Die Reichweite aktueller Elektroautos hängt in starkem Maße von der Art der Nutzung sowie den Wetterbedingungen ab. Vor allem die Klimatisierung kann Stromer-Batterien schnell leeren. „Heizung und Klimaanlage reduzieren als Hauptverbraucher die Reichweite eines Elektroautos um etwa die Hälfte“, so Christoph van Treeck von der RWTH Aachen. Sein Lehrstuhl forscht daran nachzuweisen, dass der Energieverbrauch der Klimatechnik deutlich gesenkt werden kann.
Bisher wird das gesamte Raumluftvolumen im Auto auf eine bestimmte Temperatur gebracht. Wenn man aber nicht die Lufttemperatur als Basis nimmt, sondern den thermischen Komfort – also wie behaglich jemand das Raumklima empfindet -, kann laut van Treeck viel Energie gespart werden. Das Temperaturempfinden ist bei Menschen allerdings unterschiedlich ausgeprägt: Was der eine als angenehm frisch empfindet, lässt den anderen vielleicht frösteln.
„Der Mensch reagiert auf Veränderungen seiner Kern- und Hauttemperaturen, Ziel sollte die Aufrechterhaltung einer Köpertemperatur von 37 Grad sein. Sonst ändert sich die Durchblutung, man schwitzt oder zittert“, erläutert Daniel Wölki, der die Gruppe „Thermische Ergonomie und Nutzerverhalten“ am Lehrstuhl für Energieeffizientes Bauen E3D der RWTH Aachen leitet.
Das Ziel: Eine Regelungsgröße für Klimasysteme in Elektroautos
Um das individuelle Komfortklima der Fahrzeuginsassen zu ermitteln, haben die Aachener Forscher eine neue Sensortechnik entwickelt. „Wir führen damit unsere langjährigen Forschungsarbeiten zur Thermophysiologie, Behaglichkeitsforschung und Bilddatenerkennung am neuralgischen Punkt Regelungstechnik im Fahrzeug zusammen“, erklärt van Treeck. Dutzende Sensoren auf den Autositzen und eine Infrarotkamera an der Frontscheibe sammeln dazu Daten über Feuchtigkeit oder Temperatur und werten die menschliche Gestik aus. Das Ziel: Die Ermittlung einer Regelungsgröße für Klimasysteme in Elektroautos.
Wenn es nach van Treeck und seinem Team geht, soll die Temperatureinstellung in Zukunft nicht mehr für das komplette Raumluftvolumen des Autos erfolgen – sie wollen Wärme und Kälte individuell dosiert beispielsweise über Sitze oder Fußmatten direkt auf Körperteile der Insassen wirken lassen. Ähnlich arbeiten heute bereits Sitz- oder Lenkradheizungen, allerdings mit höherem Energieverbrauch.
„Wir arbeiten jetzt gemeinsam mit Zulieferern der Automobilhersteller aus Europa daran, das System in die praktische Anwendung zu bringen“, so Wölki. Dafür muss es zunächst noch kleiner und günstiger werden. Die Technik eignet sich den RWTH-Forschern zufolge aber nicht nur für Autos: Das Modell des thermischen Komforts soll auch in Gebäuden zu Energieeinsparungen führen können.
stefan meint
Da muss ich mein Elektroauto (Renault ZOE) mal zu diesem „Forscher“ bringen, denn es muss irgendwie kaputt sein. Meine Klimaautomatik steht ganzjährig auf 22-24°C und ich nutze kaum die Eco-Einstellung. Trotzdem habe ich im Winter einschließlich Winterreifen und Vorheizung nur einen Mehrverbrauch von 10-15%.
Spaß beiseite, wenn ein Lehrstuhl derart offensichtlich an der Realität vorbei forscht und tatsachen verdreht, solle man ihn schließen. Aus meiner Sicht wird von Prof. van Treeck mit Geld des Steuerzahlers vorsätzlich Desinformation betrieben.
Stromlinie meint
Ich fahre bzw. fuhr (Motorschaden nach knapp 40000km) einen Renault Fluence Z.E. und kann den Reichweitenverlust durch Heizung und Klima nur bestätigen. ZOE hat Wärmepumpe, da könnte der Heizenergieverbrauch geringer ausfallen, ebenso wenn die Fahrstrecken lang genug sind und das Fahrzeug nicht für kürzere Etappen immer neu aufgeheizt werden muss.
Ich habe mir schon länger Gedanken darüber gemacht und kam auch zu dem Schluss, ähnlich der Sitzheizung die Innenverkleidung des Autos zu beheizen um mehr Behaglichkeit zu erzeugen.
Jürgen Baumann meint
Regt Euch ab. Wir sind im Klimawandel. Bald ist der Winter passé und die Italiener werden dann ihre Pizza Quattro Stagione in Tre Stagione umbenennen.
Peter wulf meint
Ich gehöre zu der AutofahrerGeneration die noch mit einem VW Käfer BJ 1958 bzw. einem Fiat 500 als erstes Auto 1964 begonnen hat. Damals hatten noch viele Wohnungen Ofenheizung keine Zentralheizung Warmduschen gab es auch nicht. Es brauchte schon einige Kilometer bis die Motorheizung funktionierte, Sitzheizung gab es nicht
obwohl die Winter kälter waren. Meine letzten Autos hatten alle Klimaanlage die ich nie genutzt habe. M.E.reicht eine Innentemperatur von 18 grad ggf. am Anfang Sitzheizung Stufe 1. Man ermüdet weniger und muss ja nicht im Oberhemd bei 23 Grad fahren.
Warum gibt es keine Infrarot-Strahlungheizung im Fussraum unter Amaturenbrett wie die für Schreibtische unter der Arbeitsplatte erhältlich sind Leistung um 500watt und nicht wie derzeitige E- Luftheizungen mit 3 bis 5 kw/h.
„Sonomotors „will ihren geplanten Kleinwagen mit einer Wärmepumpe heizen um Energie zu sparen.
Das wäre fortschrittliche Lösung.
Fritz! meint
Die Aussage „die Reichweite wird halbiert“ ist doch totaler Quatsch, ohne die Randbedingungen, etwas, wie groß ist der Akku und wie hoch ist die Temperatur im Auto, anzugeben.
Da wollte wohl mal wieder ein Forscher/ein Forscherteam unbedingt in die Schlagzeilen mit eine neuen Anti-E-Auto-These.
Starkstrompilot meint
In Deutschland wird also wieder an Sachen geforscht, die es schon gibt. Na, Klasse. Am Ende noch mit Steuergeldern oder Drittmittel. Sicher, wie denn sonst.
Für euch Wissenschaftlerchen zum Mitschreiben:
Die Reichweite verkürzt sich bei Kälte nicht durch Heizung oder Klimaanlage, sondern durch die Temperatur des Akkus.
Der Tesla fährt jedenfalls immer gleich weit, ob es Winter oder Sommer ist und das hat nichts mit Heizung oder Klimaanlage zu tun.
Und wenn, ich glaube es ist einfacher ein paar kwh zusätzlich in den Akku zu packen, als komplizierte, nur Gewicht produzierende Temperaturregelungen ins Auto zu montieren.
Immer dieses Sparzwanggegichtel.
Volker Adamietz meint
@ Leonardo: Der Renault ZOE war übrigens das erste E-Auto überhaupt, welches eine Wärmepumpe verbaut hat. Das ist vermutlich die gleiche, die dann später im Leaf verbaut wurde.
Zuletzt bin ich mit meinem ZOE Q90 bei ca. 0° C eine Strecke von ca. 115 km gefahren. Ich habe dabei für die Heizung ca. 2 kWh pro gefahrener Std. verbraucht!!! Und ich habe es angenehm warm gehabt.
Das sind also gerade mal 5% der Gesamtkapazität!!! Sprich – mir sind dabei ca. 10 – 20 km Reichweite verloren gegangen. Das ist bei einer Reichweite von 250 – 350 km wirklich NIchts.
Wenn die Autos noch besser gedämmt wären (oder doppeltglasig) wären, würde man fast nichts zum Heizen brauchen, bei dem geringen Innenraumvolumen.
Wir heizen unser Haus mit 130 m² Wohnfläche mit einem 6 kW Heizstab!! Nur so als Vergleich.
Aber da wird ja auch ständig dagegen Propaganda betrieben. Mit Strom heizen ist der Wahnsinn. Kostet 3 x so viel wie mit Holz oder Öl oder Gas.
… stimmt nicht! Es kostet uns etwas mehr wie Holz – ist aber ein Komfortgewinn ohne gleichen und Klar es ist 100% Ökostrom!!!
Es gibt so viele „Falsch-Wahrheiten“, die verbreitet werden. Das ist echt brutal!
Link meint
Wenn ich mit meinem alten Prius elektrisch fahre und die Klimaautomatik nutze, reduziert das die Reichweite nicht wirklich. Auch geht der Benzinverbrauch ob des Kühlens nicht hoch. Da habe ich im Laufe der mittlerweile zwölf Jahre, in denen ich dieses Fahrzeug habe, mehrere Versuche gemacht.
Der Benzinverbrauch geht nur im Winter hoch, weil das kleine Atkinson-Motörchen relativ wenig Wärme abgibt und deswegen recht oft zum Heizen laufen muß. Beim C-HR ist das deutlich besser.
Der Prius ist aber ich recht gut isoliert. Da Isolationsmaterial ja zum großen Teil aus Luft besteht, wiegt es auch kaum was.
Überhaupt sollte man beim E-Auto nicht die Luft heizen, sondern die Gegenstände im Auto. Da böte sich z. B. IR an. Damit meine ich jetzt nicht die roten IR-Gesundheitslampen, sondern IR-Flächenstrahler, die z. B. in den Türen, dem Dach oder im Boden eingebaut sein könnten. So ließe sich mit recht überschaubarer Leistung ein angenehmes Wärmegefühl erzeugen. Es fühlt sich an, als scheine eine warme Sonne auf die Haut, weil’s das gleiche Prinzip ist. Eben unsichtbare IR-Wellen.
Priusfahrer meint
Da lob ich mir ein FCV. Heizen geht sofort, auch bei – 20 C, wenn man im Tiroler Bergland oder im süd-östlichen Bayern unterwegs ist. Wenn Gastank leer,
schnell nachfüllen – weiter gehts. Keine Zeit zum Kaffetrinken vergeuden.
Ist aber (noch) nicht. Muß man halt bis dahin in wärmeren Zonen bleiben.
Fritz! meint
Was hat denn die Speichertechnik (ob Batterie oder Brennstoffzelle) mit dem Energie-VErbauch der Heizung zu tun? Eine Heizung verbraucht eine bestimmte Menge an Energie (in kWh), die nicht mehr zum fahren zur Verfügung steht.
Sepp meint
Die Speicherkapazität hat sehr viel mit dem Prozentsatz des Reichwetenverlustes zu tun. Diesen mit 50% anzugeben ist unseriös. Da wäre eine Angabe in km logischer
Niels meint
Was soll an Wärme direkt an Körperteilen neu sein? Nur dass sie es komplizierter machen?
Sitzheizungen, beheizte Lenkräder usw. gibt es schon lange. Sitzheizung statt Raumheizung ist ein häufiger Energiespartipp für Elektroautos. Allerdings finde ich den warmen Hintern in kalter Umgebungstemperatur keineswegs angenehm oder gar komfortabel.
Redlin, Stefan meint
Nach inzwischen 4 elektrischen Wintern würde ich sagen, dass das Heizen bei meinem E-Auto maximal 20% der üblichen Reichweite ausmacht. Ist jedoch schwierig exakt zusagen, ob die ganzen 20% durchs Heizen entstehen oder nicht auch noch ein Teil dieser 20% darauf zurückzuführen ist, dass beim Laden der Akku kalt war und von vornherein weniger aufnahm. Wäre trotzdem schön wenn es Technikern gelänge noch sparsameres Heizen zu ermöglichen.
akls meint
Was für ein Clickbait Artikel…
Mein E-Golf mit WP hat in den letzten 2 Monaten ca.17,5 kwh/100km verbraucht.
Der Streckenanteil von Stadt, Land und Autobahn ist ziemlich ausgewogen.
Bei gleicher Strecke kommt man ohne Klimatisierung auf 14-14,5kwh.
Macht im Durchschnitt rund 20% weniger.
EdgarW meint
Die Überschrift, bzw. die Aussage des Herrn van Treeck ist nicht nur irreführend, sondern objektiver – verzeiht die Wortwahl – Bullshit.
Mit Wärmepumpen hat das in dieser Aussageform auch wenig zu tun, denn er spricht ja von „Klimatisierung“, nicht Heizung. Würde mittels Klimaanlage geheizt, wäre folglich eine Wärmepumpe im Einsatz und die reduziert bekanntlich die benötigte Heizleistung im Winter ggü. rein elektrischer (Heizdraht- o.ä.)Heizung enorm.
Natürlich kann man es hinbekommen, dass die Reichweite mit Heizung oder Kühlung auf (=um) die Hälfte reduziert wird, aber das muss mutwillig geschehen. Dabei ist natürlich von der realen Reichweite (also nicht NEFZ o.dgl.) auszugehen, man müsste es also z.B. schaffen, einen Ioniq Elektro oder e-Golf von 200 km üblicher Normalreichweite auf 100 km runterzuwürgen. Bei extremer Hitze mit Klimaanlage auf 18°C im Schneckentempo, sodass die mittlere Fahr- und sonstige Stromentnahme (Multimedia, Bodcomputer, Sensorik, Tagfahrlicht etc.) aus dem Akku 2 kW beträgt, mithin die gleiche Leistung, die die Klimaanlage ebenfalls zu entnehmen in der Lage ist (man korrigiere mich bezüglich des theoretischen Maximalwerts).
Normal ist hingegen (von mir auf eigenem Durschnittswert als Land-Stadt-Pendler ohne Autobahn angenommen) ein Durchschnittstempo von 50-60 km/h, bei dem laut Spritmonitor 13,5 kWh / 100 km entnommen werden. Das wären bei dieser Annahme 7,4 kWh pro Stunde, die Stunde kürzt sich raus, also im Schnitt 7,4 kW Verrbauch im normalen Fahrbetrieb. *Inklusive* Jahresmittel-Klimatisierung. Selbst wenn man im Jahresmittel einen – viel zu hohen – durchschnittlichen Klimatisierungs-Verbrauch von 1 kW annehmen würde, betrüge der Antriebs- und sonstige Elektronik-Verbrauch 6,4 kW. Dem müsste man eine dauerhaft weitere 6,4 kW konsumierende Klimaanlage zur Seite stellen, um die Reichweite zu halbieren. Ich halte das für unmöglich – oder kennt jemand ein derart verschwenderisches Klimagerät in einem Elektrofahrzeug?
Wie gesagt, wenn man im Schrittempo schleicht, schafft man es sicherlich, dass der Verbrach der elektrischen Nebenkomponenten (exklusive Klima) z.B. so hoch ist, wie der die Entnahme für den Vortrieb. Audio + Sensorik + Bordcomputer + Multimedia = 500 Watt … kann man erreichen … ? Das Auto dazu laaaangsam rollen lassen, sodass es 500 Watt Fahrstrom entnimmt. Bums, die Elektronik schluckt die Hälfte der Reichweite (Skandal Nr. 1 !!!einself). 1 kW Dauer-Klimatisierung bei Extrem-Klima (Kälte oder Wärme, egal) obendrauf und Rumsdibums, die Reichweite mit Klimatisierung ist nochmals halb so hoch, wie sie ohne wäre. Skandal Nr. 2!!!
Das ist schlicht ein behämmertes Szenario und die Aussage des Herrn van Treeck somit schlicht unseriös.
Ich vermute, er sagt dies, weil es so schön plakativ ist und Medien es in Überchriften wiedergeben können, was diesen hohe Klickraten und Herrn van Treeck Aufmerksamkeit für sein Forschungsprojekt liefert. In der Politik nennt man sowas Populismus. Von mir gibt’s dafür 0 von zehn Punkten.
Man korrigiere mich, was meine Werte und Rechenbeispiele angeht.
Bänziger André meint
Bei den Drillingen haben die Konstrukteure es tatsächlich hinbekommen eine Heizung die 4,5 kw aufnimmt einzubauen. (Die Klimaanlage mit 900 Watt maximum ist da verhältnismässig gnädig) . Da der Heizkörper aus Alu dem Fahrwind hemmungslos ausgesetzt ist ,kann bei extremen Bedingungen die Reichweite drastisch reduziert werden . (bei einer angenommenen Durchschnittsgeschwindigkeit von realistischen 43 Km/h , also ca 2,5 Stunden für 100 km beträgt der errechnete Verbrauch ca 8 kwh…also schon heftig…) Die Drillinge wurden aber gebaut , um die Elektromobilität in der Praxis zu ertesten , und nicht um praxisnahe Fahrzeuge zu bauen (obwohl ich selber einen fahre…und happy bin ) .
Wenn eine Wärmepumpe eingebaut ist , dürfte der Mehrverbrauch wie Du geschrieben hast nicht mehr als 20% sein…. Das perfide ist dass bei den Kältemitteln , die in den Systemen sind (1234YF oder 134A) unter 4 Grad noch mit Heizstäben nachgeholfen werden muss …. CO2 Anlagen oder andere Kältemittel wären da besser…
Bedenken wir aber auch, dass der Akku im Winter weniger Kapazität hat…
PharmaJoe meint
Die Drillinge (fahre selber einen) sind nicht das, mit dem sich ein Forscher vergleichen sollte. Der Kia Soul braucht in der Tat (wie vorgerechnet) nur einen solchen Bruchteil für die Heizung/Klimaanlage, dass sich eine weitere Forschung schlicht nicht lohnt. Natürlich könnte man den Menschen in eine direkt beheizte Isolierhülle stecken (Schuhe, Hose, Jacke mit innen liegender Heizung) und dann mit deutlich unter 100W auskommen, aber wer will das? Dann lieber ein gedämmtes Fahrzeug mit dosierter, geringer Frischluftzufuhr und einer Luftheizung mit Wärmepumpe. Alles kein Hexenwerk, für das es ein öffentliches Forschungsprojekt bräuchte.
Martin Schilpp meint
Entfernt. Bitte verfassen Sie konstruktive Kommentare. Danke, die Redaktion.
Frank meint
Da meine Frau leichter fröstelt, hat sie zum Wohlfühlen auf Langstrecken eine per USB beheizbare Jacke, mit einer Powerbank auch gut outcar nutzbar. Einen wärmegedämmten Körperbereich direkt zu beheizen kostet nur wenige Watt und so reicht die Lüftung, um die Scheiben klar zu halten. Schätze, dass beheizbare Kleidung das bessere Winterpaket sein kann. Vielleicht ist das ein neuer Markt, der durch Elektromobilität kräftig wächst?
newchie meint
Entfernt, da themenfern. Allgemeine Verbesserungsvorschläge oder Kritik bitte über unser Kontaktformular einreichen. Die Redaktion.
Leonardo meint
Ist an denen das derzeitig kaufbare spurlos vorübergegangen???
Der Nissan Leaf hat seit 7/2013 eine Wärmepumpe zum Heizen die im Schnitt bei 0 Grad so ca. 750 Watt zieht. Wärmepumpenheizung haben auch Kia Soul, Hyundai Ioniq, BMW i3 und VW eGolf, die beiden letzten natürlich nur gegen Aufpreis.
Kia und Hyundai haben sogar eine „Driver only“ Taste bei der nur die Fahrerseite beheizt wird.
Sitzheizung und Lenkradheizung sind das effizienteste Heizungssystem überhaupt und verbrauchen fasst nichts.
Bei einem Elektroauto mit nicht mehr zeitgemäßer Elektrodirektheizung wie den Drillingen (iMiev, C-Zero, iOn), Tesla, eUp, Smart und B-Klasse ed muß ich dem Forscher recht geben aber es gibt bereits Autos mit sparsamer Heizung zu kaufen.
Daß ein Wärmepumpenbeheiztes E-Auto anstatt NEFZ 199km nur reale 100km (50%) kommt hat am wenigsten mit der Heizung sondern mit dem betrügerischen NEFZ zu tun.
Marco meint
Er redet von „Heizung und Klimaanlage“, bei dem letzteres ganz klar ein Wärmepumpen-System sein muss. Was also willst Du uns sagen? Dass Wärmepumpen niemals so viel Verlust haben, dass seine Aussage mit der doppelten Reichweite stimmt?
Ich weiß nicht, von welchem Szenario er ausgeht: Wenn ich bei 40°C und ungetrübter Mittagssonne ins aufgeheizte Auto einsteige, die Klimaanlage voll aufdrehe, so dass in möglichst kurzer Zeit die 80°C Luft auf unter 25°C runtergekühlt ist, in dieser Zeit aber nur im Stadtverkehr unterwegs bin, habe ich enorm viel Energie in die Klimaanlage stecken müssen, ohne dass ich viele Kilometer gefahren bin. Auf einer längeren Autobahnfahrt mit bedecktem Himmel, wird es sicherlich weniger ausmachen…
EdgarW meint
LOL, das wäre in der Tat ein Szenario, das einem die Halbierug ermöglichen könnte. Ich hatte nicht so viel Fantasie :-D
Aber dazu bitte nur sehr kurze Strecken fahren, Auto gleich wieder in der prallen Sonne abstellen, warten bis es wieder aufgeheizt ist und weiter geht’s. So schafft man es dann auch, in einer Woche 100 km innerorts zurückgelegt und den für 200 km normal/real völlig ausreichenden Akku leergesaugt zu haben. Hmmm, gaaaanz lange an Ampeln in der prallen Sonne mit eingeschalteter Klimatisierung rum stehen könnte ebenfalls helfen. Oder an geschlossenen Bahnübergängen. Der Fantasie sind keine Grenzen gesetzt ;-)
JoSa meint
Hey Super
Jetzt kann man den Temperaturunterschied, innen 80°C aussen 40°C, nutzen um einen Stirlingmotor mit Generator zu betreiben. In zwei Jahren ist der Akku wieder aufgeladen ????
Leotronic meint
Ein EV mit Klimaanlage hat nicht automatisch eine Wärmepumpenheizung.
Wer kühlt ein Auto von 80 Grad runter? Ich öffne kurz alle Fenster und die Temperatur geht umsonst auf wenige Grad über Lufttemperatur. Dann ist das kühlen viel effektiver. Ja, der Verbrenner kann das. Dafür kann er andere Sachen nicht die ein EV kann. Und die sind für mich viel wichtiger.
Marco meint
Wer das macht? Du wirst nicht glauben, was ich bei so manchen Kollegen mit Firmenwagen (-> Spritkosten „egal“!) schon so erlebt habe… Traurig aber wahr.
Trotzdem: Ich weiß auch nicht, von welchem Szenario er ausgeht. Wenn der Experte das grob vorrechnen könnte, wären wir alle schon weiter sicherlich.
Stimmt zwar, dass ein Auto mit Klima nicht automatisch zum Heizen auch die Wärmepumpe benutzt, was ich aber meinte: Die Klimaanlage ist im Prinzip eine Wärmepumpe und dementsprechend auch effizient beim Kühlen, ähnlich wie eine Wärmepumpen-Heizung beim Heizen. Ob man das so vergleichen kann, weiß ich aber nicht wirklich, das müsste ich mir erst noch überlegen. Bei der Klimaanlage ist es die Wärme, die von außen rein kommt (durch die Lüftung, Isolation und vor allem Wärmestrahlung der Sonne durch die in Autos relativ große Fensterfläche), bei der Heizung der Wärmeverlust durch die nicht so optimale Wärmedämmung im Auto (auch besonders durch die Fensterflächen vermute ich) und die teils großen Temperaturunterschiede von um die 20-30°C oder so. Keine Ahnung, wo da eine Wärmepumpe mehr oder weniger Leistung benötigt.
Rob meint
Ein weiterer Ansatzpunkt könnte die Fahrzeugdämmung selbst sein. Autos dämmen dzt. (noch immer) auf dem Niveau von Einfamilienhäuser der 1970er Jahre. Folglich ist Energieaufwand für Heizung und insb. Kühlung entsprechend hoch.