Der Akku eines Elektroautos befindet sich im Boden des Fahrzeugs
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Elektroautos – welche Rolle spielt das Gewicht?

Wegen ihres Akkus gelten E-Autos als Schwergewichte. Ihnen wird nachgesagt, aufgrund der zusätzlichen Masse mehr Strom zu verbrauchen, was wiederum eine geringere Reichweite bedeutet. Studienergebnisse zeigen aber, dass diese Annahme zu kurz greift. Denn es sind noch weitere Faktoren für die Reichweite von Bedeutung.

Wegen ihres Akkus gelten E-Autos als Schwergewichte. Ihnen wird nachgesagt, aufgrund der zusätzlichen Masse mehr Strom zu verbrauchen, was wiederum eine geringere Reichweite bedeutet. Studienergebnisse zeigen aber, dass diese Annahme zu kurz greift. Denn es sind noch weitere Faktoren für die Reichweite von Bedeutung.

Das und mehr erfahren Sie hier über das Gewicht von E-Autos:

  • E-Autos sind wegen ihres Akkus schwerer als vergleichbare Verbrenner.
  • Schwerere Elektroautos müssen nicht zwingend mehr Energie verbrauchen.
  • Bei Batterien ist die Energiedichte bedeutsamer als die Größe.
  • Auch für E-Autos bleiben Leichtbau und Aerodynamik wichtig.

Wie schwer sind E-Autos?

Ähnlich wie bei Modellen mit Verbrennungsmotor hängt die Antwort auf diese Frage vom jeweiligen Fahrzeugtyp ab. In der Regel sind E-Autos und Plug-in-Hybride aber tatsächlich schwerer als vergleichbare Benziner oder Diesel. Im Schnitt liegt der Unterschied bei etwa 300 Kilogramm. Der Grund dafür ist die E‑Auto-Batterie. Je nach Modell wiegt der Akku bei reinen E-Fahrzeugen meist zwischen 200 und 700 Kilogramm. Beim Plug-in liegt die Spanne in der Regel bei 75 bis 170 Kilogramm.

Prinzipiell hat ein größerer Akkumulator beziehungsweise dessen höheres Gewicht aber auch Vorteile. Dadurch, dass die Batterie bei den Fahrzeugen der ID. Familie von Volkswagen am Boden des Fahrzeugs eingebaut wird, liegt der Schwerpunkt des Autos tiefer. Und das sorgt für mehr Fahrspaß und eine besonders gute Straßenlage. Vor allem in Kurven verhält sich ein Elektroauto dank des günstig platzierten Gewichts sehr stabil. Aufgrund der besseren Kapazität zeigen größere Batterien obendrein eine höhere Lebensdauer und Ladeleistung. Letzteres sorgt dafür, dass das Elektroauto schneller lädt – ein Pluspunkt, der vor allem auf Langstrecken nützlich ist. Daraus ergibt sich Flexibilität für spontane Fahrten und eine Zeitersparnis dank weniger Ladestopps.

Gewicht ist für Reichweite von E-Autos weniger entscheidend als gedacht

Verglichen mit dem Verbrennungsmotor wird der E-Antrieb besonders in einem Punkt kritisch beäugt: der Reichweite. Diese wird aktuell noch über große Batterien mit entsprechender Kapazität erreicht. Heute sind in den meisten Elektrofahrzeugen Lithium-Ionen-Akkus verbaut. Trotz ihrer hohen Energiedichte und der Fortschritte in Sachen Effizienz sind diese Batterien noch immer recht schwer. Das wirkt sich auch auf die Last des Fahrzeugs aus. Und weil es mehr Masse bewegen muss, sorgen die zusätzlichen Kilos für einen höheren Verbrauch an Strom.

Daher lautete bisher die Annahme, dass Elektroautos möglichst leicht sein sollen, um weitere Strecken zurücklegen zu können. Eine Untersuchung von 2017 hat jedoch gezeigt, dass die Masse von Elektrofahrzeugen doch keine entscheidende Rolle für deren Reichweite spielt. Das MOTION Institut (früher: Center Automotive Research) der Universität Duisburg-Essen hat dafür je ein E-Modell von zwei verschiedenen Herstellern unter gleichen Bedingungen getestetOpens an external link. Die Forschenden sind mit den beiden Autos auf einer 100 Kilometer langen Strecke gefahren – jeweils einmal im leeren Zustand sowie mit einer Zuladung von 100, 200 und 300 Kilogramm. Für jede Fahrt wurde dabei der Energieverbrauch ermittelt. Das Ergebnis: Obwohl die Elektroautos schwerer wurden, stieg der Verbrauch nur geringfügig an. Verglichen mit der Testfahrt ohne Zuladung benötigte eines der Fahrzeuge mit maximalem Ballast nur 0,6 Prozent mehr Energie. Beim zweiten Elektroauto lag die höchste Differenz bei 0,57 Kilowattstunden (kWh), was einem Mehrverbrauch von 0,3 Litern Benzin pro 100 Kilometer entspricht.

Über das Ladekabel wird die Batterie des Elektroautos geladen
E-Autos werden nicht über nur das Ladekabel, sondern auch die Rekuperation mit Energie versorgt.

Den Grund für den vernachlässigbaren Anstieg sieht das MOTION-Team zum einen in der grundsätzlich hohen Effizienz des E-Motors. Zum anderen trägt hierzu die Rekuperation bei. Das heißt, dass beim Bremsen die Bewegungsenergie des Autos über den Elektromotor in elektrische Energie umgewandelt und in die Batterie eingespeist wird. Der Akku wird unterwegs also nachgeladen, was einen Teil des Mehrverbrauchs wieder ausgleicht. Die Rekuperation hängt jedoch stark vom Fahrprofil ab und kann den Gewichtsnachteil auch nicht vollständig kompensieren. Bei den meisten Autos mit Verbrennungsmotor hat die Bremskraftrückgewinnung technisch bedingt einen deutlich geringeren Wirkungsgrad, weshalb dieser Effekt bei ihnen noch weniger Einfluss hat.

Energiedichte: Auch kleinere Batterien können Autos weit bringen

Obwohl vieles für einen größeren Akku spricht, kann die kleinere Batterie schon heute eine sehr gute Alternative sein. Inzwischen haben Autokunden sogar bei verschiedenen Modellen die Wahl und können die Größe des Akkus aussuchen. Zudem werden die Batterien von Elektroautos kontinuierlich weiterentwickelt. Während sie inzwischen kleiner und günstiger geworden sind, ist ihre Kapazität gewachsen – und damit die mögliche Fahrzeugreichweite. Die Größe des Akkus ist daher nicht mehr das einzige Kriterium. Viel wichtiger sind nun die Energie- und Leistungsdichte. Bei Ersterem handelt es sich um die speicherbare Energie pro Kilogramm oder Volumeneinheit (Wh/kg oder Wh/l). Die zweite Größe gibt an, wie viel Leistung der Akku pro Kilogramm (W/kg) abgeben kann. Verbessern sich diese beiden Werte, muss eine gute Batterie weder groß noch voluminös sein.

Lithium-Ionen-Zellen einer Elektroauto-Batterie
Effizientere Akkus mit hoher Lebensdauer können der Elektromobilität einen Schub verleihen, ohne weiteren Ballast für die E-Autos zu bedeuten.

Kleine leichte, effiziente Batterien mit hoher Lebensdauer bleiben das Ziel. Aktuell werden Fahrzeuge mit Elektromotor in der Regel von einem Lithium-Ionen-Akku mit Strom versorgt. Dieser gilt aufgrund seiner starken Leistung als bester Energiespeicher auf dem Markt. Das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI) rechnet vor, dass E‑Auto-Batterien derzeit im Schnitt über eine Energiedichte von etwa 200 Wh/kg verfügen. Dieser Wert könnte in den nächsten Jahren auf 350 Wh/kg steigen. Noch höher ginge es mit den bisherigen Lithium-Ionen-Batterien wohl kaum, so das Fraunhofer ISI. Daher arbeitet die Forschung längst an einer Alternative. Momentaner Hoffnungsträger ist etwa die Feststoffbatterie, die im Labor beeindruckende Energiedichten erreicht.  

Straßentauglich ist die Feststoffzelle für Autos jedoch noch nicht. Ein Beispiel dafür ist der Lithium-Polymer-Akku. Er ist die Weiterentwicklung der Lithium-Ionen-Batterie und ist leichter sowie flexibler formbar. So lässt er sich extrem dünn bauen und würde im Fahrzeug weniger Platz benötigen. Allerdings erfordert diese Art von Akku ein aufwendiges Lade- und Temperaturmanagement, weil er sich leicht selbst entzünden kann. Nichtsdestotrotz wird weiterhin am Akku der Zukunft getüftelt. Vielversprechende Kandidaten für den Durchbruch im Batterien-Segment gibt es gerade einige, hoch gehandelt wird etwa ein Akku auf Graphen-Basis.

Der Leichtbau bleibt bei E-Fahrzeugen wichtig

Bis effizientere und leichtere Batterien auf den Markt kommen, werden E-Autos mit ganzheitlichem Blick weiterentwickelt. Um ihre Reichweite zu erhöhen und damit die E‑Mobilität noch attraktiver zu machen, bleibt das Gewicht also weiterhin eine sinnvolle Stellschraube. Deshalb wird heute bei der Fahrzeugkonzeption zum Beispiel stärker auf Leichtbau gesetzt. Die Schlüsseltechnologie soll mit leichteren Materialien wie Aluminium oder faserverstärktem Kunststoff das Gewicht des Fahrzeugs insgesamt reduzieren. Das beeinflusst nicht nur dessen Reichweite positiv, sondern auch die Beschleunigung. Allerdings sind die leichteren Komponenten aktuell noch teuer. Daher sollen neue Produktionsverfahren entwickelt werden, um die Leichtbauwerkstoffe günstiger herstellen zu können.

Für die Reichweite brauchen Elektrofahrzeuge einen niedrigen Luftwiderstand

Neben der Gesamtlast, dem Fahrstil und der Batteriekapazität gibt es einen weiteren Faktor, der die Reichweite eines E-Autos beeinflusst. Und das ist die Aerodynamik. Die ist bei einem elektrisch betriebenen Fahrzeug sogar noch wichtiger als bei einem Verbrenner. Ein schweres E‑Auto fährt im Stadtverkehr trotz seines Gewichts effizient, weil es einen großen Teil der Beschleunigungsenergie vor der nächsten roten Ampel zurückgewinnt. Die Energie aber, die benötigt wird, um den Luft- und Rollwiderstand zu überwinden, kann die Rekuperation nicht zurückholen. Dies gilt besonders bei Fahrten mit gleichbleibender Geschwindigkeit, etwa auf der Autobahn. Schon bei Geschwindigkeiten ab etwa 70 Kilometern pro Stunde treten der Rollwiderstand und die Massenträgheit hinter den Luftwiderstand zurück. Gerade für solche Situationen ist eine gute Aerodynamik wichtig, damit nicht unnötig viel Energie auf Kosten der Reichweite verloren geht.

Erst wenn alle Faktoren im Einklang sind, kann das Elektrofahrzeug die bestmögliche Reichweite erzielen. 

2.
ID.4: Stromverbrauch (kombiniert): 17,5–15,5 kWh/100 km (NEFZ); CO2-Emission in g/km: 0; Effizienzklasse: A+++
3.
Bildliche Darstellungen können vom Auslieferungszustand abweichen.
4.
Tiguan eHybrid: Kraftstoffverbrauch in l/100 km: kombiniert 1,6; Stromverbrauch in kWh/100 km: kombiniert 13,8; CO₂-Emission in g/km: kombiniert 35; Effizienzklasse: A+++

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Volkswagen AG Disclaimer

1.
Die angegebenen Verbrauchs- und Emissionswerte wurden nach den gesetzlich vorgeschriebenen Messverfahren ermittelt. Seit dem 1. September 2017 werden bestimmte Neuwagen bereits nach dem weltweit harmonisierten Prüfverfahren für Personenwagen und leichte Nutzfahrzeuge (Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Procedure, WLTP), einem realistischeren Prüfverfahren zur Messung des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Emissionen, typgenehmigt. Ab dem 1. September 2018 wird der WLTP schrittweise den neuen europäischen Fahrzyklus (NEFZ) ersetzen. Wegen der realistischeren Prüfbedingungen sind die nach dem WLTP gemessenen Kraftstoffverbrauchs- und CO2-Emissionswerte in vielen Fällen höher als die nach dem NEFZ gemessenen. Dadurch können sich ab 1. September 2018 bei der Fahrzeugbesteuerung entsprechende Änderungen ergeben. Weitere Informationen zu den Unterschieden zwischen WLTP und NEFZ finden Sie unter www.volkswagen.de/wltp.

Aktuell sind noch die NEFZ-Werte verpflichtend zu kommunizieren. Soweit es sich um Neuwagen handelt, die nach WLTP typgenehmigt sind, werden die NEFZ-Werte von den WLTP-Werten abgeleitet. Die zusätzliche Angabe der WLTP-Werte kann bis zu deren verpflichtender Verwendung freiwillig erfolgen. Soweit die NEFZ-Werte als Spannen angegeben werden, beziehen sie sich nicht auf ein einzelnes, individuelles Fahrzeug und sind nicht Bestandteil des Angebotes. Sie dienen allein Vergleichszwecken zwischen den verschiedenen Fahrzeugtypen. Zusatzausstattungen und Zubehör (Anbauteile, Reifenformat usw.) können relevante Fahrzeugparameter, wie z. B. Gewicht, Rollwiderstand und Aerodynamik, verändern und neben Witterungs- und Verkehrsbedingungen sowie dem individuellen Fahrverhalten den Kraftstoffverbrauch, den Stromverbrauch, die CO2-Emissionen und die Fahrleistungswerte eines Fahrzeugs beeinflussen.

Weitere Informationen zum offiziellen Kraftstoffverbrauch und den offiziellen, spezifischen CO2-Emissionen neuer Personenkraftwagen können dem „Leitfaden über den Kraftstoffverbrauch, die CO2-Emissionen und den Stromverbrauch neuer Personenkraftwagen“ entnommen werden, der an allen Verkaufsstellen und bei der DAT Deutsche Automobil Treuhand GmbH, Hellmuth-Hirth-Str. 1, 73760 Ostfildern-Scharnhausen (www.dat.de/co2) unentgeltlich erhältlich ist.

Effizienzklassen bewerten Fahrzeuge anhand der CO2-Emissionen unter Berücksichtigung des Fahrzeugleergewichts. Fahrzeuge, die dem Durchschnitt entsprechen, werden mit D eingestuft. Fahrzeuge, die besser sind als der heutige Durchschnitt werden mit A+++, A++, A+, A, B oder C eingestuft. Fahrzeuge, die schlechter als der Durchschnitt sind, werden mit E, F oder G beschrieben. Die hier gemachten Angaben beziehen sich jeweils auf die EG-Typgenehmigung des gewählten Modells und dessen Serienausstattung gem. Richtlinie 2007/46/EG. Von Ihnen im Zuge der Konfiguration gewählte Sonderausstattung kann dazu führen, dass Ihr konfiguriertes Modell aufgrund der gewählten Ausstattung einem anderen genehmigten Typ entspricht, als dies ohne gewählte Sonderausstattung der Fall wäre. Daraus können sich Abweichungen der Angaben für Ihr konfiguriertes Modell ergeben. Bei den angegebenen CO2-Werten handelt es sich um die Werte, die im Rahmen der Typgenehmigung des Fahrzeugs ermittelt wurden.
  • Die in dieser Darstellung gezeigten Fahrzeuge und Ausstattungen können in einzelnen Details vom aktuellen deutschen Lieferprogramm abweichen. Abgebildet sind teilweise Sonderausstattungen der Fahrzeuge gegen Mehrpreis.

    Bitte beachten Sie auch unseren Konfigurator für eine Übersicht der aktuell verfügbaren Modelle und Ausstattungen.Die Angaben beziehen sich nicht auf ein einzelnes Fahrzeug und sind nicht Bestandteil des Angebots, sondern dienen allein Vergleichszwecken zwischen den verschiedenen Fahrzeugtypen.
  • Bitte beachten Sie die allgemeingültigen Corona Regelungen. 
  • Die angegebenen Verbrauchs- und Emissionswerte wurden nach den gesetzlich vorgeschriebenen Messverfahren ermittelt. Seit dem 1. September 2017 werden bestimmte Neuwagen bereits nach dem weltweit harmonisierten Prüfverfahren für Personenwagen und leichte Nutzfahrzeuge (Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Procedure, WLTP), einem realistischeren Prüfverfahren zur Messung des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Emissionen, typgenehmigt. Ab dem 1. September 2018 wird der WLTP schrittweise den neuen europäischen Fahrzyklus (NEFZ) ersetzen. Wegen der realistischeren Prüfbedingungen sind die nach dem WLTP gemessenen Kraftstoffverbrauchs- und CO2-Emissionswerte in vielen Fällen höher als die nach dem NEFZ gemessenen. Dadurch können sich ab 1. September 2018 bei der Fahrzeugbesteuerung entsprechende Änderungen ergeben. Weitere Informationen zu den Unterschieden zwischen WLTP und NEFZ finden Sie unter www.volkswagen.de/wltp.

    Aktuell sind noch die NEFZ-Werte verpflichtend zu kommunizieren. Soweit es sich um Neuwagen handelt, die nach WLTP typgenehmigt sind, werden die NEFZ-Werte von den WLTP-Werten abgeleitet. Die zusätzliche Angabe der WLTP-Werte kann bis zu deren verpflichtender Verwendung freiwillig erfolgen. Soweit die NEFZ-Werte als Spannen angegeben werden, beziehen sie sich nicht auf ein einzelnes, individuelles Fahrzeug und sind nicht Bestandteil des Angebotes. Sie dienen allein Vergleichszwecken zwischen den verschiedenen Fahrzeugtypen. Zusatzausstattungen und Zubehör (Anbauteile, Reifenformat usw.) können relevante Fahrzeugparameter, wie z. B. Gewicht, Rollwiderstand und Aerodynamik, verändern und neben Witterungs- und Verkehrsbedingungen sowie dem individuellen Fahrverhalten den Kraftstoffverbrauch, den Stromverbrauch, die CO2-Emissionen und die Fahrleistungswerte eines Fahrzeugs beeinflussen.

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