Tägliche Fahrweisen, die die elektrische Reichweite bei Plug-in-Hybriden verlängern

Die elektrische Reichweite eines Plug-in-Hybridfahrzeugs wird in erster Linie durch die Batteriekapazität bestimmt; wie viel Sie im Alltag jedoch aus dieser Kapazität herausholen, liegt in Ihren Fahr gewohnheiten. Sanftes Gasgeben, die richtige Geschwindigkeitswahl, das volle Ausschöpfen der rekuperativen Bremsung, das Erledigen der Klimatisierung während des Ladevorgangs und eine dem Elektromodus entsprechend geplante Route steigern die Reichweite messbar, ohne das Fahrzeug zu wechseln. Dass Plug-in-Hybride mit je nach Modell 20-40 Meilen (ca. 32-64 km) elektrischer Reichweite diese Strecke nahezu vollständig nutzen, ist eine vollständig beherrschbare technische Frage.

Warum variiert die elektrische Reichweite von Plug-in-Hybriden je nach Fahrstil?

Die elektrische Reichweite hängt vom Verhältnis zwischen der Energie in der Batterie und dem momentanen Energieverbrauch des Fahrzeugs ab. Alles, was dieses Verhältnis stört, verkürzt die Reichweite: hartes Beschleunigen, hohe Reisegeschwindigkeit, Zubehör wie Klimaanlage und Sitzheizung sowie ein erhöhter Rollwiderstand der Reifen bei zu geringem Druck. Da die Batterie bei Plug-in-Hybriden kleiner ist als bei reinen Elektrofahrzeugen, fällt der Anteil jedes einzelnen Verlusts prozentual größer ins Gewicht.

Warum sind Luftwiderstand und Geschwindigkeit so entscheidend? Denn bei niedrigen Geschwindigkeiten fließt der Großteil der Energie in das Tragen des Fahrzeuggewichts; oberhalb einer bestimmten Geschwindigkeit steigt der Luftwiderstand mit dem Quadrat der Geschwindigkeit. Ein Fahrzeug, das beispielsweise mit 80 mph unterwegs ist, verbraucht im Vergleich zu 65 mph deutlich mehr Energie. Das heißt, das etwas verringerte Gasgeben auf der Autobahn macht einen spürbaren Unterschied in der Reichweitenbilanz. Den Reifendruck auf den vom Hersteller empfohlenen PSI-Wert zu halten, senkt nach derselben Logik den Rollwiderstand und trägt direkt zur Reichweite bei.

Sanftes Gas und sanfter Anfahren: das billigste Rezept für mehr Reichweite

Der Elektromotor liefert sein Drehmoment sofort ab null; das ist eine schöne Eigenschaft, lädt aber zu einer schlechten Gewohnheit ein. Ein plötzlicher Gasstoß leert die Batterie in kurzer Zeit und senkt die Reichweite rasch. Ein sanfter Anlauf ist dagegen der kostengünstigste Weg zur Energieeinsparung: ein Pedalhub weicher auszuführen erfordert weder Ausrüstung noch Investitionen.

Der Eco Mode der meisten Plug-in-Hybride automatisiert dies. Er verlängert die elektrische Reichweite durch die Optimierung von Beschleunigung und Kraftstoff-Luft-Gemisch; da er die Leistung leicht einschränkt, spricht er einen Fahrer an, der Vollgas erwartet. Ein zusätzlicher Vorteil ist die Erhöhung der Intensität der rekuperativen Bremsung: In jedem Bremsmoment fließt mehr Energie in die Batterie. Im Alltag kann die Summe dieser beiden Effekte einen größeren Unterschied bewirken als jedes einzelne Hardware-Upgrade.

So erhält man das Beste aus der Reyngenerativen Bremsung

Das Funktionsprinzip der rekuperativen Bremsung ist einfach: Beim Bremsen arbeitet der Elektromotor wie ein Generator und schreibt die kinetische Energie des Fahrzeugs in die Batterie zurück. Je nach Schätzungen lassen sich bis zu 70 % der verlorenen Energie zurückgewinnen; an diese Obergrenze sollte man jedoch mit dem Wissen herangehen, dass bei jeder Umwandlung in der Rückgewinnungskette Verluste entstehen. Praktische Beobachtungen in den Bereichen Motor, Batterie und elektrische Zuverlässigkeit zeigen, dass der Gesamtwirkungsgrad des Systems deutlich unter dem theoretischen Höchstwert liegt. Der richtige Ansatz besteht nicht darin, über den genauen Wert der Zahl zu streiten, sondern die ingenieurstechnische Realität, dass die rekuperative Bremsung die elektrische Reichweite schützt und ergänzt, in das Fahren zu integrieren. Als Nebeneffekt verringert sich auch der Wartungsaufwand des konventionellen Bremssystems.

Die Technik richtig anwenden

• Haltepunkte frühzeitig erkennen und das Gaspedal früh loslassen: Sanftes Verzögern statt abrupten Bremsens führt mehr Energie in die Batterie zurück.
• Bei Modellen mit One-Pedal-Driving im Stop-and-Go-Verkehr diesen Modus verwenden; ab dem Moment, in dem Sie das Gaspedal loslassen, wird die Verzögerung in Energierückgewinnung umgewandelt.
• Bevorzugen Sie die niedrige Gebläsestufe und die Sitzheizung; die Energie früh einsammeln statt erst im letzten Moment auf die Bremse zu treten, ist die Rationalität der rekuperativen Bremsung.

Klimatisierung, Vorkonditionierung und die entscheidende Rolle des Steckers

Kabinenheizung und -kühlung sind die lautlosesten Verbraucher der elektrischen Reichweite. Bei der Erfahrung mit einem älteren Prius Plug-In reduzierte die Nutzung der Klimaanlage die geschätzte Reichweite um etwa 1 Meile (1,6 km); ein Druck auf den Automatikmodus der Klimaanlage konnte dagegen das Gebläse auf Maximum stellen und den Benzinmotor sofort auslösen. Deshalb bevorzugen es erfahrene Fahrer, sich mit niedriger Gebläsestufe und Sitzheizung zu begnügen. Als allgemeine Regel verbraucht Kühlung weniger Energie als Heizung; bei modernen Systemen kann die Differenz von wenigen Meilen bis auf die Hälfte der Reichweite in schweren Szenarien ansteigen, in denen Heizung und Kühlung gleichzeitig laufen.

Deshalb ist die Vorkonditionierung in der Praxis eine der wirkungsvollsten Gewohnheiten für die Reichweite: Wenn Sie bei eingestecktem Fahrzeug die Kabine heizen oder kühlen und die HVAC mit Netzstrom betreiben, starten Sie mit voller Batterie, ohne sie für diese Aufgabe zu verbrauchen. Diese Taktik ist in den Bedienungsanleitungen aktueller Modelle als Standardempfehlung enthalten. Beachten Sie, dass die Kabinenvorkonditionierung und die Batterievorkonditionierung unterschiedliche Dinge sind: Ersteres bringt die Kabinentemperatur, Letzteres die Batterie mit Netzstrom auf die ideale Temperatur. Einige aktuelle Modelle können beides gleichzeitig, während sie eingesteckt sind. In kalten Klimazonen sorgt das Vorheizen der Batterie mit Netzstrom vor der Fahrt dafür, dass die Batterie früher in ihren Wirkungsbereich gelangt.

Routen- und Moduswahl: Wo sollte man den EV-Modus, wo den HV-Modus verwenden?

Bei der Reichweitenmaximierung ist die Routenplanung von entscheidender Bedeutung. Kurze Alltagsfahrten wie Schulbus-, Supermarkt- und ähnliche Wege sind das ideale Szenario für den EV-Modus: Sie verbrauchen den Akku besonders bei niedrigen Geschwindigkeiten, wo die Effizienz hoch ist. Den innerstädtischen Streckenanteil vor der Autobahn elektrisch zurückzulegen und beim Auffahren auf die Autobahn in den Hybridmodus zu wechseln, ist die Langstreckenversion derselben Logik. Die EV-Modus-Bewahrungsfunktion einiger Modelle ermöglicht es, die Ladung für Fahrten außerhalb der Stadt oder für dichten Verkehr aufzusparen; in Nutzererfahrungen blieb der Akkustand selbst nach etwa 50 km innerstädtischer Fahrt bei rund 85 %.

Neben der Routenwahl verlängert auch die Planung der Ladepunkte die Reichweite physisch. Der Reichweitenvorteil eines Plug-in-Hybrids entsteht durch regelmäßiges Anstecken; den Akku voll zu halten ist die wichtigste Voraussetzung, um das elektrische Potenzial des Fahrzeugs tatsächlich zu nutzen. Auf einer Strecke einen Level-2-Ladepunkt zu finden und pro Ladestunde etwa 8 Meilen (13 km) Reichweite hinzuzugewinnen, hat selbst bei einem Beispiel mit altem, kleinem Akku den elektrischen Nutzungsanteil spürbar erhöht: derselbe Fahrer steigerte seinen elektrischen Anteil in acht Monaten von 900 Meilen (etwa 2 %) auf 3.035 Meilen (etwa 6 %). Angesichts der größeren Akkus heutiger Modelle steht außer Frage, dass dieselbe Gewohnheit bei aktuellen Fahrzeugen einem noch größeren Anteil entsprechen wird.

Wie stark beeinflusst die Lufttemperatur die Reichweite?

Die Temperatur ist der größte Faktor für die elektrische Reichweite, der außerhalb der Kontrolle des Fahrers liegt, und der härteste Schlag kommt bei Kälte. In einem kontrollierten Test verringerte sich die Reichweite bei einer Lufttemperatur von etwa -9 °C und einer Reisegeschwindigkeit von 70 mph um etwa 25 %. In Szenarien, in denen kurze Fahrten und das Aufheizen der Kabine zusammenwirken, kann der Verlust an elektrischer Reichweite bis zu 40 % betragen; sogar die Kraftstoffreichweite im Hybridmodus kann einen Rückgang von bis zu 34 % zeigen. Dass die Reichweite bei einer kalten Autobahnfahrt im Vergleich zum Optimum bei etwa 27 °C um 25 % geringer ist, ist ein Ergebnis, das unter unterschiedlichen Messbedingungen wiederholt wurde.

Die Tabelle bei heißem Wetter fällt deutlich milder aus: Bei etwa 32 °C beträgt der Reichweitenverlust etwa 5 %, während der Verlust bei Temperaturen über 38 °C durch die Klimaanlagennutzung 30 % überschreiten kann. Kalte Akkus zeigen physikalisch bedingt eine geringere Kapazität; wird der Hybridakku bei niedrigen Temperaturen ineffizient, sinkt die Gesamtkraftstoffeffizienz nur leicht. Die aktuelle Einschätzung, dass die Temperatur die elektrische und hybride Effizienz erheblich beeinflusst und der größte Effekt bei Kälte auftritt, fasst dieses Bild zusammen. Die praktische Konsequenz ist klar: Im Winter den Reichweitenverlust als natürliche physikalische Gegebenheit zu akzeptieren sowie Vorkonditionierung und EV-Modus auf kurze Strecken zu konzentrieren, und im Sommer die Klimaanlage bereits vor der Pause vorzukühlen, ist die rationellste Planung.

Akkugesundheit: Der langfristige Wert guter Ladegewohnheiten

Tägliche Gewohnheiten bestimmen nicht nur die heutige Reichweite, sondern auch die künftige Reichweitenkapazität. Bekannt ist, dass Akkus von Elektro- und Hybridfahrzeugen meist für mindestens 200.000 Meilen (320.000 km) Nutzung ausgelegt sind; beanspruchte Akkus können diese Lebensdauer deutlich verkürzen. Den Ladezustand im Bereich von 20-80 % zu halten, ist die bekannteste Regel zum Schutz der Elektrodenintegrität und die meisten Fahrzeuge senken die Ladegeschwindigkeit nach 80 % ohnehin automatisch. Die regelmäßige Nutzung von DC-Schnellladen ist zwar praktisch, kann bei häufiger Wiederholung langfristig zu messbarem Verlust der Akkulebensdauer führen; ein Plug-in-Hybrid-Besitzer sollte sie daher für Ausnahmereisen aufheben.

Ein Plug-in-Hybrid kann auch ohne Stecker genutzt werden: Der Benzinmotor und der sich selbst ladende Hybridmodus funktionieren weiterhin. Diese Nutzungsart schaltet jedoch den eigentlichen Vorteil des Fahrzeugs faktisch aus. Den Akku regelmäßig voll zu halten, ist die gemeinsame Grundlage, auf die alle oben genannten Gewohnheiten hinauslaufen; was die Reichweite tatsächlich einschränkt, ist, den Akku leer werden zu lassen und Verluste wie starkes Gasgeben und niedrigen Reifendruck übereinander zu stapeln. Auch wenn diese Liste einzeln klein erscheint, verändert sie in der Summe dauerhaft die Strecke, die dasselbe Fahrzeug im Elektromodus im Alltag zurücklegt.

Quellen

• Best Practices für Plug-In-Hybride
• Maximierung der EV-Reichweite Ihres Plug-in-Hybriden
• Best Practices für Elektro- und Plug-In-Hybridfahrzeuge
• AAA-Studie zeigt Auswirkungen der Temperatur auf die Leistung von EVs und Hybriden
• Kalte Temperaturen beeinflussen die Reichweite eines Elektrofahrzeugs
• Wie wirken sich heiße und kalte Temperaturen auf die EV-Reichweite aus?
• Rekuperationsbremsen: Wie funktionieren sie?
• Nutzung der Klimaanlage bei Hybriden und PHEVs
• Wie man die Reichweite eines Elektroautos erhöht
• Wann man den EV-Modus in einem Plug-in-Hybrid nutzt
• Plug-in-Hybridfahrzeuge
• Elektro- und Plug-In-Hybridfahrzeuge
• Wie sehr beeinträchtigt die Nutzung der Klimaanlage die EV-Reichweite?
• Wie man die Fahrt mit einem Plug-in-Hybrid maximiert und Reichweitenangst minimiert
• Fünf Tipps zum effizienten Fahren eines Hybridautos