Extremtest : Wenn das Elektroauto auf arktische Kälte trifft

Opel und BMW prüfen bei 25 bis 40 Grad minus die Tauglichkeit ihrer Elektroautos Ampera, i3 und i8. Nicht nur die Reichweite der Batterie ist im Winter ein Problem.
BMW testet einen Prototypen des Elektroautos i3 in Nordschweden. © press-inform/Hersteller

Der Anblick auf das Thermometer verheißt nichts Gutes. Minus 14 Grad Celsius zeigt die Quecksilbersäule am Morgen noch an. Die Nacht davor war extrem kalt. Da haben schon herkömmliche Fahrzeuge Probleme anzuspringen. Doch wie sieht das erst mit Elektroautos aus, etwa mit dem Opel Ampera oder den BMW-Modellen i3 und i8? Die Lithiumionen-Batterie, von der der Elektromotor den Strom bezieht, verhält sich bei Temperaturschwankungen und Minusgraden besonders sensibel. Dabei geht es nicht allein um die erheblich sinkende Reichweite einer Akkuladung.

Um zu prüfen, wie winterfest die Batterie ist, setzen die Ingenieure den Energieträger arktischen Temperaturen aus. Bei Opel kam der Stromspeicher in die Kältekammer mit minus 40 Grad. "Wir wollten verstehen, wie lange es braucht, bis die Batterie auf die Umgebungstemperatur auskühlt", sagt Opel-Ingenieur Christian Kunstmann, der sich um die Entwicklung der Lithiumionen-Batterien im Ampera kümmert. Nach einer Woche waren die Akkus minus 40 Grad kalt.

Dass bei dieser Temperatur ein Betrieb unmöglich ist, liegt auf der Hand. Der Akku muss sich an der Ladestation mindestens auf minus 25 Grad aufwärmen, um betriebsbereit zu sein. Nach einer Stunde an der Steckdose ist die Mindesttemperatur erreicht. Dann lässt sich der Ampera starten. Zunächst arbeitet der Verbrennungsmotor und sorgt für Erwärmung, denn die Temperierung der Batterie ist in den Kühlkreislauf des Range-Extenders eingebunden. Erst ab minus 10 Grad kann der Elektromotor allein arbeiten, dann schaltet sich der Verbrenner in der 2013er-Version des Opel-Hybriden aus.

ESP dem Antrieb angepasst

Um die Sicherheit der Stromversorgung im Alltag zu garantieren, werden sämtliche Lade- und Betriebszustände des Akkus bis ins Detail erprobt: neu, teilentladen oder leer. Besonders heikel sind die dünnen Kühlkanäle. Sie dürfen nicht an- oder zufrieren, da sonst die Flüssigkeit nicht mehr ungehindert fließen kann. Dann wäre Kühlung nicht mehr gewährleistet, für die Lithiumionen-Batterie wäre das fatal. Darum wird ein Kühlmittel verwendet, das bis minus 40 Grad frostsicher ist.

Doch der Akku ist in einem Elektrofahrzeug nur ein Teil der Technik, die auch bei hohen Minusgraden problemlos funktionieren muss. Bei Elektromotoren liegt – anders als bei einem Verbrennungsmotor – das volle Drehmoment schon aus dem Stand an. Dadurch fährt ein Elektroauto besonders flott an. Das kann auf eisglatten Straßen mit wenig Reibung zum Problem werden. Um genügend Haftung zu gewährleisten und die Fahrstabilität zu sichern, mussten die Traktionskontrolle und das Eingreifen der Fahrdynamikregelung (ESP) neu justiert werden. Das Gleiche gilt für die Rekuperationsbremse im Ampera.

Der Rest des Wintertestprogramms unterscheidet sich nicht von demjenigen, dem andere Fahrzeuge unterzogen werden: Auch das Fahrwerk, die Lenkung und die Materialien des Interieurs werden bei enormer Kälte geprüft. Was bei minus 40 Grad nicht knistert und knackt, macht auch in normalen Klimaregionen keine Geräusche.

Kommentare

17 Kommentare Seite 1 von 3 Kommentieren

Auch wenn sie vor Geschwindigkeit Angst haben...

... die meisten haben es nicht. Geschwindigkeit hat nichts damit zu tun ob wir fossile oder erneuerbare Energien verbrauchen.

Und warum man nicht einfach die 45km/h Schrubber auf 50km/h anheben kann, damit sie vollwertige Verkehrsmittel werden erschliesst sich mir sowieso nicht.

Den alten olympischen Gedanken des "Schneller, Hoeher, Weiter" werden Sie so schnell nicht aus den Menschen herausbringen, und das ist auch gut so. Ohne ihn sind wir zur Stagnation verdammt.

Den alten olympischen Gedanken des "Schneller, Hoeher, Weiter"..

...werden Sie so schnell nicht aus den Menschen herausbringen, und das ist auch gut so
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Ich habe an keiner Stelle in den griechschen Klassikern Hinweise auf "Formel1" gefunden. Die klassischen Reportagen über den Berufsverkehr im antiken Athne, antike olymische Autorennen scheinen verloren gegangen zu sein. :-))
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"Schneller, Höher, Weiter" bezog/bezieht sich auf den Menschen OHNE Hilfsmittel, nach "alter" Olympiaidee sogar ohne Kleidung!
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Alles andere ist "Doping" und das sollte doch nicht zur Grundlage olympischer Ideen gehören.
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Btw. Spitzentempo ist kein Masstab für Mobilität. Durchschnitt und Effizienz sind doch die Messgrößen.
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Und da zeigt JEDES Modell und die Praxis des Individualverkehrs, das gleichmässiges Tempo im Bereich 80-100 auf der Autobahn und 30-50 in der Stadt die beste AUSLASTUNG der Strassen bringen.
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Ergo: Schnellfahrer produzieren Staus:-)
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Weiss
Sikasuu
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(Der mit dem Rad (im Berufsverkehr) <=15km Strecke (das sind > 50% der in Deutschland mit dem Auto gefahreren Strecken) im Ballungsraum, Tür zu Tür, fast jedes "Rennen" gegen ein Auto gewinnt! :-))
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Auto=Schnitt 20-25km/h und dann noch die Parkplatzsuche:-))

Klar... das musste ja kommen.

Ach ja, sie duerften dann auch kein Fahrrad benutzen, in keinem Haus wohnen, moderne Aerzte meiden, und vor allem(!) nicht dieses neumod'sche Teufelszeug Kompjuder benutzen!

Und Zuege und Flugzeuge sind schon mal ganz passe', da evil und ueberhaupt, bei mehr als 20km/h wird der Mensch ja auch wahnsinnig! (Wurde wirklich bei der Einfuehrung der Eisenbahn geglaubt!)

Theorie und Praxis

Die theoretisch zugelassen Höchstgeschwindigkeiten werden in der Praxis nie erreicht. Deswegen ist ihre Senkung auch vollkommen sinnlos. Der größte Teil deutscher Autobahnen ist jetzt schon begrenzt, was die Höchstgeschwindigkeit betrifft, und ich verleihe demjenigen das goldene Lenkrad, der es in der Stadt auf eine Durchschnittsgeschwindigkeit von 50 km/h schafft und dabei die Verkehrsregeln einhält.
Außerdem bevorzuge ich sichere Autobahnen ohne Geschwindigkeitsbegrenzung (wie in Deutschland) als im Gegensatz dazu Autobahnen mit höheren Unfallzahlen aber mit Geschwindigkeitsbegrenzung. Diesen statistischen Fakt kann wohl kaum jemand leugnen.

Brennstoffzellen in der Kältekammer

Eine Brennstoffzelle an Bord könnte so manches Problem lösen.
Und viele neue Probleme schaffen.

Sobald eine Brennstoffzelle unter 0°C abgekühlt wird, gefriert das im vorhergehenden Betrieb entstandene Wasser und zerstört Membranen und Katalysatoren.
Selbst wenn Sie es schaffen die Bz vor dem Gefrieren 100% trocken zu bekommen, wird sie sicher nicht bei -40°C starten sondern muß vorher auch aufgeheizt werden.
Woher kommt die Energie dafür?

Dass der Rest des Ampera ebenfalls auf -40°C abgekühlt war und der Verbrennungsmotor trotzdem gleich angesprungen ist, bezweifle ich auch sehr stark. Bei diesen Temperaturen gefrieren idR sogar Blei-Säure-Starterakkus, und selbst wenn nicht geht ihr Leistungsvermögen gegen Null.

In Sibirien löst man dieses Problem indem man die Automotoren von September bis März durchlaufen läßt, in Skandinavien haben viele Parkplätze Stromanschlüsse für elektrische Motorwärmer.

So gravierend sind die vermeintlichen Nachteile von E-Autos bei großer Kälte also nicht im Vergleich zu Verbrennern.
Nur die el. Innenraumheizung frißt relativ viel Energie, aber hier kommen die seit Jahrzehnten bekannten Lösungen aus dem deutschen Mittelstand von Webasto und Eberspächer.