Arten von Elektroautos: HEVs, PHEVs, BEVs, FCEVs

Haben Sie sich jemals gefragt, was ein Batterie- oder Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug von einem Hybrid- oder Plug-in-Hybridfahrzeug unterscheidet?

Möglicherweise haben Sie den Begriff „elektrifiziert“ zur Beschreibung eines Fahrzeugs gehört. Ungeachtet dessen, wie es sich anhört, ist ein elektrifiziertes Fahrzeug nicht immer gleichbedeutend mit einem Elektrofahrzeug. Jedes Elektrofahrzeug ist elektrifiziert, aber nicht jedes elektrifizierte Fahrzeug ist vollelektrisch und einige verfügen noch über Verbrennungsmotoren.

Elektrifizierte Pkw und Lkw lassen sich in vier Hauptkategorien einteilen: Hybrid-Elektrofahrzeuge wie der Toyota Prius; Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (PHEVs) wie der Mitsubishi Outlander PHEV; batterieelektrische Fahrzeuge (BEVs), einschließlich des Tesla Model 3; und Wasserstoff-Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge wie der Toyota Mirai. Wenn Autohersteller versprechen, ihre Fahrzeugpalette „vollständig zu elektrifizieren“, meinen sie in der Regel das Angebot einer Kombination von Fahrzeugen, die in eine der vier oben genannten Kategorien fallen.

Möglicherweise haben Sie auch den Begriff „Mild-Hybrid“ gehört. Ein Beispiel ist der Full-Size-Pickup Ram 1500, dessen 3,6-Liter-V6-Motor serienmäßig mit dem eTorque-Hybridunterstützungssystem der Marke ausgestattet ist. Während diese Technologie dabei hilft, Kraftstoff zu sparen oder bei Bedarf zusätzliche Leistung hinzuzufügen, kann diese Art von Hybrid-Assistenzsystem ein Fahrzeug nicht ohne den Einsatz des benzinbetriebenen Motors antreiben. Aus diesem Grund schafft es es nicht in die Liste der vier Elektroauto-Kategorien.

Schauen wir uns ihre Gemeinsamkeiten und Unterschiede sowie die Vor- und Nachteile jedes Typs an.

Hybride sind die am häufigsten elektrifizierten Autos. Das beliebteste Exemplar dieser Rasse, der Sprit verbrauchende Toyota Prius, ist seit mehr als zwei Jahrzehnten im Handel. Der Antriebsstrang eines Hybrids besteht aus einem Verbrennungsmotor gepaart mit mindestens einem Elektromotor und einem Batteriepaket. Bedenken Sie, dass es sich hierbei um denselben grundlegenden technischen Entwurf handelt, der auch in einem Plug-in-Hybridfahrzeug zum Einsatz kommt, obwohl wir gleich noch näher auf PHEVs eingehen werden.

Beispielsweise wird der 150 PS starke 2,0-Liter-Vierzylinder des Prius 2023 mit zwei Elektromotoren gepaart, und diese drei Kraftquellen werden so kombiniert, dass ein stufenloses Automatikgetriebe (CVT) entsteht, das die Kraft nach vorne verteilt Räder. Der Prius kann kurzzeitig rein elektrisch fahren, allerdings nur bei niedrigen Geschwindigkeiten. Über das regenerative Bremssystem des Fahrzeugs wird Energie in die Batterie zurückgespeist. Im Gegensatz zu Plug-in-Hybriden und batterieelektrischen Fahrzeugen muss ein Hybridfahrzeug nie über eine Steckdose aufgeladen werden.

Da der Benzinmotor und die Elektromotoren zusammenarbeiten, um das Fahrzeug anzutreiben, handelt es sich beim Prius um einen sogenannten Parallelhybrid. Im Gegensatz dazu verfügt ein Serienhybrid über einen ähnlichen Aufbau, allerdings treibt nur der Elektromotor das Auto an. Der Benzinmotor dient lediglich als Bordgenerator, um die Batterie aufzuladen und die Reichweite zu erhöhen. Das kürzlich eingestellte Stadtauto BMW i3 war mit einem Serie-Hybrid-Antrieb erhältlich.

Selbst der technikfeindlichste Autokäufer wird den Unterschied zwischen einem Hybrid- und einem Plug-in-Hybrid schnell erkennen. Das Unterscheidungsmerkmal ist hier die Größe des Akkupacks. Ein Plug-in-Hybrid verfügt über eine größere Batterie, die in der Lage ist, das Fahrzeug über eine beträchtliche Distanz elektrisch anzutreiben, typischerweise im Bereich von 20 bis 50 Meilen, bevor der Benzinmotor zur Unterstützung einspringen muss.

Fahrer eines voll aufgeladenen 2o23 Mitsubishi Outlander PHEV können beispielsweise allein mit Batteriestrom schätzungsweise 38 Meilen fahren, bevor der Benzinmotor anspringt. Oftmals gehen die Vorteile eines Plug-in-Hybrids über die Kraftstoffeinsparungen hinaus, die durch das Fahren mit Batteriestrom erzielt werden. Viele Plug-in-Hybride bieten im Zusammenspiel mit dem Gasmotor auch Vorteile bei Leistung und Kraftstoffverbrauch.

Wie der Name schon sagt, kann ein Plug-in-Hybrid angeschlossen werden, um seinen Akku aufzuladen. Allerdings müssen diese Fahrzeugtypen zum Aufladen nie ans Stromnetz angeschlossen werden, da sie immer im Hybridmodus fahren können.

Wenn es um batterieelektrische Fahrzeuge (BEVs) geht, sind wir offiziell mit fossilen Brennstoffen und Benzintanks fertig. Diese nutzen mindestens einen Elektromotor und einen Akku. Beliebte Beispiele für BEVs sind alle Teslas, der Ford Mustang Mach-E und der Chevrolet Bolt, um nur einige zu nennen.

Viele BEVs – oft einfach als Elektrofahrzeuge bezeichnet – bieten mindestens zwei Batteriepaketgrößen und zwei Antriebsstrangkonfigurationen.

Diese Flexibilität gibt einem Autokäufer die Möglichkeit, Dinge wie einen niedrigeren Grundpreis, mehr Leistung oder eine größere Reichweite zu priorisieren. Das Tesla Model Y bietet beispielsweise Basis-, Long-Range- und Performance-Ausstattungen. Der Long Range bietet eine von der EPA geschätzte Reichweite von 330 Meilen, im Vergleich zu 303 Meilen beim Performance und 279 Meilen beim Basismodell. Wie Sie vermutet haben, wirkt das Model Y Performance dem mit einer schnelleren Beschleunigung und einer höheren Höchstgeschwindigkeit entgegen. Während unseres Tests benötigte das Model Y Performance nur 3,6 Sekunden, um auf 60 Meilen pro Stunde zu beschleunigen.

Trotz aller Aufregung um Elektrofahrzeuge gibt es immer noch einige Nachteile. Vor allem dauert das vollständige Aufladen der Batterien viel länger als beim Auftanken eines Benzinautos, und sie können nicht so weit fahren wie die meisten Benzinautos, bevor sie aufgeladen werden müssen. Auch die Anschaffungspreise für Elektrofahrzeuge sind im Allgemeinen höher als bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor.

Endlich sind wir bei der seltensten Art von Elektroautos angelangt, dem Wasserstoff-Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug. Anstatt wie ein Plug-in-Hybrid- oder Batterie-Elektroauto Strom aus einem Energienetz zu beziehen, wandelt ein Brennstoffzellenfahrzeug gasförmigen Wasserstoff mithilfe einer bordeigenen Brennstoffzelle in Strom um.

Diese High-Tech-Zauberei entzieht Wasserstoffatomen Elektronen, und der Wasserstoff verbindet sich dann mit Sauerstoff. Die Elektronen wiederum treiben den Elektromotor der Brennstoffzelle an. Auspuffemissionen bestehen aus kaum mehr als kleinen Mengen Wasser.

Zu den Vorteilen von Brennstoffzellenfahrzeugen gehören deutlich kürzere Betankungszeiten als zum Aufladen eines Plug-in- oder batterieelektrischen Autos. Es ist auch nicht auf ein Energienetz angewiesen, das möglicherweise Strom aus umweltschädlichen Kohlekraftwerken bezieht. Die Nachteile liegen in der Komplexität und den hohen Kosten eines Brennstoffzellen-Antriebsstrangs sowie in der Tatsache, dass die Zahl der Wasserstofftankstellen stark begrenzt ist.

Dies erklärt, warum der Verkauf von Brennstoffzellenfahrzeugen wie dem Toyota Mirai und dem Hyundai Nexo derzeit auf Kalifornien beschränkt ist. Es ist einer der wenigen Bundesstaaten, der – zumindest in seinen großen Stadtgebieten – über genügend Wasserstofftankstellen verfügt, um Brennstoffzellenfahrzeuge möglich zu machen.

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