Elektroauto im Winter: So sinken die Reichweiten bei Eis und Schnee

Im Winter benötigen Elektroautos deutlich mehr Energie als im Sommer. Doch wieso eigentlich? Und wie kann man den Energieverbrauch optimieren? Erklärungen, Messwerte, praktische Tipps.

• Heizung für Batterie und Innenraum zehren am Akku

• Auf Kurzstrecken 70 Prozent mehr Verbrauch

• Reichweitenverlust bei längeren Fahrten geringer

Was im Winter beheizt werden muss

Wer mit dem Elektroauto das erste Mal im Winter unterwegs ist, der wird – im doppelten Wortsinn – kalt erwischt. Denn kaum fallen die Temperaturen unter den Nullpunkt, schnellen die Verbräuche in die Höhe. Doch warum ist das so? Die erste Antwort leuchtet sofort ein: Der Innenraum, die Scheiben und eventuell auch die Sitze sowie das Lenkrad müssen mit elektrischer Energie aus der Antriebsbatterie beheizt werden. Denn: Wer will schon frieren im Automobil?

Doch es gibt noch einen weiteren Grund für die Reichweitenverluste. Dem Akku im Fahrzeugboden wird es nämlich ebenfalls kalt: Seine Wohlfühltemperatur liegt zwischen 20 und 40 Grad Celsius. In diesem Bereich funktioniert die Elektrochemie am besten und der Akku kann seine volle Energie-Kapazität entfalten.

Dieses Temperaturfenster zu erreichen, ist im Winter eine Herausforderung für die Technik. Um einen vollständig ausgekühlten Akku von mehreren hundert Kilogramm Masse wieder aufzuwärmen, wird eine große Menge Energie benötigt. Dabei gilt: Je größer der Akku und je kälter die Außentemperatur, desto mehr Energie ist nötig.

Energieverluste: So wurde gemessen

Um die Energieverluste bei unterschiedlichen Außentemperaturen einzuschätzen und mit Zahlen zu belegen, hat der ADAC verschiedene Messprotokolle analysiert und mit mehreren Elektrofahrzeugen auch selbst Messungen durchgeführt. Die Ergebnisse basieren auf drei unterschiedlichen Versuchsreihen und Szenarien:

• Green NCAP-Messungen auf dem Prüfstand

• Realfahrten auf dem ADAC Testgelände

• Verbrauchsprotokolle aus ADAC Dauertests

Mehrverbrauch Kurzstrecke

Green NCAP hat es exakt gemessen: Auf der Kurz- oder Pendlerstrecke (23 Kilometer in 30 Minuten) schnellt der Verbrauch eines Elektroautos extrem hoch, wenn die Außentemperatur deutlich unter dem Gefrierpunkt liegt. Je nach getestetem Modell liegt der Verbrauch eines Elektroautos mit kaltem Akku um 38 oder bis zu 107 Prozent höher!

Beim Renault Kangoo E-Tech Electric und beim VW ID.5 steigt die benötigte Energie bei -7 °C Außentemperatur um mehr als 100 Prozent an. Relativ gut gerüstet zeigen sich BYD Atto 3 und Dacia Spring. Hier schlagen 38 bzw. 39 Prozent Mehrverbrauch zu Buche. Im Durchschnitt landen die getesteten Elektroautos bei 70 Prozent höherem Verbrauch. Das ist alles in allem kein Ruhmesblatt für die Autohersteller.

Kein Unterschied kann Green NCAP dabei zwischen chinesischen und den in Europa etablierten Marken feststellen. Während BYD Atto 3 und Ora Funky Cat unter den Top 3 landen, sortieren sich der XPeng G9, der Nio ET7 und der MG5 beim Mehrverbrauch im Mittelfeld ein.

Reichweiten bei Eis und Schnee

Die Green NCAP-Verbrauchsmessungen sind gerade im Winter für E-Autos in puncto Reichweite ein Worst-Case-Szenario. Das Fahrzeug wird für die Messung bei -7 °C ausgekühlt und muss die WLTC-Fahrstrecke von 23 Kilometern zurücklegen. Dabei wärmt das Fahrzeug den Innenraum und meist auch den Akku auf, was einiges an Energie kostet.

Unter der Prämisse, dass vor jeder nächsten Fahrt das Fahrzeug erneut auskühlt und wieder aufgeheizt werden muss, käme man mit dem Renault Kangoo und VW ID.5 bei den eisigen Bedingungen und regelmäßigen Kaltstarts nur halb so weit wie bei 23 °C. BYD Atto 3 und Dacia Spring hingegen verlieren weniger als 30 Prozent ihrer Reichweite. Im Schnitt landen die Elektroautos bei ca. 40 Prozent weniger Reichweite.

Der Blick auf die deutlichen Unterschiede bei den gemessenen Innenraumtemperaturen beweist: Jeder Hersteller fährt hier eine andere Aufheizstrategie. Während das Verbraucherschutzprogramm durch die Klimaanlagen-Einstellung einen wohlig warmen Innenraum von 23 °C anstrebt, kommen nicht alle Hersteller dieser Temperaturvorgabe nach. Einige Fahrzeuge werden nicht auf die eingestellten 23 °C geheizt – zugunsten des Verbrauchs.

Teilweise sind die Ergebnisse für die Aufheizung der Innenräume unter winterlichen Bedingungen extrem schlecht. Den ersten Platz beim Mehrverbrauch erreicht der BYD Atto 3 wohl nicht zuletzt durch seine schlechte Heizleistung: Er bleibt mit knapp 17°C selbst nach 30 min weit von den geforderten 23°C entfernt. Und der Renault Kangoo mit seinem großen Innenraum schafft es auch nur auf kühle 17 °C. Im Tesla Model 3 wie im Model S wird's dagegen locker 30 °C warm, wenn man es möchte.

Realfahrten bei 0 und +20° Celsius

Weil das Worst-Case-Szenario von Green NCAP mit regelmäßigen Kurzstreckenfahrten bei -7 °C nur für einen kleineren Teil der E-Autofahrer zutrifft, hat der ADAC die Reichweiten mit drei Fahrzeugen beispielhaft unter in Deutschland üblicheren Bedingungen bei 0 und +20° Celsius getestet. Bei den Verbrauchsfahrten auf dem Testgelände des ADAC in Penzing mit Geschwindigkeiten zwischen 30 km/h, 50 km/h, 80 km/h und 120 km/h herrschten für die Fahrzeuge einheitliche Bedingungen: Individuelle Einflüsse durch Verkehr oder Fahrer wurden hier ausgeschlossen.

Bei Außentemperaturen um den Gefrierpunkt verbrauchten die Testfahrzeuge zwar auch spürbar mehr Strom als bei Temperaturen um 20 Grad, aber deutlich weniger als bei Green NCAP. Bei Kälte zog der VW ID.3 (noch mit dem alten Software-Stand 2.3) mit gut 30 Prozent mehr den meisten Strom. Dahinter folgen – jeweils mit 21 Prozent Mehrverbrauch – der Renault Zoe und der Peugeot e-208.

Die Unterschiede zu den Messergebnissen von Green NCAP erklären sich zum einen durch die geringere Kälte, bei denen die Tests stattfanden. Zum anderen dadurch, dass es sich hier um Fahrten von 100 Kilometer Länge handelte. Auf der Green NCAP-Kurzstrecke (nur 23 Kilometer) wirkt sich die anfängliche Heizenergie für Innenraum und Akku deutlich stärker auf den Durchschnittsverbrauch aus als bei längeren Fahrten. Wenn der Innenraum einmal komplett aufgeheizt ist, braucht es einiges weniger an Energie, um die Temperatur zu halten.

ADAC Dauertest: Sommer und Winter

Nochmal deutlich wurden die Unterschiede zwischen kalten und warmen Jahreszeiten im ADAC E-Dauerlauf. Ein Opel Ampera-e, ein Renault Zoe sowie ein VW e-Up waren ganzjährig im Dauereinsatz auf öffentlichen Straßen unterwegs. Dabei dokumentierten die ADAC Tester die Bordcomputerwerte des Verbrauchs. Sehr unterschiedliche Fahrstrecken, Fahrstile und Verkehrseinflüsse führten zu stark variierenden Werten pro Fahrt. Im Mittel ergaben sich – je nach Testfahrzeug – winterbedingte Mehrverbräuche von 25 bis 31 Prozent.

Fazit: Mehrverbrauch einplanen

Die Energie-Verbräuche von Elektroautos – und damit auch die Stromkosten – sind im Winter teils signifikant höher. Ganz besonders spürbar wird dies für Berufspendler bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt und vielen Kaltstarts. Reichweitenverluste auf der Kurzstrecke sind meistens jedoch eher unproblematisch. Denn in der Regel hat man ja genug Gelegenheiten, das Auto immer wieder nachzuladen: Ganz bequem an der Wallbox zu Hause, an der Ladestation vor dem Supermarkt oder beim Arbeitgeber.

Und auf längeren Strecken, bei denen die Reichweite relevant ist, kann der Mehrverbrauch eingeplant werden und vielleicht wird ein Ladestopp mehr benötigt. Außerdem darf man nicht vergessen, dass auch ein Diesel oder Benziner im Winter mehr Kraftstoff konsumiert. Benziner im Mittel um plus 15 Prozent, Diesel plus 24 Prozent (Werte: Green NCAP).

Tipps: Mit dem E-Auto im Winter

Mit Vorheizung wird es sofort warm

Trotz dieser Nachteile hat ein Elektroauto jedoch auch Vorteile im Winter. Denn jedes E-Auto hat serienmäßig eine Standheizung und kann vorgeheizt werden – gesteuert über eine App zum Beispiel. Weshalb auch das Eiskratzen oft erspart bleibt und der angetaute Schnee leicht von der Scheibe entfernt werden kann. Ist das Fahrzeug zum Laden angeschlossen, wird der Strom fürs Vorheizen zudem aus dem Stromnetz anstelle der Batterie entnommen und kostet so keine Reichweite. Und selbst wenn nicht vorgeheizt wird, kommt beim Elektroauto in kürzester Zeit warme Luft aus dem Gebläse.

Vor dem Schnellladen: Akku vorwärmen

Ein kalter Akku wirkt sich auch negativ beim Schnellladen aus. Liegt die Akkutemperatur nicht im Wohlfühlbereich, reduziert das Batteriemanagement zur Schonung der Batterie die Ladeleistung – das Schnellladen dauert spürbar länger.

Einige Hersteller koppeln die Akkuheizung mit dem Navigationssystem, um die Batterie entsprechend am Zwischenziel 'Schnellladestation' vorzutemperieren. Da der Nutzer aber am besten weiß, wann er schnellladen möchte, sollte er den Akku auch manuell für die Schnellladung konditionieren können. Eine Temperaturanzeige der Batterie wäre in jedem Fall hilfreich – so wie beim Verbrenner die Anzeige für die Kühlmitteltemperatur.

Mit dem E-Auto bei Kälte im Stau

In diesem Zusammenhang gilt es, mit einem Gerücht aufzuräumen. Denn hartnäckig hält sich das Vorurteil, bei einem Elektroauto wäre im Stau die Batterie so schnell leer, dass man fürchten müsse, zu (er)frieren. Doch ein ADAC Versuch hat bewiesen: Ein E-Auto verbraucht im Stand selbst im Winter relativ wenig Energie. Mit einem Elektroauto im Stau darf die Heizung auch bei eisiger Kälte problemlos mehrere Stunden auf Wohlfühltemperaturen laufen.

Der Test: Ein Renault Zoe Z.E. 50 und ein VW e-up wurden mit einer angenehmen Innenraumtemperatur von 22 Grad und angeschalteter Sitzheizung im aktiven Betriebsmodus abgestellt. Die Fahrzeugbeleuchtung war auf Standlicht geschaltet, damit das Fahrzeug auch im Stau stets sichtbar wäre. Die anschließende Nacht brachte strengen Frost von -9 bis -14 °C.

Das Ergebnis: Nach 12 Stunden waren beim Renault Zoe nur etwa 70 Prozent und beim VW e-up etwa 80 Prozent des Akkus verbraucht. Der Leistungsbedarf für den elektrischen Verbrauch lag also beim e-up im Schnitt bei rund 2 Kilowatt, beim Renault Zoe bei 3 Kilowatt.

Das bedeutet: Auch bei solch extremen winterlichen Bedingungen könnte man mit der 52 Kilowattstunden großen Batterie des Zoe bis zu 17 Stunden und mit den 32,3 Kilowattstunden des kleinen e-up 15 Stunden ausharren.

Wichtig: Sparsam fahren

• Heizen Sie das Auto vor, wenn es am Stromnetz hängt. Dann kommt die Heizenergie nicht aus der Antriebsbatterie. Das Vorheizen kann häufig in den Fahrzeugeinstellungen oder – noch einfacher – per App programmiert bzw. gestartet werden. Zum Vorheizen sind je nach Fahrzeug zirka 15 Minuten ausreichend.

• Parken Sie möglichst in einer Garage, um ein extremes Auskühlen des Akkus zu vermeiden.

• Halten Sie Türen und Fenster nicht länger offen als notwendig.

• Schalten Sie die Heizung auf Umluft: Im Umluftbetrieb wird der Innenraum schneller erwärmt.

• Stellen Sie die Innenraumheizung gegebenenfalls etwas niedriger ein. Nutzen Sie Sitzheizung, Lenkradheizung und Heizdrähte in der Windschutzscheibe, die effizienter arbeiten als die Luftheizung.

• Schalten Sie den Fahrmodus auf "Eco". Das reduziert oder verhindert auch ein Durchdrehen der Räder und spart Energie.

• Vermeiden Sie kurze Fahrten mit langen Standzeiten dazwischen, da der Innenraum und die Batterie abkühlen und immer wieder neu aufgeheizt werden müssen.

• Rechnen Sie bei Kälte mit einem etwas anderen Bremsverhalten: Die Rekuperation kann dann auch spürbar schwächer sein.

• Zum Schnellladen muss die Batterie auf Betriebstemperatur sein: Eine ausgekühlte Batterie begrenzt die Ladeleistungen merklich. Es ist also effektiver, eine Ladung mit hoher Leistung abends nach der Fahrt als morgens vor der Fahrt vorzunehmen.

• Kalkulieren Sie ein, dass sich bei kalter Batterie die Ladedauer erhöht.

• Manche Elektroautos bieten eine Sparfunktion in der Heizung, bei der vorwiegend der Fahrerplatz beheizt wird. Nutzen Sie diese Funktion, wenn Sie allein im Auto sitzen.

• Viele Hersteller bieten ihre E-Autos mit einer Wärmepumpe als Extra an. Ist die Reichweite im Winter ein relevantes Kriterium, kann diese Investition sinnvoll sein.

Aber: Sicherheit geht vor

• Energie zu sparen, darf niemals auf Kosten der Sicherheit gehen! So müssen alle Scheiben stets eis- und beschlagfrei sein. Und auch am Licht (z.B. in der Dämmerung) darf keinesfalls gespart werden.

• Planen Sie im Winter auch für Ihre gewohnten Stammstrecken eine ausreichende Reichweitenreserve ein.

• Fahren Sie bei sehr glatter und rutschiger Fahrbahn extrem vorsichtig und vermeiden Sie allzu starke Rekuperation (Bremsenergie-Rückgewinnung), indem Sie eine schwache Rekuperationsstufe wählen und den Fuß vorsichtig vom Fahrpedal anheben.

Fachliche Beratung: Luis Kalb, Matthias Vogt, beide ADAC Technikzentrum