E-Autos laden & fahren bei Frost - Wissenswertes

Im Winter benötigen Elektroautos deutlich mehr Energie als im Sommer. Doch wieso eigentlich? Und wie kann man den Energieverbrauch optimieren? Erklärungen, Messwerte, praktische Tipps.

• Im Schnitt 20 bis 30 Prozent mehr Verbrauch
• Heizung für Batterie und Innenraum zehren am Akku
• Im Kurzstreckenbetrieb sogar 50 Prozent weniger Reichweite
• Keine Gefahr, im Stau zu erfrieren 

Wer mit dem Elektroauto das erste Mal im Winter unterwegs ist, der wird – im doppelten Wortsinn – kalt erwischt. Denn kaum fallen die Temperaturen unter den Nullpunkt, schnellen die Verbräuche in die Höhe. Warum? Die erste Antwort leuchtet sofort ein: Der Innenraum, die Scheiben, eventuell auch die Sitze und das Lenkrad müssen mit elektrischer Energie aus der Antriebsbatterie beheizt werden. Denn: Wer will schon frieren im Automobil?

Doch es gibt noch einen weiteren Grund für die Reichweitenverluste. Dem Akku, der im Fahrzeugboden verbaut ist, wird es nämlich ebenfalls kalt: Seine Wohlfühltemperatur liegt zwischen 20 und 40 Grad Celsius. In diesem Bereich funktioniert die Elektrochemie am besten und der Akku kann seine volle Energie-Kapazität entfalten. Also muss es das Auto irgendwie hinbekommen, den Akku bei Laune, sprich: in diesem Temperaturfenster zu halten. Im Winter ist das eine Herausforderung für die Technik. 

• Problemstellung: Akku-Heizung
• Kälte-Messungen im Vergleich
• Reichweiten auf Kurz- und Pendlerstrecken
• Vorteil E-Auto: Vorheizung des Innenraums
• Akku-Vortemperierung zum Schnellladen
• Heizen im Stau sehr lange möglich
• Tipps zum E-Auto fahren im Winter

Wichtig: Akku-Größe und Heizstrategie 

Um einen vollständig ausgekühlten Akku von mehreren hundert Kilogramm Masse wieder aufzuwärmen, wird eine große Menge Energie benötigt. Je größer der Akku und je kälter die Außentemperatur, desto mehr Energie ist nötig. Üblicherweise bewegen sich die Mehrverbräuche in der kalten Jahreszeit zwischen 10 bis 30 Prozent, Bei Minustemperaturen auf der Kurzstrecke kann der Verbrauch eines Elektroautos aber auch um bis zu 50 Prozent ansteigen – entsprechend sinkt die Reichweite auf der Bordcomputer-Anzeige. 

Ganz entscheidend sind die verbaute Heiztechnik und die Heizstrategie für den Akku. Die Strategie bestimmt jeder Autohersteller so, wie er es für richtig hält. Dafür programmiert er eine Software. Das Ziel: So wenig Energie wie möglich, aber so viel Energie wie nötig aufzuwenden, um den Akku ideal zu wärmen. 

Manche Hersteller haben für ihr E-Auto eine vergleichsweise gute Strategie gefunden, andere meinen es mit dem Heizen der Antriebsbatterie aber auch zu gut. Zum Beispiel VW beim ID.3, der nach einem Kaltstart besonders viel Energie verbraucht. Diese Winterschwäche des ID.3 ist inzwischen bekannt – und ein Software-Update zur Verbesserung der Heizstrategie wird von den ID-Nutzern sehnlichst erwartet.

Um dem Problem allgemein Herr zu werden, setzen die Autohersteller auf Wärmepumpen. Doch eine teure Wärmepumpe allein ist noch kein Garant für Effizienz, wie aktuelle Tests zeigen. Vielmehr muss das Heizungs-Gesamtpaket gut aufeinander abgestimmt sein. 

Energieverlust bei Kälte: Messungen im Vergleich 

Um die Energieverluste bei unterschiedlichen Außentemperaturen einzuschätzen und mit Zahlen zu belegen, hat der ADAC verschiedene Messprotokolle analysiert und mit mehreren Elektrofahrzeugen auch selbst Messungen durchgeführt. Die Ergebnisse basieren auf drei unterschiedlichen Versuchsreihen und Szenarien:

• Green NCAP Messungen auf dem Prüfstand 
• Realversuche auf dem ADAC Testgelände
• Verbrauchsprotokolle aus ADAC Dauertests

Bei den Prüfstandsmessungen im Rahmen von Green NCAP werden die Messergebnisse bei Außentemperaturen von minus 7 und plus 14 Grad Celsius miteinander verglichen. Zugrunde liegt der WLTP-Messzyklus mit einer Länge von 23 Kilometer und einer Dauer von 30 Minuten. Vor den Fahrten bei -7 °C und +14 °C stehen die Elektroautos mehrere Stunden im temperierten Prüfstand. Das Vortemperieren entspricht der Situation, wenn das Auto morgens gestartet wird, nachdem es über Nacht im Freien gestanden hatte.

Die Verbrauchsfahrten des ADAC auf dem Testgelände in Penzing wurden bei plus 20 und 0 Grad Celsius durchgeführt. Das Tempo war für jeden Streckenabschnitt klar definiert und wechselte – zügig beschleunigt – zwischen 30 km/h, 50 km/h, 80 km/h und 120 km/h ab. Der Testparcours endete für jedes E-Fahrzeug nach 90 Minuten, bis die Gesamtstrecke von 100 Kilometern absolviert war. Die Testfahrzeuge waren ebenfalls entsprechend vortemperiert. 

Die dritte Säule für die Auswertung bilden die Testprotokolle von Elektro-Dauertestfahrzeugen, die beim ADAC im Dienstalltag das ganze Jahr über gefahren werden. Hier sind Verbrauchsmittelwerte pro 100 Kilometer aus dem Sommer- und dem Winterbetrieb gebildet worden, auf Grundlage der Bordcomputer-Anzeigen. Äußere Bedingungen, Fahrer und Fahrstile sowie Streckenprofile variierten ständig. 

Messungen Prüfstand: -7 und +14 °Celsius

Die Messungen zeigen: Auf der Kurz- oder Pendlerstrecke, welche durch den Fahrzyklus bei Green NCAP dargestellt werden, steigt der Verbrauch eines Elektroautos massiv an, wenn die Außentemperatur deutlich unter dem Gefrierpunkt liegt – im Extremfall bis auf das Doppelte. Der Fiat 500e mit dem kleinen 37-kWh-Akku schneidet im Vergleich am besten ab: Der Mehrverbrauch des kleinen Italieners liegt bei nur rund 35 Prozent. Auffällig viel Strom zog der VW ID.3: Hier wurde ein Anstieg des Verbrauchs um fast 100 Prozent ermittelt.

Dabei ist der VW ID.3 im Gegensatz zum Fiat 500e mit einer Wärmepumpe ausgestattet. Doch die Wärmepumpe hat dem Volkswagen nicht wirklich geholfen. Außer dem VW ID.3 hatten auch der Nissan Leaf und der Renault Zoe eine Wärmepumpe an Bord. 

Grundsätzlich haben Wärmepumpen zwar ein beachtliches Energiesparpotential, doch gut gedacht, ist nicht automatisch gut gemacht: Die Messergebnisse zeigen, dass eine Wärmepumpe nicht zwangsläufig niedrige Verbräuche zur Folge hat. 

Die Verbrauchszunahme von Elektroautos auf der Kurzstrecke hat eine entsprechend reduzierte Gesamtreichweite bei sehr kalten Temperaturen zur Folge, sofern der Akku zwischen den Fahrten immer wieder auskühlt. 

Reichweiten auf Kurz- und Pendlerstrecken 

Messungen Testgelände: 0 und +20 °Celsius

Bei den Verbrauchsfahrten auf dem Testgelände in Penzing herrschten für die Fahrzeuge einheitliche Bedingungen: Individuelle Einflüsse durch Verkehr oder Fahrer wurden hier ausgeschlossen. Bei  Außentemperaturen um den Gefrierpunkt verbrauchten die Testfahrzeuge spürbar mehr Strom als bei Temperaturen um 20 Grad. Bei Kälte am meisten verbrauchte erneut der VW ID.3, der sich gut 30 Prozent mehr Energie genehmigte. Dahinter folgen – jeweils mit 21 Prozent Mehrverbrauch– der Renault Zoe und der Peugeot e-208. 

Die Unterschiede zu den Messergebnissen von Green NCAP erklären sich zum einen durch die geringere Kälte, bei denen die Tests stattfanden. Zum anderen dadurch, dass es sich hier um Fahrten von 100 Kilometer Länge handelte. Auf der Green NCAP-Kurzstrecke (nur 23 Kilometer) wirkt sich die anfängliche Heizenergie für Innenraum und Akku deutlich stärker auf den Durchschnittsverbrauch aus als bei längeren Fahrten. Wenn der Innenraum einmal komplett aufgeheizt ist, braucht es auch nur noch wenig Energie, um die Temperatur zu halten. 

Dauertest Protokolle: Sommer und Winter 

Nochmal deutlich werden die Unterschiede zwischen kalten und warmen Jahreszeiten im ADAC E-Dauerlauf. Ein Opel Ampera-e, ein Renault Zoe so wie ein VW e-Up sind ganzjährig im Dauereinsatz auf öffentlichen Straßen unterwegs. Dabei dokumentieren die ADAC Tester die Bordcomputerwerte des Verbrauchs. Sehr unterschiedliche Fahrstrecken, Fahrstile und Verkehrseinflüsse führen zwar zu stark variierenden Werten pro Fahrt. Doch im Mittel ergeben sich – je nach Testfahrzeug – winterbedingte Mehrverbräuche von 25 bis 31 Prozent. 

Fazit: Hohe Verluste im Winter

Die Energie-Verbräuche von Elektroautos – und damit auch die Stromkosten – sind im Winter signifikant höher. Ganz besonders spürbar wird dies für Berufspendler bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt. Reichweitenverluste auf der Kurzstrecke sind meistens jedoch eher unproblematisch. Denn in der Regel hat man ja genug Gelegenheiten, das Auto immer wieder nachzuladen: Ganz bequem an der Wallbox zu Hause, an der Ladestation vor dem Supermarkt oder beim Arbeitgeber. Außerdem darf man nicht vergessen, dass auch ein Diesel oder Benziner im Winter mehr Kraftstoff konsumiert. Benziner im Mittel um plus 15 Prozent, Diesel plus 24 Prozent (Werte: Green NCAP). 

Vorteil E-Auto: Es wird sofort warm

Trotz dieser Nachteile hat ein Elektroauto jedoch auch Vorteile im Winter. Denn jedes E-Auto hat serienmäßig eine Standheizung und kann vorgeheizt werden – gesteuert über eine App zum Beispiel. Weshalb auch das Eiskratzen oft erspart bleibt. Ist das Fahrzeug zum Laden angeschlossen, wird der Strom fürs Vorheizenzudem aus dem Stromnetz anstelle der Batterie entnommen und kostet so keine Reichweite. Und selbst wenn nicht vorgeheizt wird, kommt beim Elektroauto in kürzester Zeit warme Luft aus dem Gebläse, 

Wichtig: Vortemperierung zum Schnellladen 

Ein kalter Akku wirkt sich auch negativ beim Schnellladen aus. Liegt die Akkutemperatur nicht im Wohlfühlbereich, reduziert das Batteriemanagement zur Schonung der Batterie die Ladeleistung – das Schnellladen dauert spürbar länger. 

Einige Hersteller koppeln die Akkuheizung mit dem Navigationssystem, um die Batterie entsprechend am Zwischenziel 'Schnelladestation' vorzutemperieren. Da es der Nutzer aber am besten weiß, wann er schnellladen möchte, sollte er den Akku auch manuell für die Schnellladung konditionieren können. Eine Temperaturanzeige der Batteriewäre in jedem Fall hilfreich – so wie beim Verbrenner die Anzeige für die Kühlmitteltemperatur. 

Kältetest: Keine Angst vor dem Stau

Testszenario: Die Autos nächtigen bei Frost unter Strom© ADAC/Test und Technik

In diesem Zusammenhang gilt es, mit einem Gerücht aufzuräumen. Denn hartnäckig hält sich das Vorurteil, bei einem Elektroauto wäre im Stau die Batterie so schnell leer, dass man fürchten müsse, zu (er)frieren. Doch ein ADAC Versuch hat bewiesen: Ein E-Auto verbraucht im Stand selbst im Winter relativ wenig Energie. Mit einem Elektroauto im Stau darf die Heizung auch bei eisiger Kälte problemlos mehrere Stunden auf Wohlfühltemperaturen laufen.

Der Test: Ein Renault Zoe Z.E. 50 und ein VW e-up wurden mit einer angenehmen Innenraumtemperatur von 22 Grad und angeschalteter Sitzheizung im aktiven Betriebsmodus abgestellt. Die Fahrzeugbeleuchtung war auf Standlicht geschaltet, damit das Fahrzeug auch im Stau stets sichtbar wäre. Die anschließende Nacht brachte strengen Frost von -9 bis -14 °C. 

Das Ergebnis: Nach 12 Stunden waren beim Renault Zoe nur etwa 70 Prozent und beim VW e-up etwa 80 Prozent des Akkus verbraucht. Der Leistungsbedarf für den elektrischen Verbrauch lag also beim e-up im Schnitt bei rund 2 Kilowatt, beim Renault Zoe bei 3 Kilowatt.

Das bedeutet: Auch bei solch extremen winterlichen Bedingungen könnte man mit der 52 Kilowattstunden großen Batterie des Zoe bis zu 17 Stunden und mit den 32,3 Kilowattstunden des kleinen e-up 15 Stunden ausharren.

ADAC Tipps: So kommen Sie gut durch den Winter

• Heizen Sie das Auto vor, wenn es am Stromnetz hängt. Dann kommt die Heizenergie nicht aus der Antriebsbatterie. Das Vorheizen kann häufig in den Fahrzeugeinstellungen oder – noch einfacher – per App programmiert bzw. gestartet werden. Zum Vorheizen sind je nach Fahrzeug zirka 15 Minuten ausreichend. 
• Parken Sie möglichst in einer Garage, um ein extremes Auskühlen des Akkus zu vermeiden.
• Halten Sie Türen und Fenster nicht länger offen als notwendig.
• Schalten Sie die Heizung auf Umluft: Im Umluftbetrieb wird der Innenraum schneller erwärmt .
• Stellen Sie die Innenraumheizung gegebenenfalls etwas niedriger ein. Nutzen Sie Sitzheizung, Lenkradheizung und Heizdrähte in der Windschutzscheibe, die effizienter arbeiten als die Luftheizung .
• Schalten Sie den Fahrmodus auf "Eco". Das reduziert oder verhindert auch ein Durchdrehen der Räder und spart Energie.
• Vermeiden Sie kurze Fahrten mit langen Standzeiten dazwischen, da der Innenraum und die Batterie abkühlen und immer wieder neu aufgeheizt werden müssen.
• Rechnen Sie bei Kälte mit einem etwas anderen Bremsverhalten: Die Rekuperation kann dann auch spürbar schwächer sein.
• Zum Schnellladen muss die Batterie auf Betriebstemperatur sein: Eine ausgekühlte Batterie begrenzt die Ladeleistungen merklich. Es ist also effektiver, eine Ladung mit hoher Leistung abends nach der Fahrt als morgens vor der Fahrt vorzunehmen.
• Kalkulieren Sie ein, dass sich bei kalter Batterie die Ladedauer erhöht.
• Manche Elektroautos bieten eine Sparfunktion in der Heizung, bei der vorwiegend der Fahrerplatz beheizt wird. Nutzen Sie diese Funktion, wenn Sie allein im Auto sitzen.
• Viele Hersteller bieten ihre E-Autos mit einer Wärmepumpe als Extra an. Ist die Reichweite im Winter ein relevantes Kriterium, kann diese Investition sinnvoll sein.

Sicherheit geht vor

• Energie zu sparen darf niemals auf Kosten der Sicherheit gehen! So müssen alle Scheiben stets eis- und beschlagfrei sein. Und auch am Licht (z.B. in der Dämmerung) darf keinesfalls gespart werden.
• Planen Sie im Winter auch für Ihre gewohnten Stammstrecken eine ausreichende Reichweitenreserve ein.
• Fahren Sie bei sehr glatter und rutschiger Fahrbahn extrem vorsichtig und vermeiden Sie allzu starke Rekuperation (Bremsenergierückgewinnung), indem Sie eine schwache Rekuperationsstufe wählen und den Fuß vorsichtig vom Fahrpedal anheben.

Stromverbrauch Elektroautos: Die Unterschiede sind groß

Bei Elektroautos gibt es große Unterschiede bei Verbrauch und Reichweite, das zeigt der realitätsnahe ADAC Ecotest. Aktuelle E-Autos im Vergleich – vom günstigen Seat Mii bis zum teuren Tesla Model X.