Rekuperation beim E-Auto: So gewinnen Sie Energie zurück

Nach einer Fahrt von 50 Kilometern zeigt ein Elektroauto bei einem anfänglichen Akkustand von 60 Prozent manchmal noch 55 Prozent Restladung an – oder nur 48 Prozent. Diese sieben Prozent Unterschied können darüber entscheiden, ob das Ziel ohne Zwischenstopp erreicht wird oder unterwegs geladen werden muss. Der Grund für diese Differenz liegt in der Rekuperation, also der Fähigkeit von E-Autos, beim Fahren Energie in die Batterie zurückzuspeisen.

Was bedeutet Rekuperation?

Rekuperation, auch regeneratives Bremsen genannt, beschreibt die Fähigkeit eines Elektroautos, beim Verzögern Energie zurückzugewinnen. Während diese Energie bei Fahrzeugen mit Benzin- oder Dieselmotor beim Bremsen als Wärme verloren geht, wird sie im E-Auto in elektrische Energie umgewandelt und zurück in die Batterie gespeist. Die zurückgewonnene Energie steht anschließend wieder zum Fahren oder für Verbraucher wie Klimaanlage, Heizung oder das Infotainmentsystem zur Verfügung.

Jede zurückgewonnene Kilowattstunde trägt dazu bei, die Reichweite zu erhöhen. Dadurch sind weniger Ladestopps nötig, die Energiekosten können sinken und auch die Bremsbeläge werden geschont, da das Fahrzeug seltener auf die herkömmlichen Reibungsbremsen angewiesen ist.

Die Rekuperation wird immer dann aktiviert, wenn das Fahrzeug verzögert oder Bewegungsenergie zurückgewinnen kann. Das geschieht in der Regel, wenn der Fuß vom Fahrpedal genommen wird (One-Pedal-Driving), wenn das Bremspedal leicht betätigt wird oder bei Bergabfahrten.

Wie viel Energie lässt sich zurückgewinnen?

Unter normalen Fahrbedingungen können moderne Elektroautos im Durchschnitt rund 22 Prozent der eingesetzten Energie durch Rekuperation zurückgewinnen. Wie hoch der tatsächliche Wert ausfällt, hängt jedoch von vielen Faktoren ab. Dazu zählen unter anderem das Fahrzeugmodell, der Fahrstil, das Streckenprofil, das Verkehrsaufkommen und die Wetterbedingungen.

Bei Bergabfahrten können rund 40 Prozent der Energie zurückgewonnen werden, im Stadtverkehr etwa 33 Prozent. Auf Landstraßen sind es rund 21 Prozent, auf der Autobahn nur etwa 12 Prozent.

Ein Beispiel aus der Praxis: Ein Tesla Model Y Long Range mit einer 75-kWh-Batterie und einem durchschnittlichen Verbrauch von 16 kWh pro 100 Kilometer kann auf einer langen Bergabfahrt durch Rekuperation rund 2 kWh Energie wieder nutzbar machen. Das entspricht einer zusätzlichen Reichweite von etwa 12 Kilometern.

Unterschiede zwischen den Modellen

Der ADAC hat mehrere Elektroautos auf einer simulierten 5,5 Kilometer langen Bergabstrecke mit einem Gefälle von bis zu 10 Prozent getestet. Die Ergebnisse zeigen deutliche Unterschiede beim Rekuperationswirkungsgrad: Der Dacia Spring erreichte rund 35 Prozent, das Tesla Model Y etwa 40 Prozent und der BMW i7 rund 50 Prozent.

In einem weiteren Test unter WLTP-ähnlichen Bedingungen auf überwiegend flachen Strecken erzielten folgende Modelle die höchsten Rekuperationswerte: Der Nio ET7 100 kWh erreichte 31 Prozent, der Hyundai IONIQ 6 77,4 kWh 29 Prozent und der VW ID.5 26 Prozent. Tesla Model S, XPeng G9 Long Range und BMW i4 eDrive35 kamen jeweils auf 24 Prozent.

Rekuperationsstufen richtig nutzen

Bei den meisten modernen Elektroautos lässt sich die Stärke der Rekuperation individuell einstellen. Je nach Fahrzeug erfolgt das über das Infotainmentsystem, Schaltwippen am Lenkrad oder separate Tasten. Welche Stufe die richtige ist, hängt von den persönlichen Vorlieben und der jeweiligen Fahrsituation ab.

Eine niedrige Rekuperationsstufe eignet sich besonders für Autobahnfahrten. Bei höheren Geschwindigkeiten ist es meist effizienter, das Fahrzeug rollen zu lassen, als ständig abzubremsen und wieder zu beschleunigen. Eine mittlere Stufe bietet sich für den Alltag an, wenn ein klassisches Fahrgefühl bevorzugt wird. Die höchste Stufe empfiehlt sich für Stop-and-go-Verkehr oder hügelige Strecken, auf denen möglichst viel Energie zurückgewonnen werden soll.

Einige Fahrzeuge bieten auch einen adaptiven Modus, bei dem das Fahrzeug die Rekuperation automatisch an die Situation anpasst. Dafür nutzt es unter anderem GPS-Daten, Tempolimits sowie Informationen von Radar und Kameras.

Wann funktioniert Rekuperation nicht?

Die Rekuperation arbeitet nur eingeschränkt oder funktioniert vorübergehend gar nicht, wenn die Batterie vollständig geladen ist oder an kalten Tagen ihre optimale Betriebstemperatur noch nicht erreicht hat. Gleiches gilt auf rutschigen Fahrbahnen. Dort wird die Rekuperationsleistung häufig reduziert, damit die Räder nicht die Haftung verlieren und die Fahrsicherheit jederzeit gewährleistet bleibt.

Wenn direkt nach dem Start eine längere Bergabfahrt erwartet wird, sollte der Akku deshalb möglichst nicht auf 100 Prozent geladen werden. Andernfalls kann das Fahrzeug kaum oder gar keine Energie mehr durch Rekuperation aufnehmen.

Tipps für effiziente Rekuperation

Um möglichst viel Energie durch Rekuperation in die Batterie zu laden, sollte vorausschauend gefahren werden. Statt erst wenige Meter vor einer roten Ampel kräftig zu bremsen, empfiehlt es sich, frühzeitig den Fuß vom Fahrpedal zu nehmen. So kann das Elektroauto deutlich mehr Energie zurückgewinnen.

Die Rekuperationsstufe sollte an die jeweilige Fahrsituation angepasst werden. Im Stadtverkehr und auf längeren Bergabfahrten empfiehlt sich die höchste verfügbare Stufe oder One-Pedal-Driving. Auf der Autobahn ist dagegen das Segeln meist die effizientere Wahl.

Auf rutschigen oder vereisten Fahrbahnen können hohe Rekuperationskräfte dazu führen, dass die angetriebenen Räder die Haftung verlieren. Viele moderne Elektroautos erkennen solche Situationen und reduzieren die Rekuperationsleistung automatisch. Ist das nicht der Fall, sollte die Rekuperationsstufe bei Eis, Schnee oder stark nasser Fahrbahn selbst reduziert werden.

Rekuperation seit über 100 Jahren

Rekuperation wird oft als moderne Technologie von Elektroautos verstanden. Tatsächlich gibt es das Prinzip jedoch schon seit mehr als 100 Jahren. Bereits 1886 entwickelte der amerikanische Elektroingenieur Frank J. Sprague in Richmond (Virginia) das erste kommerziell eingesetzte Rekuperationssystem für elektrische Straßenbahnen.

Auf den steilen Straßen von Richmond wurden die Straßenbahnen bergab durch die Schwerkraft immer schneller. Irgendwann drehten sich ihre Elektromotoren schneller, als sie angetrieben wurden, und arbeiteten dadurch automatisch als Generatoren. So wurden die Straßenbahnen elektromagnetisch abgebremst, während die erzeugte elektrische Energie über die Oberleitungen zurück ins Netz gespeist wurde.

Mit der Einführung des KERS (Kinetic Energy Recovery System) in der Formel 1 im Jahr 2009 bekam die Technologie eine völlig neue Rolle. Per Knopfdruck am Lenkrad kann der Fahrer die zurückgewonnene Energie abrufen und für kurze Zeit zusätzliche Leistung von rund 80 PS zum Überholen nutzen.

Euro 7 macht Rekuperation wichtiger

Mit der neuen Abgasnorm Euro 7 rückt die Rekuperation noch stärker in den Fokus. Erstmals werden nicht nur Emissionen aus dem Auspuff, sondern auch Partikelemissionen der Bremsen gesetzlich begrenzt. Die neuen Vorgaben gelten für neu typgenehmigte Pkw ab dem 29. November 2026 und für alle neu zugelassenen Fahrzeuge ab dem 29. November 2027.

Für reine Elektroautos gilt ein Grenzwert von 3 mg Bremsstaub pro Kilometer. Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor, Hybride und Brennstoffzellenfahrzeuge dürfen dagegen bis zu 7 mg/km ausstoßen. Der strengere Grenzwert für Elektroautos ist möglich, weil sie beim Verzögern überwiegend auf die Rekuperation setzen. Dadurch kommen die mechanischen Bremsen deutlich seltener zum Einsatz, wodurch wesentlich weniger Bremsstaub entsteht.

Quelle: https://go-e.com/de-at/magazin/rekuperation-e-auto