Im Winter muss es auch im Elektroauto warm sein. Es gibt mehrere technische Möglichkeiten. Bild: Georg Blenk, Krafthand Medien

Im Winter muss es auch im Elektroauto warm sein. Es gibt mehrere technische Möglichkeiten. Bild: Georg Blenk, Krafthand Medien

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Winterzeit: Elektrisch unterwegs und warm!?

Natürlich besitzen auch E-Fahrzeuge eine Innenraumheizung, denn Autofahrerinnen und Autofahrer möchten auch in der kalten Jahreszeit im Auto nicht frieren. Auch das Thema Sicherheit spielt eine Rolle. So müssen die Scheiben im Winter eis- und beschlagfrei sein. Dies gelingt nur mit einem Warmluftgebläse. Da keine Motorabwärme zur Verfügung steht, wie beim Verbrenner, kommen nur andere Lösungen in Frage. Letztendlich muss auch dafür Sorge getragen werden, dass sich die Batteriepacks in einem entsprechenden Temperaturfenster bewegen. Nur so kann das Potenzial der Akkus optimal ausgeschöpft werden. Wie gelingt das technisch, ohne größere Einbußen bei der Reichweite hinnehmen zu müssen?

Die Klassische Zusatzheizung

Es gibt unterschiedliche Möglichkeiten den Fahrzeuginnenraum bei E-Fahrzeugen aufzuheizen. Die erste, ‚klassische Lösung‘ ist eine kraftstoffbetriebene Zusatzheizung. Sie kann mit Diesel, Benzin, Ethanol, Bio-Ethanol oder auch mit synthetischen Kraftstoffen (E-Fuels) betrieben werden. Dies macht bei E-Fahrzeugen Sinn, die im Winter im Außenbereich geparkt werden und vorgeheizt werden sollen. Eine kraftstoffbetriebene Zusatzheizung ist auch bei E-Lkw‘s sinnvoll. Fahrerinnen und Fahrer müssen die vorgeschriebenen Ruhezeiten einhalten und verweilen länger in der Fahrerkabine. Der Vorteil von autarken Heizsystemen: Sie belasten die Fahrzeugbatterien nicht. Der Nachteil: Eigentlich möchte man gänzlich auf kraftstoffbetriebe Lösungen verzichten. Aktuelle E-Autos verfügen zum Teil auch über eine smarte, ladegebundene Vorheizfunktion.

Elektrisch aufgeheizt

In modernen BEV kommen deshalb elektrische Nieder- oder Hochvolt- Luft- oder Wasserheizer zur Erwärmung des Innenraums sowie zur Konditionierung der Hochvoltbatterien zum Einsatz. Bei der Luftheizung wird, ähnlich wie bei einem Fön, die Luft an Heizwendeln vorbeigeleitet, die sie erwärmen. Dabei sind die Bauteile komplex und kompakt verbaut. Der Vorteil: Das Erwärmen der Luft geht schnell. Dabei kommen heute sogenannte PTC-Heizelemente zum Einsatz. Es handelt sich um ein elektrisches Bauteil auf Keramikbasis mit einem temperaturabhängigen Widerstand. Der Temperaturkoeffizient des PTC-Elements (PTC= Positive- Temperature-Coefficient) lässt Strom bei niedrigen Temperaturen besser fließen als bei hohen. Mit steigender Temperatur erhöht sich der Eigenwiderstand, sowie die Stromleitfähigkeit und Leistungsabgabe sinkt, bis ein Gleichgewichtszustand erreicht ist. Es fließt kaum noch Strom. PTC-Heizelemente können aufgrund dieser Eigenschaft nicht überhitzen, was die Eigensicherheit erhöht. Ebenfalls gibt es PTC-Heizer mit Lamellentechnologie, die eine Zweizonen-Beheizung ermöglichen. Bei einer Wasserheizung wird – auch elektrisch – Wasser in einem Kreislauf erwärmt und so die Wärme in den Fahrzeuginnenraum abgegeben. Dabei kann die Wärme gezielter im Fahrzeug verteilt werden. Es gibt auch Zuheizer, die die sogenannte Dickschichtelement-Technologie (TFE=Thick-Film-Element) nutzen. Diese bietet eine hohe Flexibilität in Bezug auf die Form und Größe der Heizelemente. TFE-Zuheizer sind für eine effiziente Wärmeübertragung auch von Kühlmitteln umgeben. Sämtliche Varianten haben jedoch einen Nachteil: Der zusätzliche Stromverbrauch geht mehr oder weniger zu Lasten der Batterien und damit zur Reichweite.

PTC-Heizer und Wärmepumpe

Eine effizientere Lösung ist der zusätzliche Einsatz einer Wärmepumpe. Nur bei hohem oder schnellem Heizbedarf kommt ein PTC-Zuheizer zum Einsatz. Die Wärmepumpe entzieht selbst der kalten Außenluft im Winter Wärmeenergie. So ist es möglich, dass man aus einer Kilowattstunde aus den Batteriezellen des E-Autos, bis zu drei Kilowattstunden Energie in Wärme umwandeln kann. Und es geht noch effektiver: Auch der Elektromotor und die Batterien selbst erzeugen Wärme, wenn auch in geringem Umfang. Auch diese Abwärme kann zusätzlich zur Innenraumheizung genutzt werden, was zahlreiche Hersteller von E-Autos bereits machen. Im Übrigen: Im Sommer sorgt die Wärmepumpe durch die Umkehr des Prozesses auch für die Innenraumabkühlung.

Funktion und Sicherheit statt Wärme

Was gerne vergessen wird: Unabhängig von der Beheizung des Fahrzeuginnenraums, spielt die klassische 12V-Fahrzeugbatterie auch bei Elektrofahrzeugen eine wichtige Rolle. Sie versorgt das Niederspannungssystem des Fahrzeugs und sichert die ordnungsgemäße Funktion, beispielsweise der Zentralverriegelung, der Innenbeleuchtung, des Bordcomputers und vor allem der Steuergeräte. Hinzu kommen Scheibenwischer, Beleuchtung oder Lenkhilfe. Letztendlich dient sie als Back-Up um bei ‚Hochvolt-Aus‘ zentrale Sicherheitsfunktionen im E-Auto aufrechtzuerhalten. Umso mehr kommt es auf die Qualität auch der klassischen Batterien an. Die WM SE hat beispielsweise Akkus der Marken Bosch, Exide und Varta im Programm. Und bei Werkstattbetrieben mit dem E-Service-Kennzeichen wissen Ihre Kundinnen und Kunden sowieso, dass sie rund um die E-Mobilität bestens aufgehoben sind. Übrigens: Bei E-Autos fällt die Lichtmaschine weg, das Laden der 12V-Batterie erledigt ein Gleichspannungswandler.

Beitrag: Georg Blenk, Krafthand-Medien

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