Der Anbruch des Elektroautos
Elektroautos – definiert als Fahrzeuge, die von Elektromotoren mit Batterieenergie angetrieben werden – erobern weiterhin große Fortschritte im Automobilsektor. Autoglas Deutschland erklärt
Der Markt hat sie bis vor kurzem als langweiliges und teures Yuppie-Spielzeug angesehen – fast wie Golfbuggys auf Steroiden.
Elektroautos sind jedoch jetzt Teil des Mainstream-Marktes, und sie werden hierbleiben.
Geschichte des Elektroautos
Nur wenige Menschen wissen, dass es Elektrofahrzeuge seit 1839 gibt – und dass diese Fahrzeuge zu einem bestimmten Zeitpunkt prominenter waren – als ihre Gegenstücke mit Verbrennungsmotor (ICE).
Sibrandus Stratingh, Ányos Jedlik und Robert Anderson erfanden zwischen 1828 und 1839 das erste Elektroauto. Doch erst 1881 präsentierte Gustave Trouvé der Welt ein brauchbares Fahrzeug.
Später, im Jahr 1884 – zwanzig Jahre vor dem Aufkommen des Modell-T von Ford – entwickelte Thomas Parker aus Wolverhampton ein Fahrzeug mit wiederaufladbaren Batterien mit hoher Kapazität.
Historiker betrachten heute Andreas Flockens „Flocken Elektrowagen“ von 1888 als das erste richtige Elektroauto.
Aufgrund des leisen Komforts und der Benutzerfreundlichkeit von Elektroautos (keine problematischen Getriebe) gab es Ende des 19. Jahrhunderts 30.000 Elektrofahrzeuge. Denken Sie daran, dass der ICE noch in den Kinderschuhen steckte – und nicht sehr praktisch.
1897 begannen die USA und Großbritannien mit dem Einsatz von Elektrotaxis, als Taxis noch von Pferden gezogen wurden. Unternehmen wie Walter Bersey (London), die Electric Storage Battery Company (Philadelphia), Anthony Electric, Baker, Columbia, Edison und Detroit Electric waren prominent.
Bemerkenswert ist, dass Elektroautos im 18. Jahrhundert alle Landgeschwindigkeitsrekorde hielten. Camille Jenatzy erreichte 1899 105,88 km/h.
Die Verbesserung des ICE mit schneller Betankung, niedrigeren Produktionskosten und elektrischen Anlassern (ironisch) führte schließlich zu einer neuen Ära im Massenverkehr (und zu erheblichen Umweltschäden).
Drei Entwicklungen, die Elektrofahrzeuge wieder ins Rampenlicht gerückt haben, sind:
- der Metall-Oxid-Halbleiter in den 1950er Jahren
- der Single-Chip-Mikroprozessor und
- Die Lithium-Ionen-Batterie von John Goodenough, Rachid Yazami und Akira Yoshino aus den 1980er Jahren.
Aufgrund von Emissionsbedenken drängte das California Air Resources Board in den 1990er Jahren auf emissionsfreie Fahrzeuge, aber der Antrieb war nicht erfolgreich.
Tesla Motors lieferte 2008 seinen „Roadster“ aus – das erste vollelektrische Auto mit Straßenzulassung, das von Lithium-Ionen-Batterien angetrieben wird und mit einer einzigen Ladung 320 km zurücklegen kann. Produkte von Nissan und Mitsubishi folgten schnell. Bis dahin führten staatlicher Druck und Anreize in Europa und China zu einer kompletten Renaissance des Elektroautos.
2019 kürte das Magazin „Motor Trend“ das Tesla Model S zum „ultimativen Auto“. Bis Juni 2021 wurde das Model 3 mit einer Million verkaufter Einheiten zum weltweit meistverkauften Elektroauto.
Warum bewegt sich die Welt in Richtung Elektroautos?
Die erhebliche Verringerung der Luftverschmutzung (Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid, Blei und Stickoxide) zusammen mit der geringeren Beschaffung und Produktion fossiler Brennstoffe machen Elektroautos in der heutigen Welt ideal.
Emissionen aus der großtechnischen Stromerzeugung sind in der Regel weniger schädlich als die Nutzung von ICE. Mit der Beschleunigung der Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien und grüner Energie sollte sich das Verhältnis weiter verbessern.
Forscher gehen davon aus, dass die Gesamtrechnung für die erforderliche Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge in weniger als drei Jahren den Einsparungen bei den Gesundheitskosten entsprechen könnte.
Verschiedene Länder führen Anreize für Elektrofahrzeuge ein und regeln die schrittweise Abschaffung von IEC-Fahrzeugen.
Welche Vorteile hat ein Elektrofahrzeug?
Kurz gesagt, Elektrofahrzeuge sind leise und haben keine Abgasemissionen, aber betrachten wir das Kleingedruckte.
Kosten
Im Jahr 2020 waren die Kosten für den Besitz eines Elektroautos in den USA und der EU aufgrund niedrigerer Kraftstoff- und Wartungskosten geringer als bei einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor.
Zu berücksichtigende Faktoren sind:
- Jährliche Fahrstrecke
- Steuern, Subventionen
- Stromtarife
- Anreize für Elektrofahrzeuge (EV)
Derzeit machen die Batteriekosten eines Elektrofahrzeugs ein Viertel des Gesamtverkaufspreises des Autos aus, aber dieser Wert sinkt weiter.
Strom ist tendenziell billiger als Kraftstoff pro Kilometer Fahrt, aber die Stromkosten variieren zwischen den Standorten wie bei Benzin.
Leistung
Elektroautos haben ein gutes Leistungsgewicht und beeindruckend flache Drehmomentkurven, was das Fahren aufregend macht (fragen Sie jeden Tesla-Besitzer).
EVs beschleunigen aufgrund geringer Antriebsstrangverluste, einfacher Getriebe (normalerweise ein oder zwei feste Übersetzungsverhältnisse) und des Fehlens von Kupplungen zügig.
Teslas Roadster beschleunigt in 1,9 Sekunden von 0 auf 97 km/h.
Effizienz
Ein Benzinmotor hat thermodynamische Grenzen und ist daher ineffizient – er verwendet nur 15 Prozent seines Kraftstoffenergieinhalts, um das Auto und seine Systeme anzutreiben.
Andererseits liegt der Wirkungsgradbereich eines Elektrofahrzeugs zwischen 60 und 70 Prozent.
Das regenerative Bremssystem eines Elektrofahrzeugs ist ein weiterer Energiesparer – es
spart bis zu einem Fünftel der Gesamtenergie, die beim Bremsen verloren geht, und verringert den Bremsverschleiß (Senkung der Wartungskosten).
Heizung
Die meisten Elektrofahrzeuge verwenden elektrische Widerstandsheizungen. Dennoch sind Wärmepumpen effizienter und werden immer häufiger (Nissan Leaf und Tesla Roadster).
Um die Batterielebensdauer zu verlängern, verfügen einige Elektrofahrzeuge über eine Plug-in-Vorheizfunktion.
Der Prius von Toyota ermöglicht externe Solarbatterien, um den Innenraum zu kühlen, wenn das Fahrzeug steht.
Sicherheit
Aufgrund der Batterien eines Elektrofahrzeugs ist es normalerweise schwerer als sein ICE-Pendant. Insassen in einem schwereren Auto sind im Falle einer Kollision normalerweise sicherer.
Elektroautos haben ihre Batterien in der Regel unter dem Boden, was ihnen einen niedrigen Schwerpunkt und ein sicheres Fahrverhalten verleiht.
Die Medien haben über Brände in Plug-in-Elektrofahrzeugen berichtet. Tatsache ist, dass die Häufigkeit von EV-Bränden geringer ist als bei ICE-Fahrzeugen über die gleiche Entfernung.
Fahrzeug-zu-Netz-Pufferung
Eine neuartige Möglichkeit, Stromnetze zu unterstützen (zu puffern), besteht darin, dass Elektrofahrzeuge das Netz während Spitzenbedarfszeiten (zur Tageszeit, wenn Strom teuer ist) mit Strom versorgen. Das Aufladen der Fahrzeugbatterie kann außerhalb der Spitzenzeiten erfolgen (nachts, wenn der Strom billiger ist), wodurch überschüssige Stromerzeugung absorbiert wird.
Lebensspanne
Im Durchschnitt garantieren die Hersteller Lithium-Ionen-Batterien in ihren Fahrzeugen für acht Jahre oder 150.000 km. Die sorgfältige Handhabung (Laden) von Batterien sollte eine maximale Lebensdauer gewährleisten.
Dem Recycling gebrauchter Lithium-Ionen-Batterien wird in Zukunft sicher viel Aufmerksamkeit geschenkt.
Welche Nachteile haben Elektroautos?
Anfangskosten
Im Vergleich zu einem gleichwertigen Benzinauto ist der Anschaffungspreis des Elektrofahrzeugs aufgrund der Batteriekosten hoch.
Dieser Preis sinkt (die neuesten Batterien sind nur noch ein Bruchteil im Vergleich zu vor zehn Jahren), und staatliche Subventionen helfen bei der Erschwinglichkeit.
Neuere Batterien sind billiger, da sie nicht auf Nickel und Kobalt angewiesen sind.
Ladestationen
Diese sind nicht so verbreitet wie normale Tankstellen. Dennoch nimmt ihre Zahl aufgrund staatlicher Anreize täglich zu. Auch Privathaushalte und Arbeitnehmerunternehmen installieren die notwendige Infrastruktur.
Bereich
Die Reichweite von Elektrofahrzeugen war früher begrenzt, aber die Fortschritte in Richtung einer höheren Laufleistung gehen weiter.
Bestimmte Modelle können 500 km pro Ladung zurücklegen, und Schätzungen gehen von einer Reichweite von 1.000 km gegen Mitte des Jahrhunderts aus.
