Was der Treibstofftank für Diesel- und Benzinfahrzeuge, ist der Akku für E-Autos. Im Akku wird chemisch elektrische Energie gespeichert, die die E-Motoren antreibt. Meist besteht der Akku aus vielen aneinandergereihten Einzelzellen, die in unterschiedlichen Verfahren miteinander verbunden sind.

In einem Akku für ein Elektroauto bzw. einen Plug-in-Hybrid stecken mehrere hundert bis mehrere tausend Lithium-Ionen-Zellen. Diese kleinteilige Bauform hat den Vorteil, dass die Gesamtkapazität selbst beim Ausfall einiger Dutzend Zellen nicht merklich leidet. Einzeln werden beispielsweise die 18.650-Zellen auch in E-Zigaretten verwendet. In vollwertigen E-Fahrzeugen wiegen die Batterien deshalb häufig mehrere hundert Kilogramm, im reichweitenstärksten Tesla Model S ist sie etwa 0,75 Tonnen schwer.

Die Einheit der elektrischen Stromstärke heißt Ampere (A). Die Stromstärke hat dabei maßgeblichen Einfluss darauf, wie viel Leistung ein Motor abrufen kann. Eine Metapher erklärt das ganz gut: Wenn man sich den Stromfluss als Rohr vorstellt, durch das Wasser fließt, dann entspricht die Stromstärke dem Rohrdurchmesser. Der Wasserdruck hingegen lässt sich mit der Stromspannung (V) gleichsetzen. Gemeinsam bestimmen sie die Leistung, die für den Betrieb eines Wasserrades oder eben eines Elektromotors zur Verfügung steht.

Auch Elektroautos brauchen eine 12-V-Starterbatterie, um das Hochvoltsystem des Fahrzeugs vor Fahrtantritt zu aktivieren. Ist die Starterbatterie leer oder defekt, kann – wie bei einem konventionell angetriebenen Auto – das Fahrzeug nicht gestartet werden. 

Eine moderne Lithium-Ionen-Batterie kennt keinen Memory-Effekt. Dennoch altert sie – und zwar kontinuierlich mit jedem gefahrenen Kilometer bzw. jedem Ladevorgang („zyklische Alterung“) sowie auch bei Nichtnutzung („kalendarische Alterung“). Die Zellen verlieren sprichwörtlich einfach ihre Speicherfähigkeit. Untersuchungen des ÖAMTC bzw. seines Partnerclubs ADAC haben etwa bei einem Nissan Leaf in fünf Jahren bzw. 80.000 Kilometer Laufleistung und 1.450 Ladezyklen einen Kapazitätsverlust von 11 Prozent ergeben. Das bedeutet: Während zu Testbeginn auf dem Prüfstand 105 Kilometer Reichweite möglich waren, waren es fünf Jahre später nur mehr 93 Kilometer.

Der Akku ist das Herzstück des E-Autos – und das teuerste Bauteil. Das hat freilich Auswirkungen auf den Kaufpreis, weshalb einige Hersteller den Käufern von E-Autos anbieten, die Batterie zu mieten. So spart sich der Kunde häufig ein paar tausend Euro bei der Anschaffung und zahlt monatlich einen fixen Betrag für die ausgemachte Laufzeit. Die Kosten der Batteriemiete sind darüber hinaus häufig an die Fahrleistung pro Jahr gekoppelt. Ob Kauf oder Miete, die Herstellergarantie wird davon nicht berührt.

Die Hersteller von Elektroautos geben auf ihre Batterien eine Garantie. Das heißt, entweder ist der Totalausfall oder auch schon ein Kapazitätsverlust abgedeckt, wenn etwa die kritische Ladegrenze von 70 Prozent erreicht wird. Je nach Hersteller wird dabei eine garantierte speicherbare Energiemenge (bspw. für bis zu 8 Jahre oder bis zu 160.000 km) abgesichert. Sollte eine Batterie über weniger Leistung verfügen, so muss häufig auch nicht die gesamte Batterie getauscht werden, sondern nur die schwächste(n) Zelle(n) ausgetauscht werden. Da die Zellen in Reihe geschaltet sind, beschränkt die schwache Zelle nämlich automatisch die Leistung der restlichen Zellen.

Während ein Großteil der am Markt erhältlichen E-Autos und Plug-in-Hybride ausschließlich unidirektional laden können, werden die künftigen Modelle dank bidirektionaler Ladefähigkeit auch als Speicher des Stromnetzes fungieren. Das heißt, sie werden nicht nur Energie aus dem Netz aufnehmen, sondern auch wieder zurückspeisen können. Als Teil eines intelligenten Stromnetzes („Smart Grid“) können so etwa Überkapazitäten aus Windkraft in den Akkus vieler hundert E-Autos gespeichert werden (sofern sie ans Netz angeschlossen sind). In Spitzenzeiten wiederum könnten sie die Energie zurückspeisen und dadurch Kraftwerke und Netz entlasten. Der Wehrmutstropfen: Fehlende Normen, Standards und Regularien verhindern dies derzeit noch.

Während ein Elektromotor ab der ersten Umdrehung das gesamte Drehmoment liefert, tun dies Verbrenner nur in einem gewissen Bereich. Bei Hybriden fungiert der E-Motor folglich auch als Hilfe beim Beschleunigen und unterstützt den Verbrenner in seinen schwachen Leistungsbereichen. Wortwörtlich „boostet“ er damit den konventionellen Motor und erhöht damit die Fahrdynamik.

Eine Brennstoffzelle erzeugt elektrischen Strom durch Umkehrung der Elektrolyse. Dabei reagieren Wasserstoff und Luftsauerstoff zu Wasser unter Abgabe von elektrischer Energie und Wärme. In diesem elektrochemischen Prozess wird chemische Bindungsenergie in elektrische Energie umgewandelt, die zum Beispiel ein Elektrofahrzeug antreiben kann.

CHAdeMO steht für „CHArge de MOve“ und ist ein Ladestandard, der vor allem in Japan und den USA weit verbreitet ist. Im Gegensatz zu CCS-Steckern sind Gleichstrom- und Wechselstromladung nicht in einem Stecker vereint, weshalb CHAdeMO-Fahrzeuge immer eine zweite Ladebuchse an Bord haben. Das System bietet jedoch auch Vorteile: So ist es von Anfang an auf bidirektionales Laden ausgelegt, Elektroautos können so also auch Strom ins Netz zurückspeisen.

Der CCS-Stecker ist ein um zwei zusätzliche Leistungskontakte ergänzter Typ-2-Stecker, der somit eine Schnellladung möglich macht. Er unterstützt AC- und DC-Laden (Wechselstrom- und Gleichstromladen) mit bis zu 170 kW. Im Alltag liegt der Wert aber meist bei 50 kW.

Elektroautos sind lokal emissionsfrei unterwegs. Das ist ein Riesenvorteil, weil so etwa die Luftbelastung in den Städten massiv gesenkt werden kann. Das heißt aber nicht, dass ihr Betrieb überhaupt keine Emissionen verursacht. Wie viel CO2-Emissionen pro Kilometer also versteckt emittiert werden, hängt vor allem von der Art des verwendeten Ladestroms ab. In Österreich verfügen wir über einen hohen Anteil an Strom aus erneuerbaren Energien im Strommix, weshalb E-Autos in Österreich auch verhältnismäßig wenig CO2 „ausstoßen“. In anderen Ländern, die ihren Strombedarf hauptsächlich mit Strom aus Kohlekraft decken, kann hingegen ein moderner Diesel bei der Betrachtung der reinen Fahremissionen schon deutlich sauberer sein. Darüber hinaus entsteht beim Betrieb von E-Autos auch Feinstaub (Reifenabrieb und Bremsverschleiß), wobei jedoch gerade die Bremsen in E-Autos mit One-Pedal-Technologie kaum gebraucht werden, sprich damit auch kaum Feinstaub produzieren.

Die Batterien sind das Herzstück der E-Autos – und auch ihre Schwachstelle in puncto Energiedichte. Moderne Lithium-Ionen-Akkus haben eine Energiedichte von ca. 130 Wh/kg. Im Vergleich zu Benzin und Diesel, die über 9.300 bzw. 9.900 Wh/kg verfügen, ist das erschreckend wenig, weshalb intensiv an der Verbesserung der Energiedichte von Akkus gearbeitet wird. Dafür wiederum sind E-Motoren deutlich effizienter als Verbrennungsmaschinen.

Unter E-Autofahrern ist die klassische Lithium-Ionen-Batterie, wie sie derzeit verbaut wird, nicht ganz unumstritten. Das hat einerseits Umwelt-, andererseits Technikgründe, da sie auch nicht die beste Energiedichte aufweist. Deshalb wird mit Nachdruck an alternativen Stromspeichern geforscht. Eine davon ist die Feststoffbatterie. Diese Art von Akku kommt ohne das flüssige Elektrolyt aus und muss daher auch nicht gekühlt werden. Außerdem soll die Energiedichte doppelt so hoch sein wie bei einer vergleichbaren Lithium-Ionen-Batterie, was Reichweiten zwischen 600 und 800 Kilometern pro Akkuladung zum Standard machen soll.

In einigen europäischen Ländern können Halter von Elektrofahrzeugen ein spezielles „E-Auto“-Kennzeichen beantragen, das auch die Inanspruchnahme von Anreizen, wie das Gratis-Parken, besser administrierbar machen soll. In Österreich unterscheiden sich die Kennzeichen durch grüne Buchstaben von den konventionellen Nummerntafeln, in Deutschland folgt am Ende der Buchstaben-Zahlen-Kombination jeweils der Buchstabe „E“, der in Verbindung mit der grünen Plakette das Fahrzeug als E-Auto deklariert. Übrigens: Auch Wechselkennzeichen für zwei E-Fahrzeuge werden in „Grün“ ausgegeben.

Gleichstrom (DC, steht für „Direct Current“) ist die schnellere Alternative zum Wechselstrom-Laden (AC). Der Nachteil: Der Wechselstrom, der durch das Stromnetz fließt, wird direkt in der Ladestation umgewandelt, was die Technik komplizierter und teurer macht. Daher sind Gleichstrom-Ladesäulen vor allem im öffentlichen Bereich zu finden und in Privathaushalten selten anzutreffen.

Hybridfahrzeuge werden stets von zwei Energieträgern angetrieben. Im Regelfall handelt es sich dabei um einen Verbrennungsmotor (meist Benzin) und einen Elektromotor. Damit sollen die Vorteile der beiden Systeme die jeweiligen Nachteile überlagern. So unterstützt etwa der E-Motor mit seinem hohen Drehmoment den Verbrennungsmotor beim Beschleunigen, sprich, hilft ihm bei niedrigen Drehzahlen, das Fahrzeug in Bewegung zu setzen. Das spart einerseits Treibstoff, andererseits verbessert es die Beschleunigung. Gleichzeitig kann der Verbrenner stets im abgas-optimalen Bereich arbeiten. Prinzipiell kann man drei Arten von Hybridfahrzeugen unterscheiden: Voll-, Mild- und Mikro-Hybrid.