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Die Bestandteile des Elektroautos: Der Akku

Coverbild zum Artikel Die Bestandteile des Elektroautos Der Akku von Team Bergmann

Man nehme: Einen Akku, eine Karosserie, Reifen – und was eigentlich noch? Wir zeigen euch was es braucht, damit ein E-Auto ins Rollen kommt. Los geht’s mit der Batterie.

In unseren bisherigen Artikeln haben wir den Akku oft als Herz des Elektroautos bezeichnet. Und ohne Herz kein Stromkreislauf. Elektroautos beziehen ihren Strom aus Hochvoltbatterien (kurz HV-Batterien). Denn sie bieten eine extrem hohe Energiedichte auf engem Raum und sparen so wertvollen Platz im Fahrzeug. Dabei kommen vorwiegend Metall-Hydrid-Batterien oder Lithium-Ionen-Batterien zum Einsatz. Hochvoltbatterien werden aufgrund ihrer guten Speichereigenschaften auch in Photovoltaik-Speicheranlagen verwendet. So können Haushalte ihren selbst produzierten Solarstrom speichern und damit sogar Stromausfälle überbrücken. 

Ob im E-Auto oder der PV-Speicheranlage – der Akku besteht aus Zellen. Insgesamt gibt es drei typische Zellformen, die verbaut werden. Welche davon die beste für Automobile ist, steht immer wieder zur Diskussion. Denn das Zellenformat beeinflusst nicht nur das gesamte Layout der Batterie, sondern auch deren Kühlung.

Tesla setzt auf Rundzellen

Die Rundzelle – oder auch zylindrische Zelle – ist die einfachste Form der E-Akku-Zellen. Ihren Ursprung hat sie im Consumer-Bereich: Laptops, Smartphones und Co. werden ebenfalls von Lithium-Ionen-Rundzellen mit Energie versorgt. Durch den weit verbreiteten Einsatz von Rundzellen in der Unterhaltungselektronik, hat man sich über die Jahre viel Produktionserfahrung aufgebaut. Sie können mittlerweile sehr gut automatisiert gefertigt werden. Nachteilig ist jedoch deren aufwendige Kühlung – besonders das Innere der Zellen kann überhaupt nicht gekühlt werden. 

Branchenführer Tesla schwört schon seit langem auf die Akkuform – und fährt damit ziemlich gut. Denn die Batteriepacks haben die höchste Energiedichte und das niedrigste Gewicht aller E-Akkus in Autos. Auch die Konkurrenz hat die Vorteile der Rundzellen mittlerweile erkannt. So hat der BMW Konzern im Mai bekanntgegeben, bei der Neuen Klasse ab 2025 ebenfalls Rundzellen zu verbauen.

Liebling der deutschen Autobauer: Prismatische Zellen

Modelle wie der VW e-Golf und der BMW i3 setzen auf prismatische Zellen, auch Hardcase-Zellen genannt. Deren Größe variiert zwischen der einer CD-Hülle und einer VHS Kassette. Ihr Gehäuse besteht meist aus Metall. Das macht sie besonders stabil, sicher und geeignet für Serienproduktion und Recycling. Auch hier stehen Entwickler jedoch vor dem Problem der Kühlung.

Pouchzellen

Pouchzellen, aufgrund ihres Aussehens auch Coffee-Bag-Zellen genannt, sind in eine Hülle aus Aluminiumfolie verpackt und nochmals isoliert. Sie sind leicht und können durch ihre weiche Hülle flexibel eingebaut werden. Der große Vorteil gegenüber Rundzellen und prismatischen Zellen sind ihre sehr guten Kühleigenschaften. Die meisten Elektroautos haben Pouchzellen verbaut, u.a. der smart #1, der Audi e-tron und der Hyundai IONIQ.

Fasst man mehrere einzelne Zellen in Gruppen zusammen, entsteht ein Zellmodul. Bei Pouchzellen und prismatischen Zellen sind das zwischen zwölf und 50, während ein Zellmodul aus Rundzellen aus einigen Hundert Zellen besteht. 

Das Batteriepack

Hat man mehrere Zellmodule gebaut, montiert man sie in ein Batteriegehäuse. Das schützt die Zellen vor äußerlichen Schäden. Damit die Betriebstemperatur von 40 Grad Celsius nicht überschritten wird, installiert man ein Kühlsystem, das den Kühleigenschaften der Zellform angepasst wird. In diesem Kühlkreislauf verwendet man entweder Kühlwasser oder ein gasförmiges Kältemittel

Damit man als Fahrer eines E-Autos über den aktuellen Ladestand Bescheid weiß, muss der Akku mit dem Fahrzeug kommunizieren. Hier kommt das Batteriemanagementsystem (BMS) ins Spiel. Es überwacht zum Beispiel den aktuellen Zustand der Batterie und beugt Tiefentladung und Überladung vor.

Skateboard-Architektur im Elektroauto?

Damit ist die optimale Lage des Batteriepacks im E-Auto gemeint. Und die befindet sich zwischen den beiden Achsen. Auf diese Weise wird das hohe Gewicht des Akkus gleichmäßig verteilt, Insassen und Gepäck haben genügend Platz. 

Das teuerste, schwerste und komplexeste Teil ist schon mal gut verstaut. Weiter geht es in unserer Artikelserie mit dem Ladesystem, den Anbauteilen und dem Antrieb. Stay tuned!

Kompakter Schutz für dein E-Auto – vom Akku bis zur Karosserie

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Elektromobilität: Das Glossar

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Von Batterietechnologien über Elektrofahrzeuge bis hin zur Ladeinfrastruktur – erfahre mehr über die Schlüsselbegriffe der Elektromobilität in unserem umfassenden Nachschlage-Artikel.

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Unser Mobilitätsangebot legt zunehmend einen Fokus auf nachhaltige, emissionslose Fahrzeuge. Dabei ist es entscheidend, die Begriffe und Technologien zu verstehen, die unsere Zukunft mitgestalten. Hier ist unser Glossar der Elektromobilität, das laufend erweitert wird.

Von Batterietechnologien über Ladeinfrastruktur bis hin zu verschiedenen Arten von Elektrofahrzeugen – dieses Glossar dient als Schlüssel zum Verständnis der vielfältigen und innovativen Welt der Elektromobilität

Elektromobilität Glossar: Die Oberbegriffe

Bevor wir in die Details der einzelnen E-Fahrzeuge eintauchen, gilt es die gängisten Begriffe rund um E-Mobilität zu definieren. Hier ist die Übersicht:

Reichweite

Die Reichweite eines Elektrofahrzeugs bezieht sich auf die Strecke, die das E-Fahrzeug mit einer einzigen Ladung zurücklegen kann. Es ist ein wichtiger Faktor für die Akzeptanz und praktische Anwendung von Elektrofahrzeugen.

Ladeinfrastruktur

Die Ladeinfrastruktur umfasst Ladestationen und Netzwerke, die es E-Fahrzeugen ermöglichen, ihre E-Akkus aufzuladen. Sie besteht aus verschiedenen Arten von Ladestationen, wie Schnellladestationen, Wechselstromladestationen und Heimladegeräten, wie Wallboxen.

AC-Laden

AC steht für Wechselstrom (Alternating Current). Das AC-Laden bezieht sich auf das Aufladen von Elektrofahrzeugen über eine Wechselstromquelle. Typischerweise geschieht dies über herkömmliche Haushaltssteckdosen oder spezielle Ladestationen, die AC-Strom bereitstellen. AC-Laden wird oft für langsames oder mittelschnelles Laden verwendet und eignet sich gut für das Aufladen über einen längeren Zeitraum, beispielsweise über Nacht.

DC-Laden

DC steht für Gleichstrom (Direct Current). Das DC-Laden bezieht sich auf das Aufladen von Elektrofahrzeugen über Gleichstromquellen. Schnellladestationen nutzen DC, da sie eine direkte Verbindung zur Fahrzeugbatterie herstellen können, was ein schnelleres Laden ermöglicht. DC-Laden ist ideal für Situationen, in denen ein schnellerer Ladevorgang erforderlich ist, beispielsweise entlang von Autobahnen oder für den schnellen Nachschub an Energie während kurzer Pausen.

Mikromobilität

Mikromobilität bezieht sich auf verschiedene Formen von umweltfreundlichen, kurzen Transportwegen mit E-Scootern, E-Bikes und mehr. Die Fahrzeuge der Mikromobilität sind ideal für kurze Pendelstrecken und reduzieren den Verkehr in belebten Städten.

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Deine Versicherung: Mehr Begriffe als ein Elektromobilität Glossar

Unser Versicherungs-Vokabular reicht weit über die Begriffe rund um E-Mobilität hinaus. Wir checken Polizzen, klären über Deckungssummen auf und beraten dich für deine optimale Versicherungslösung. Dabei schauen wir vor allem auf eines: Dass du garantiert nie zu viel bezahlst.  Starte fix versichert ins Jahr 2024 und vereinbare jetzt ein kostenloses Erstgespräch.

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E-Auto

Dieser Teil unseres Elektromobilität Glossars widmet sich Begriffen rund um das E-Auto und allem was dazugehört.

 

Elektrofahrzeug

Ein Elektrofahrzeug ist ein Fahrzeug, das ausschließlich oder teilweise von einem oder mehreren Elektromotoren angetrieben wird. Aufgeladen wird es an einer Ladestation. Es gibt verschiedene Arten von Elektrofahrzeugen, darunter batterieelektrische Fahrzeuge (BEV) und Plug-in-Hybride (PHEV). Vollständig elektrische Fahrzeuge führen zu einem Betrieb ohne Kraftstoffverbrauch und Emissionen

Batterieelektrisches Fahrzeug (BEV)

Ein BEV wird allein durch einen E-Akku angetrieben und benötigt keine Verbrennung von Kraftstoff. Es ist vollständig elektrisch und emittiert während des Betriebs keine Schadstoffe.

Hybridfahrzeuge (HEV)

Diese Fahrzeuge kombinieren einen herkömmlichen Verbrennungsmotor mit einem Elektromotor und einer Batterie. Sie können Energie beim Bremsen zurückgewinnen (Rekuperation) und speichern, um die Effizienz zu erhöhen.

Plug-in-Hybridfahrzeug (PHEV)

Ähnlich wie HEVs kombinieren sie Verbrennungsmotor und Elektromotor, haben aber eine größere Batterie, die extern aufgeladen werden kann. Dies ermöglicht es ihnen, längere Strecken rein elektrisch zurückzulegen. Es kann also sowohl mit einem E-Akku als auch mit Kraftstoff betrieben werden und bietet eine begrenzte rein elektrische Reichweite.

Brennstoffzellenfahrzeuge (FCEV)

Diese nutzen Wasserstoff als Treibstoff, der in einer Brennstoffzelle in Elektrizität umgewandelt wird, um den Elektromotor anzutreiben. Das einzige Nebenprodukt ist Wasser.

Elektrofahrzeuge mit Solarunterstützung

Einige Fahrzeuge integrieren Solarzellen, um die Batterien direkt aufzuladen oder bestimmte Funktionen wie die Klimaanlage zu unterstützen, was die Effizienz verbessert.

Lithium-Ionen-Batterie

Die Lithium-Ionen-Batterie ist eine der gebräuchlichsten Batterietechnologien in Elektrofahrzeugen. Sie bietet eine gute Energiedichte und Wiederaufladbarkeit.

Feststoffbatterie

Die Zukunft des Elektroantriebs: Für höchste Reichweiten und kürzeste Ladezeitenn hoffen die Autohersteller auf den Lithium-Ionen-Akku mit festen Elektrolyten. Doch bis die Feststoffbatterie im Elektroauto auf der Straße ist, wird es noch einige Jahre dauern. 

Regenerative Bremsen

Regenerative Bremsen wandeln die kinetische Energie eines Fahrzeugs beim Bremsen in elektrische Energie um und speisen sie zurück in den E-Akku. Dies hilft, die Reichweite von Elektrofahrzeugen zu erhöhen und die Energieeffizienz zu verbessern. Siehe dazu auch: Rekuperation.

Wasserstoff

In Brennstoffzellenfahrzeugen wird Wasserstoff als Brennstoff verwendet, der mit Sauerstoff reagiert, um Elektrizität zu erzeugen. Diese Elektrizität treibt den Elektromotor an, wobei als einziges Nebenprodukt Wasser entsteht.

Synthetische Kraftstoffe (e-Fuels):

Diese werden durch synthetische Prozesse, oft unter Verwendung von erneuerbarer Energie und Kohlendioxid aus der Luft, hergestellt. Sie können in bestehenden Verbrennungsmotoren eingesetzt werden und gelten als klimaneutral, wenn sie vollständig mit erneuerbaren Energien hergestellt werden.

E-Scooter

Damit sind elektrische Kickscooter gemeint, die sich seit mehreren Jahren steigender Beliebtheit erfreuen. Das wichtigste im Überblick:

Gesetzliche Vorgaben für E-Scooter

  • Ein E-Scooter darf in Österreich eine Maximalleistung von 600 Watt haben bzw. eine maximale Geschwindigkeit von 25 km/h erreichen. Sollte er darüber liegen, ist er als E-Moped zu typisieren und anzumelden. 
  • Mit einem Hauptwohnsitz in Österreich darfst du deinen privaten E-Scooter in Deutschland nicht fahren. Dort gelten andere Regeln, wie z. B. die Versicherungspflicht und die Kennzeichenpflicht (dieses erhältst du nur mit einem Hauptwohnsitz in Deutschland).

IP-Schutzklasse

Dabei handelt es sich um ein Klassifizierungssystem, das angibt, wie widerstandsfähig dein E-Scooter gegenüber Staub und Wasser ist.

E-Bike

E-Bike, Pedelec oder S-Pedelec? Die Begriffe werden oft synonym verwendet, unterscheiden sich im Detail jedoch stark. Hier erfährst du mehr:

E-Bike / Elektrofahrrad

Ein Fahrrad, das einen Elektromotor verwendet. E-Bikes fahren damit komplett ohne deine eigene Muskelkraft und schöpfen ihren Antrieb aus dem E-Akku.

Rekuperation

Manche E-Bikes laden ihren E-Akku bei Talfahrten oder starken Bremsvorgängen selbst wieder auf. Dieses Phänomen wird als Rekuperation bezeichnet. Diese Option findest du jedoch nicht nur bei E-Bikes, sondern auch bei E-Autos und anderen Fahrzeugen.

Pedelec

Das Pedelec ist wie ein „normales“ Fahrrad – und fährt sich auch so. Es sei denn, du möchtest elektrische Unterstützung. Dann kannst du den E-Motor einschalten und emissionslos cruisen.

S-Pedelec

Das S-Pedelec hat eine höhere Motorleistung (ca. 4.000 Watt) und bringt mehr gesetzliche Auflagen mit sich. In Österreich brauchst du zum Fahren den Mopedführerschein. Es gilt eine Helmpflicht. Ganz wichtig: Fahren auf dem Fahrradweg ist mit dem S-Pedelec tabu

Mittelmotor, Frontmotor, Heckmotor

Damit wird die Position des Elektromotors am E-Bike beschrieben. Die Begriffe sind dabei selbsterklärend: Der Mittelmotor befindet sich in der Mitte des Rahmens, der Frontmotor am Vorderrad und der Heckmotor am Hinterrad.

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