, mussten bei einem im Januar 2020 veröffentlichten ADAC-Test für die getesteten PKWs zwischen 14,7 kWh und 27,6 kWh Strom genutzt werden.[166]
Ergebnisse von Verbrauchsmessungen an Elektrofahrzeugen berücksichtigen manchmal nur den Verbrauch während der Fahrt, nicht aber die Verluste, die beim Laden der Antriebsakkumulatoren entstehen und zwischen 10 und 25 % betragen.[167][168] DerEPA-Zyklus (USA) berücksichtigt auch den Ladeverlust.[169]
Eine Reduktion der Fahrgeschwindigkeit kann den Energieverbrauch deutlich senken. DieDeutsche Umwelthilfe hat 2023 anhand von sieben Modellen nachgewiesen, dass Elektroautos bei Tempo 50 im Schnitt 16,5 Prozent mehr Energie verbrauchen als bei Tempo 30.[170]
Die Energiekosten eines Elektroautos im Vergleich zum Verbrennerfahrzeug hängen wesentlich von der Preisentwicklung bei Strom und Kraftstoff ab. Beim Elektroauto kommt hinzu, dass der Strompreis erheblich von den Bezugsmöglichkeiten bestimmt wird: Während an Schnellladesäulen in Deutschland nach den Preiserhöhungen einiger Betreiber 2020 meist zwischen 42 und 79 Cent je kWh gezahlt werden müssen, sind mit Hilfe einer eigenenPhotovoltaikanlage Stromerzeugungspreise von wenigen Cent pro kWh möglich. Auch durch die Nutzungdynamischer Stromtarife können die Kosten deutlich gesenkt werden. An Ladestationen einiger Handelsketten oder Stadtwerke kann Strom für Elektroautos mit Stand Juni 2021 kostenlos geladen werden.[171] Ebenso erlauben manche Arbeitgeber das kostenlose Aufladen am Unternehmensstandort.
Aufgrund dieser Preisunterschiede hängen die Energiekosten eines Elektroautos sehr stark von den individuellen Umständen ab und können sowohl deutlich niedriger als auch (beim ausschließlichen Laden an Schnellladesäulen) leicht höher sein als bei einem Verbrennerfahrzeug. Eine Untersuchung vonLeaseplan ermittelte 2021 unter Zugrundelegung desHaushaltsstrompreises in Deutschland für Elektroautos durchschnittliche Stromkosten in Höhe von 78 % der Kraftstoffkosten eines Verbrenners, für Österreich 62 %, für die Schweiz 56 %.[172]
Konventionelle Kraftstoffe werden neben den marktbedingten Preisschwankungen durch dieCO2-Steuer bis 2025 mit zusätzlich ca. 16 Cent je Liter belegt.[173] Ab 2027 ist aufgrund der dann am freien Markt gehandelten CO2-Zertifikate und des stetig sinkenden Zertifikatsvolumens mit weiter steigenden Preisen zu rechnen.
Laut einer Studie vonVerivox waren die Antriebskosten von Elektroautos beim Aufladen an der heimischen Ladebox im Jahr 2024 im Vergleich zu Benzinern um 47 Prozent und im Vergleich zu Dieselautos um 38 Prozent günstiger.[174]
Nach einer Studie der Firma Neon des Berliner Professors Lion Hirth vom Februar 2025 können an der heimischen Wallbox durch Nutzungdynamischer Stromtarife bis zu 33 Prozent im Vergleich zum herkömmlichen Strompreis gespart werden. Dabei sind insbesondere am Mittag und in der Nacht die Stromtarife deutlich reduziert. Durch Nutzung dynamischerNetzentgelte kann der Strompreis insgesamt sogar um bis zu 68 Prozent reduziert werden. Voraussetzung ist jedoch die Nutzung einesSmart Meters, um den Stromverbrauch in Echtzeit messen zu können. Beimbidirektionalen Laden kann Strom von der Autobatterie zurück in den Haushalt bzw. das Stromnetz gespeist werden. Damit kann man sogar Geld verdienen, d. h. am Ende eine negative Stromrechnung realisieren.[175]
Die Kosten von Wartung und verschleißbedingten Reparaturen sind bei Elektroautos in der Regel geringer als bei Autos mit Verbrennungsmotor.
Bei Elektroautos entfallen folgende Teile und Betriebsstoffe eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor, und damit auch die zugehörigen Wartungs- und Reparaturkosten:
Die folgenden Komponenten sind bei einem Elektroauto einfacher aufgebaut oder weniger beansprucht und sind daher seltener von Defekten betroffen:
DerViertaktmotor einschließlich seiner Peripherie enthält zahlreiche bewegliche oder thermisch hoch beanspruchte Teile und unterliegt daher hohem Verschleiß, während Elektromotoren typischerweise länger halten als das Fahrzeug und dabei nicht oder kaum gewartet werden müssen.
DasGetriebe muss bei einem Verbrennerfahrzeug immer alsSchaltgetriebe (Handschalt- oder Automatikgetriebe) ausgeführt werden und ist daher deutlich komplexer und anfälliger als die in Elektroautos üblichen Festgetriebe.
DieBremsen werden deutlich weniger beansprucht, da die Mehrheit der Verzögerungsvorgänge über die Rekuperation ausgeführt wird. Entsprechend müssenBremsklötze undBremsscheiben/-trommeln seltener gewechselt werden.
Hingegen können die Reifen von Elektroautos wegen des aus dem Stand zur Verfügung stehenden hohen Drehmoments und des hohen Fahrzeuggewichts bei entsprechender Fahrweise stärker beansprucht werden und müssen dann häufiger gewechselt werden.[176][177][178]
Die US-amerikanische VerbraucherorganisationConsumer Reports hat in einer Analyse tatsächlicher Wartungs- und Reparaturausgaben von Autobesitzern festgestellt, dass diese bei Elektroautos nur etwa halb so hoch ausfallen, und rechnet damit, dass ein Elektroauto im Lauf seines Lebens etwa 4600 US$ weniger Wartungs- und Reparaturkosten verursacht.[179] Vermutet wird, dass die Einsparungen aufgrund des technischen Fortschritts bei Elektroautos in Zukunft noch höher ausfallen werden.[180]
Eine Auswertung von Vollkasko-Schadenfällen der Jahre 2018 bis 2020 des Zentrums für Technik derAllianz-Versicherung ermittelte für Elektroautos jedoch je Schadenfall ca. 10 % höhere Reparaturkosten und sogar 30 % nach Kollisionsschäden. Die Autoren sehen die Ursache bei den Herstellern und ihren Reparaturvorschriften: Mercedes schreibe beispielsweise nach jederAirbag-Auslösung den Austausch der Fahrzeugbatterie vor. Durch Schutzummantelungen der Hochvoltkabel könnten die Hersteller die Reparaturkosten beiMarderbissen um 97 % senken.[181][182]
DiePrämien für dieHaftpflichtversicherung undKaskoversicherung eines Elektroautos sind in Deutschland tendenziell etwas günstiger als bei Autos mit Verbrennungsmotor.[183] Analysen der Vollkaskoprämien durch dieVergleichsportaleVerivox undCheck24 kamen 2020 und 2021 zu dem Ergebnis, dass die meisten Elektroautos günstiger zu versichern sind als ein vergleichbares Verbrennerfahrzeug.[184][185]
Zu beachten ist, dass die Versicherung meist an der Dauerleistung bemessen wird, die bei Elektroautos in der Regel deutlich geringer ist als die Spitzenleistung.[186][187]
Laut Berechnungen desADAC von 2023 sind Elektroautos häufig, aber nicht immer, in der Gesamtkostenbetrachtung günstiger als vergleichbare Autos mit Benzin- oder Dieselmotor (Annahmen: Neukauf mit fünf Jahren Haltedauer und 15.000 km pro Jahr). Dies hängt jedoch immer von den individuellen Rahmenbedingungen ab, insbesondere auch vom erzielbaren Rabatt auf den Listenpreis und den Strombezugskosten.[190]
Im Januar 2020 veröffentlichte das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI) eine Studie, die besagt, dass zu dieser Zeit bestimmte E-Fahrzeuge unter der Gesamtkostenbetrachtung günstiger gewesen seien. In den nächsten 5 bis 10 Jahren würden E-Fahrzeuge einen größeren Kostenvorteil zu ihren konventionellen Counterparts haben. Hauptgründe dafür seien die sinkenden Kosten der Akkumulatorenherstellung, der voraussichtlich billiger werdende Strom und der Preisanstieg von Produkten aus dem knapper werdenden Erdöl.[191]
In Deutschland werden bis 2030 10 Millionen E-Fahrzeuge auf deutschen Straßen prognostiziert, was die Stromnachfrage um 3–4,5 % steigern würde.[191] Im Falle von einer Million Elektroautos, was einem Anteil von etwa 2 % aller Fahrzeuge entspricht, sind rund 3 TWh an elektrischer Energie aufzubringen, was einem halben Prozent des derzeitigen deutschen Strombedarfs entspricht. Der gesamte deutschlandweite elektrobetriebeneöffentliche Nah- undFernverkehr benötigt rund 15 TWh Strom pro Jahr, entsprechend knapp 3 % des Bruttostromverbrauchs.[192]
DasBundesumweltministerium schätzte 2020 den zusätzlichen Strombedarf durch eine komplette Elektrifizierung der 45 Millionen Pkw in Deutschland auf 100 TWh pro Jahr, was rund einem Sechstel der zu dieser Zeit verbrauchten Strommenge in Deutschland entspricht.[193]
Strombezug eines Privathaushaltes mit Photovoltaik ohne Heimspeicher und Wallbox mit an Stromkosten angepassten Ladungen
Durch das gleichzeitige Aufladen von vielen Elektroautos könnte theoretisch dasStromnetz überlastet werden (siehe auchGleichzeitigkeitsfaktor). Um dieses weitgehend ausschließen zu können, werden beispielsweise steuerbareWallboxen eingesetzt, die die Autos nur zu bestimmten Zeiten laden (z. B. wenn der Strom günstig ist, Überkapazität). Zudem erfolgt derAusbau der Stromnetze und der Einsatz von Engpassmanagement in den Stromnetzen, welches gezielt Lasten abschalten und mittelsRedispatch Einspeiseleistungen von regelbaren Anlagen wie beispielsweiseKraft-Wärme-Kopplung anpasst.[194][195] Ein anderer Weg ist, installierteBatteriespeicher zum Ausgleich von Lastspitzen zu nutzen.
Positive Effekte im Stromnetz (Effizienz, Ökonomisch/Ökologisch) entstehen erst, wenn Elektroautos ihreBatterien in einemintelligenten Stromnetz gezielt zu Zeiten laden, an denen der Strombedarf im Netz gering ist und somit ein Zuschalten vonSpitzenlastkraftwerken (zumeist Gas) nicht notwendig wird. Das Aufladen erfolgt dann zu Zeiten, in denen ein Überschuss an (regenerativ) erzeugtem Strom vorhanden ist. Dazu muss berücksichtigt werden, dass durch den bestehenden CO2-Handel die Antriebsenergie in der Stromerzeugung als neuer Player im Stromnetz auftritt – ohne dass dafür mehrZertifikate zugeteilt werden. Mit steigender Anzahl von E-Fahrzeugen wird somit der Druck im Strommarkt zum Aufbau intelligenter Stromnetze erhöht. Jedoch ist das erst bei einem deutlich höheren Fahrzeugbestand von E-Autos überhaupt relevant, wie es dasÖko-Institut in Freiburg im Auftrag des Bundesumweltministeriums in dem mehrjährig dauernden Projekt OPTUM 2011 einen Abschlussbericht mit entsprechendem Ergebnis nachgewiesen hat.[196][197]
Neben der Verwendung vonHeimspeichern zur Speicherung des durch eine Photovoltaikanlage generierten Stroms u. a. für das Laden von privaten Elektroautos, werden auch öffentlich zugängliche Ladestationen zunehmend mit einem eigenen Akku als Puffer ausgestattet. Dies dient vor allem zur Entlastung des bestehenden Stromnetzes. Ultra-Schnellladesäulen ermöglichen mit Pufferspeichern auch in Gebieten ohne starken Stromanschluss das Aufladen von E-Autos. So kann der interne Speicher beispw. bei Überkapazitäten im Stromnetz netzentlastend geladen werden. Diese Pufferspeicher ermöglicht auch die Nutzung von Wind- und Solarkraftanlagen in der direkten Umgebung der Ladestation.[198][199][200] (s. a.Batterie-Speicherkraftwerk)
Das Konzept „Vehicle to Grid“ (dt.: „Fahrzeug ins Netz“) sieht vor, dieBatterien von Elektro- undPlug-in-Hybriden für das öffentliche Stromnetz als Pufferspeicher nutzbar zu machen. Da auch Elektroautos mehr parken als fahren und die meiste Zeit mit einer Ladestation verbunden sein können, wäre es so möglich, die Schwankungen bei der Erzeugung von Elektrizität auserneuerbaren Energien zu puffern oder Spitzenlasten auszugleichen. Nissan mitLeaf-to-Home in Japan und das Unternehmene8energy mit ihrem SystemDIVA in Deutschland[201][202] bieten bereits derartige Systeme für die Integration in einen Haus-Batteriespeicher an. Diese Betriebsweise erhöht allerdings den Akkumulatorenverschleiß, was bei einer weitergehenden externen Steuerung durch einen Energiedienstleister oder Netzbetreiber mit einem entsprechenden Abrechnungsmodell ausgeglichen werden müsste. Um damit die gesamte Pufferkapazität aller deutschenPumpspeicherkraftwerke (etwa 37,7 GWh) zu erreichen, müssten sich etwa 3,77 Mio. Elektrofahrzeuge gleichzeitig mit je 10 kWh ihrer Batteriekapazität beteiligen.[Anmerkung 1] Bei oben angegebenen 15 kWh pro 100 km entspricht das ca. 65 km Reichweite. Eine Umstellung des kompletten deutschen Pkw-Bestands von ca. 42 Mio. Autos[203] auf Elektroautos würde diese Pufferkapazität schon ergeben, wenn im Schnitt jedes Fahrzeug nur 1 kWh (entsprechend 6,5 km Reichweite) als Puffer im Netz zur Verfügung stellt.[Anmerkung 2]
Fossile Energieträger und daraus erzeugte Treibstoffe zum Antrieb von Fahrzeugen müssen in vielen Ländern importiert werden.Elektrische Energie, ohne landeseigene Erzeugung in Kraftwerken, dagegen wird nur durch wenige Länder auf dieser Erde importiert. Eine autarke Energieversorgung, auch zum Betrieb einer nationalen E-Fahrzeugflotte, kann nur in den Ländern erfolgen, die eigene Vorkommen von Rohstoffen zur Energieversorgung (z. B. Erdgas, Uran) und/oder regenerative Energieträger (z. B. Sonne, Wasser) in ausreichendem Mass nutzen können. Elektrische Energie wird zumeist lokal aus einem Mix diverser Energieträger erzeugt.
Staaten wie Norwegen, die aufgrund von Erdölvorkommen und großen Wasser-/Windkraftpotentialen energieautark sind, wollen daher den im Überschuss selbst produzierten Strom eigenbedarfsorientiert auch für den öffentlichen und privaten Verkehr nutzen und subventionieren daher massiv Elektrofahrzeuge.[204]
Den Wechsel vom Verbrenner zum Elektroauto nutzen manche Hersteller, um in den Automarkt einzusteigen. Elektroautos sind grundsätzlich einfacher herzustellen als Verbrenner. Zudem haben etablierte Hersteller lange gezögert, Elektroautos herzustellen. Dies hat manche Hersteller motiviert, selbst Elektroautos zu produzieren. Beispiele für neue Hersteller und neue Marken sindTesla,Xiaomi,Togg,Nio,Xpeng,Lucid Motors,Microlino,Zeekr,Ora,Rivian oderAiways. Einige Hersteller sind inzwischen insolvent wie beispielsweiseFisker,Sono Motors undMia electric.
In verschiedenen Studien wird ein sogenannterTipping-Point vorhergesagt.[208][209] Das Elektroauto gilt alsdisruptive Technologie. In einer Studie stellte das Beratungsunternehmen McKinsey 2011 dar, welcher Fahrzeugtyp bei welchem Benzin- und Akkupreis jeweils am wirtschaftlichsten ist. Demnach wäre bei einem Kraftstoffpreis von über 1 USD pro Liter und einem Akkupreis unter 300 USD pro kWh das batterieelektrische Auto am wirtschaftlichsten.[210][211] Tatsächlich lag mit Stand November 2013 der Kraftstoffpreis in vielen Ländern über 1 USD pro Liter, und derAkkupreis bei großindustrieller Abnahme von Elektroauto-Batteriezellen war von 500 USD pro kWh auf rund 200 gesunken[212], weswegen Daimler und Evonik für die Zellproduktion beiLi-Tec Battery in Sachsen Partner gesucht und die Produktion 2015 eingestellt haben.
Eine Hauptrolle bei der Verbreitung von Elektroautos spielt auch der Autohandel. Laut derNew York Times raten Autohändler oft von der Anschaffung eines Elektroautos ab, da der Handel mehr am Service der Autos mit Verbrennungsmotoren verdiene. Laut der „National Automobile Dealers Association“ verdienen Autohändler etwa dreimal so viel mit dem Service wie mit dem Auto-Verkauf. Elektroautos bedürfen weniger Service, da sie viel weniger und fast nur wartungsfreie Bauteile enthalten. Der Handel sei einFlaschenhals bei der Verbreitung der Elektromobilität.[213] Daher bietetTesla alle Fahrzeuge direkt über das Internet an die Endkunden an, fordert kaum Wartung, und unterhält eigene Service Center für Reparaturen.
Die Europäische Union verschärfte die Gesetze für den CO2-Ausstoß von Kraftfahrzeugen[214][215] mit dem Ziel von 95 g/km für 2020. Die Berechnung erfolgt anhand desFlottenverbrauchs der Automobilhersteller[216] (sieheFlottengrenzwert). Ähnliche Effekte treten auch in der US-Klimapolitik auf, sieheCorporate Average Fuel Economy.
Im Jahr 2024 wurden weltweit ca. 10,8 Millionen batterieelektrischer Autos und 6,49 MillionenPlug-in-Hybrid-Autos verkauft.[217]Brennstoffzellenfahrzeuge hatten nur eine Nischenrolle inne. Insgesamt wurden 2023 rund Tausend Mal so viele batterieelektrische Fahrzeuge verkauft wie Brennstoffzellenfahrzeug, wobei der Absatz von Batteriefahrzeugen gegenüber dem Vorjahr um 36 % wuchs, der von Brennstoffzellenfahrzeugen aber um 40 % schrumpfte.[218]
China ist mittlerweile der absolut dominante Fahrzeug-Markt, in absoluten Zahlen auch für Elektroautos. 6,7 Millionen reine Elektroautos wurden dort neu zugelassen, was etwa 2/3 der weltweiten Neuzulassungen entspricht. In China sind das 20 Prozent mehr als im Vorjahr. USA war 2024 der zweitgrößte Markt mit 1,2 Millionen Neuzulassungen, gefolgt von Großbritannien mit 382.000 Neuzulassungen bei batterieelektrischen Autos. Auf Platz vier ist Deutschland mit 381.000 Neuzulassungen.[219] In Sachen Anteil von BEV-Autos am Gesamtmarkt ist Norwegen seit Jahren mit Abstand führend, nur noch ca. 10 % der Neuwagen haben keinen Ladestecker, und im Bestand ist ca. jeder fünfte PKW vollelektrisch.
In den Jahren von 2015 bis 2017 war dasTesla Model S das weltweit meistverkaufte Elektroauto.[221][222][223] Von 2018 bis 2021 war dasTesla Model 3 an der Spitze. Seit 2022 ist dasTesla Model Y das weltweit meistverkaufte Elektroauto.[224]
Bei den kumulierten Verkäufen führte das Tesla Model 3 mit rund 1 Million Einheiten bis Mitte 2021,[225] bis es durch dasTesla Model Y abgelöst wurde.
Im Jahr 2023 war das Tesla Model Y über alle Antriebsarten hinweg das meistverkaufte Auto der Welt,[226][227] wie auch 2024.[228]
In vielen Ländern gibt es zahlreicheFörderungen, um den Wechsel von Autos mit Verbrennungsmotor hin zu Autos mit Elektromotor zu begünstigen. Eine Art der Förderung sind Subventionen beim Neuwagenkauf. Eine weitere Art sind steuerliche Begünstigungen. Eine weitere Art ist es, Autos mit Verbrennungsmotor zu benachteiligen. So werden für diese höhere Steuern beim CO2 fällig (sieheCO2 Zertifikate in der EU,CO2-Steuer,CO2-Preis). Es gibt Tempolimits wie Tempo 100 km/h auf manchen Autobahnen inÖsterreich, von denen Elektroautos ausgenommen sind (sieheUmwelt-Tempolimit). Auch gibt es Fahrverbote wie einDieselfahrverbot in manchen Innenstädten in Deutschland. Zudem setzen einige Länder ein Datum fest, ab dem dann keine Neuwagen mit Verbrennungsmotor mehr verkauft werden dürfen (sieheVerbrennerverbot). In der EU darf der Flottenverbrauch eines Herstellers einen bestimmten CO2-Wert nicht mehr überschreiten, was die Hersteller dazu veranlasst, Elektroautos zu verkaufen (sieheFlottengrenzwert).
DieFormel E nahm 2014 den Rennbetrieb auf und nutzt vor allemStadtkurse. Seit derSaison 2020/21 ist sie, neben der Formel 1, eine von zwei FIA-Monoposto-Weltmeisterschaft. Die aktuelle Fahrzeuggeneration Gen3 Evo leistet 350 kW, kann 600 kW rekuperieren bzw. laden und besitzt Allradantrieb.
In derFormula SAE, auch bekannt alsFormula Student, nehmen Elektrofahrzeuge bereits seit 2010 teil. Ein Elektroauto dieser Klasse hielt den Rekord für die schnellste Beschleunigung eines Autos von 0 auf 100 km/h: Das FahrzeugGrimsel der ETH Zürich und der Hochschule Luzern benötigte dafür im Juni 2016 auf dem SchweizerMilitärflugplatz Dübendorf 1,513 Sekunden.[229] Der unterdessen gebrochene Rekord, wurde 2023 mit einem neuen Wagen und einer Zeit von 0,956 Sekunden zurückgeholt.[230]
BeimPikes-Peak-Bergrennen war 2013 erstmals einElektromotorrad(Lightning Electric Superbike) mit einer Zeit von 10:00,694 Minuten Sieger in der Gruppe aller Motorräder. Am 28. Juni 2015 konnte am Pikes Peak erstmals ein Elektroauto das Rennen über alle Klassen gewinnen. Auch der zweite Platz wurde von einem Elektroauto errungen. Bereits im Jahr 2014 hatten Elektroautos die Plätze 2 und 3 erreicht.[231][232] 2018 stellte Volkswagen mitRomain Dumas einen neuen Streckenrekord unter 8 min auf, welcher bis heute gilt. 2024 gewann er erneut mit einem Elektroauto, dem Ford F-150 Lightning Supertruck, dieses Rennen.[233]
Weiterhin gibt es Wettbewerbe für elektrische Fahrzeuge, bei denen die Alltagstauglichkeit und Reichweite im Vordergrund stehen. So fand in der Schweiz von 1985 bis 1993 jährlich dieTour de Sol als Demonstration für die Leistungsfähigkeit der Solartechnik und Elektromobilität statt. In Deutschland ist die eRUDA („elektrisch Rund um den Ammersee“) die größte Elektro-Rallye, sie fand 2013 zum ersten Mal statt.[241] Seit 2018 findet in Deutschland alljährlich derE-Cannonball statt.
Im Januar 2017 nahm ein Elektroauto an derRallye Paris-Dakar teil und bewältigte die gesamte Strecke von 9000 km durch Argentinien, Paraguay und Bolivien. Das Auto war eigens für das Rennen konzipiert und gebaut worden. Es verfügte über einen 250-kW-Motor (340 PS) und einen 150-kWh-Akku. Der Akku bestand aus mehreren Modulen. Jedes Modul konnte extra per Stromkabel aufgeladen werden, um so den Ladevorgang zu beschleunigen.[242]
Im Ausdauerbereich über 24 Stunden inklusive Nachladen erzielten zunächstTesla-Fahrer auf Autobahnen in Deutschland Mitte/Ende der 2010er Jahre mit Serienfahrzeugen Rekorde, die in den 2020er Jahren auf Rennstrecken, insbesondere durch Prototypen, überboten wurden.
Seit 2022 richtet derADAC auf demHockenheimring die E-Competition aus. Dies sind jährlich zwei Ausdauerrennen über 18 bzw. 24 Stunden. Hierbei treten Serienfahrzeuge an und es wird mit einer Ladeleistung von 19 kW geladen. Entsprechend sind die hierbei erreichten Strecken deutlich geringer als die oben genannten 24-Sunden-Weltrekorde.[256]
Der Guinness World Record für die längste Strecke mit einer einzigen Batterieladung beträgt 1.205 km und wurde von einemLucid Air Grand Touring Anfang Juli 2025 zwischen St. Moritz und München aufgestellt.[257]
Es gibt auchSupersportwagen, die rein elektrisch betrieben werden, wie etwa derRimac Concept One oder der aktuelleRimac Nevera. Der Nevera verfügt über 1408 kW (1914 PS) und hat eine Höchstgeschwindigkeit von 412 km/h. Der Akku hat eine Kapazität von 120 kWh, was nach NEFZ für eine Reichweite von 650 km ausreichen soll. Der Akku kann innerhalb von 22 Minuten von leer auf 80 Prozent aufgeladen werden.
Funkferngesteuerte Modellautos werden seit Langem als Spielzeug verkauft und erfreuen sich großer Beliebtheit, weil elektrisch betriebene Fahrzeuge gefahrlos in geschlossenen Räumen betrieben werden können, keine Schmierstoffe benötigen, längere Strecken als Spielzeuge oder Modelle mit Federaufzugantrieb fahren können und sich bei kleinen Abmessungen leichter realisieren lassen als Fahrzeuge mit Dampfantrieb oder mit Verbrennungsmotor. Bei diesen Autos kann es sich sowohl um maßstäblich verkleinerte Modelle echter Autos mit mehr oder minder großer Detailtreue handeln als auch um Fantasieprodukte.
Es werden auch Rennen mit ferngesteuerten Elektroautos durchgeführt.
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↑Johannes Hübner, Udo Kessler, Philip Schuster:Deep Dive Elektroumbau. Alles, was Sie wissen müssen, um Ihr Fahrzeug auf Elektro umzurüsten. 2023,ISBN 978-3-9825063-0-2.
↑Versicherungstipps für Elektroautos und E-Bikes: Berechnung der Haftpflicht erfolgt nicht nach der Spitzenleistung, sondern nach der Dauerleistung in kW (z. B. Tesla S85D: Spitzenleistung 386 kW, Dauerleistung 67 kW).
↑Bundesumweltministerium:PDF. Abgerufen am 11. April 2016.
↑Markus Henrichs: CO2-Kostenspirale für neue Pkw. In: vdi-nachrichten.com. 13. Februar 2015, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 11. April 2016; abgerufen am 5. Juni 2025.
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