Vielleicht haben Sie schon einmal gehört: Vielerorts ist es wirklich sehr kalt draußen. Tiefkühle haben diese Woche weite Teile der USA heimgesucht; Schnee und Eisregen sind über Nordeuropa hinweggefegt. Das alles ist alles andere als ideal für Elektrofahrzeuge, die in der Vergangenheit die Kälte nicht geliebt haben. Eine Handvoll Tesla-Supercharger-Stationen in Chicago machte Schlagzeilen Diese Woche war die Batterie einiger von den Temperaturen betroffener Elektrofahrzeuge völlig leer und musste abgeschleppt werden.
Elektrofahrzeuge haben es bei kaltem Wetter aus zwei Gründen schwer. Eine davon ist chemisch: Lithium-Ionen-Batterien, die für Elektroautos (und Telefone) verwendet werden, basieren auf Lithiumionen, die von ihren negativ geladenen Leitern (Kathoden) zu den positiv geladenen Leitern (Anoden) wandern. Durch Kälte bewegen sich die Ionen langsamer zur Anode, was bedeutet, dass es schwieriger ist, eine kalte Batterie aufzuladen als eine geröstete. Der andere Grund ist praktischer: Kaltes Wetter bedeutet, dass Autoinsassen eher die Heizung einschalten, und die zum Aufwärmen eines Autos verwendeten Heizungen beziehen Strom aus der elektrischen Batterie. Dadurch verringert sich die Reichweite teilweise erheblich. Tests von AAA, Verbraucherberichteund das Datenunternehmen für Elektrofahrzeugbatterien Wiederkehrend haben herausgefunden, dass Temperaturen unter dem Gefrierpunkt die Reichweite von Fahrzeugen um etwa 16 bis 46 Prozent verringern. (Sehr kaltes Wetter verringert sich auch die Laufleistung benzinbetriebener Fahrzeuge um 15 bis 24 Prozent.)
Aber in den letzten Jahren hat eine Heldentechnologie des Klimawandels Einzug in Elektrofahrzeuge gehalten, die ihre Probleme bei kaltem Wetter verbessert, aber nicht gelöst hat: Wärmepumpen. Wärmepumpen übertragen Wärme von außerhalb des Fahrzeugs, um die Fahrgäste warm zu halten und so zu vermeiden, dass der Batterie zu viel Strom entzogen wird. Und ja, Wärmepumpen können auch dann noch warme Luft ins Auto bringen, wenn es draußen eiskalt ist, wenn auch mit gemischtem Erfolg. So kontraintuitiv es auch klingen mag, es gibt immer noch eine gute Menge Wärme, die aus der Luft gewonnen werden kann, die beispielsweise 10 Grad Fahrenheit beträgt.
Heutzutage sind Wärmepumpen in vielen, aber nicht allen neuen Elektrofahrzeugen verbaut. Teslas sind seit 2021 mit einer proprietären Wärmepumpentechnologie ausgestattet. Jaguars I-Pace verfügt über eine eingebaute, ebenso wie die neuesten Autos der i-Serie von BMW, der Ioniq 5 von Hyundai, der neueste e-Tron von Audi und das neue elektrifizierte Flaggschiff von Kia, der EV9.
„Jedes Elektrofahrzeug, das derzeit auf den Markt kommt und keine Wärmepumpe hat, ist bereits ein Dinosaurier“, sagt John Kelly, Professor für Automobiltechnik und Dozent mit Schwerpunkt auf Hybrid- und Elektrofahrzeugtechnologie an der Weber State University.
Wärmepumpen sind äußerst effizient, da sie Wärme aus vorhandenen Quellen übertragen, anstatt sie selbst zu erzeugen. Wenn Sie also in einem Haus einen Ofen verwenden, verbrennen Sie Gas, das den Planeten erwärmt, um neue Wärme zu erzeugen, die dann um das Gebäude herumgeblasen wird. Stattdessen entzieht eine Wärmepumpe der Außenluft Wärme und pumpt sie ins Innere.
Das gleiche Prinzip gilt für Wärmepumpen in Elektrofahrzeugen. Ein Auto mit Verbrennungsmotor verbrennt Benzin, um das Fahrzeug anzutreiben, erzeugt dabei jedoch eine Menge Abwärme, die dann in den Innenraum gepumpt wird. Elektrofahrzeuge sind deutlich effizienter, da mehr als drei Viertel ihres Stroms für den Antrieb der Räder aufgewendet werden US-Bundesdaten. Das bedeutet, dass weniger Abwärme zum Auffangen und Erwärmen der Passagiere anfällt. Mit einer Wärmepumpe kann ein Elektrofahrzeug der Außenluft Wärme entziehen – auch wenn es draußen bitterkalt ist –, um den Innenraum zu erwärmen sogar seine Batteriewodurch die Effizienz des Fahrzeugs bei kaltem Wetter erhöht wird.