Rekuperation bedeutet, dass ein Elektro- oder Hybridauto beim Verzögern einen Teil seiner Bewegungsenergie zurückgewinnt und als elektrische Energie in der Batterie speichert. Der Elektromotor arbeitet dabei zeitweise als Generator.
Das spart Energie beziehungsweise Kraftstoff und kann gleichzeitig den Verschleiß von Bremsbelägen und Bremsscheiben reduzieren. Besonders wirkungsvoll ist die Rekuperation im Stadtverkehr, auf Strecken mit häufigen Geschwindigkeitswechseln und beim Bergabfahren.
Was bedeutet Rekuperation?
Der Begriff Rekuperation stammt vom lateinischen „recuperare“ und bedeutet sinngemäß „wiedergewinnen“. Bei einem Fahrzeug geht es um die Rückgewinnung von Bewegungsenergie.
Bei einem klassischen Verbrenner wird die Bewegungsenergie beim Bremsen überwiegend durch Reibung in Wärme umgewandelt. Diese Wärme wird anschließend an die Umgebung abgegeben.
Elektro- und Hybridfahrzeuge können dagegen einen Teil der Bewegungsenergie wieder in elektrische Energie umwandeln und in ihrer Batterie speichern.
Wie funktioniert Rekuperation?
Beim normalen elektrischen Antrieb sieht der Energiefluss vereinfacht so aus:
Batterie → elektrische Energie → Elektromotor → Bewegung
Bei der Rekuperation wird der Elektromotor zum Generator:
Bewegung → Generator → elektrische Energie → Batterie
Nimmt der Fahrer den Fuß vom Fahrpedal oder betätigt die Bremse, kann der Elektromotor das Fahrzeug verzögern. Dabei entsteht elektrische Energie, die wieder in die Batterie eingespeist wird.
Wie stark ein Fahrzeug dabei verzögert, unterscheidet sich erheblich. Einige Modelle erlauben die Auswahl verschiedener Rekuperationsstufen, andere steuern die Energierückgewinnung weitgehend automatisch.
Rekuperation beim Hybridauto
Nicht nur reine Elektroautos nutzen Rekuperation. Sie ist auch ein wichtiger Bestandteil vieler Hybridantriebe.
Beim Verzögern wird elektrische Energie gewonnen und in der Hybridbatterie gespeichert. Diese Energie kann anschließend beispielsweise zum elektrischen Anfahren oder zur Unterstützung des Verbrennungsmotors verwendet werden.
Bei einem Vollhybrid sind je nach Fahrzeug außerdem kurze rein elektrische Fahrstrecken möglich.
Ein klassischer Hybrid beziehungsweise Mildhybrid muss dafür nicht an eine Steckdose angeschlossen werden. Ein Plug-in-Hybrid besitzt dagegen eine größere Batterie, die zusätzlich extern geladen werden kann.
Wann rekuperiert ein Auto?
Je nach Fahrzeug kann Energie zurückgewonnen werden, wenn:
- der Fahrer das Fahrpedal loslässt,
- das Fahrzeug vor einer Ampel oder Kreuzung verzögert,
- das Bremspedal betätigt wird,
- die Geschwindigkeit vor einer Ortschaft reduziert wird oder
- das Fahrzeug bergab fährt.
Bei modernen Fahrzeugen entscheidet die Elektronik häufig selbst, wie viel Verzögerung der Elektromotor übernimmt und wann zusätzlich die mechanischen Bremsen eingesetzt werden.
Rekuperiert ein Elektroauto auch beim Bremsen?
Ja. Rekuperation findet nicht zwangsläufig nur beim Loslassen des Fahrpedals statt.
Bei vielen Elektro- und Hybridautos wird auch beim Betätigen des Bremspedals zunächst möglichst viel über den Elektromotor verzögert. Erst wenn dessen Bremswirkung nicht ausreicht oder andere technische Voraussetzungen dies erforderlich machen, wird stärker mit den normalen Radbremsen gebremst.
Für den Fahrer soll der Übergang zwischen elektrischer und mechanischer Verzögerung möglichst gleichmäßig erfolgen.
Wie viel Energie gewinnt Rekuperation zurück?
Eine pauschale Prozentzahl lässt sich nicht seriös für jedes Fahrzeug und jede Fahrsituation angeben.
Die tatsächlich zurückgewonnene Energie hängt unter anderem ab von:
- Geschwindigkeit und Fahrzeuggewicht,
- Stärke und Dauer der Verzögerung,
- Leistungsfähigkeit von Elektromotor und Generator,
- Ladezustand der Batterie,
- Batterietemperatur und
- der maximal möglichen Ladeleistung.
Ein Teil der Energie geht bei der Umwandlung und Speicherung zwangsläufig verloren.
Rekuperation erzeugt also keine Energie, sondern macht einen Teil der ansonsten verlorenen Bewegungsenergie erneut nutzbar.
Wann funktioniert Rekuperation nicht oder nur eingeschränkt?
Die Energierückgewinnung kann eingeschränkt sein, wenn die Batterie nahezu vollständig geladen oder sehr kalt ist. Auch die maximal mögliche Lade- und Rekuperationsleistung des jeweiligen Fahrzeugs setzt Grenzen.
Muss stärker verzögert werden, als dies über den Elektromotor möglich ist, kommen zusätzlich die mechanischen Bremsen zum Einsatz.
Deshalb sollte sich ein Fahrer insbesondere bei langen Gefällestrecken nicht darauf verlassen, dass jederzeit dieselbe Rekuperationsleistung zur Verfügung steht.
Ist starke Rekuperation immer sparsamer?
Nein. Dieser Punkt ist für sparsames Fahren besonders wichtig.
Wenn das Fahrzeug ohnehin langsamer werden muss, ist es sinnvoll, möglichst viel der Bewegungsenergie zurückzugewinnen. Noch effizienter ist es jedoch häufig, gar nicht erst unnötig abzubremsen.
Wer beispielsweise stark rekuperiert und kurz darauf wieder beschleunigt, wandelt Energie mehrfach um. Bei jeder Umwandlung entstehen Verluste.
Deshalb gilt:
Vorausschauendes Rollen ist meist effizienter als unnötiges Abbremsen mit anschließender Beschleunigung.
Rekuperation ist vor allem dann sinnvoll, wenn eine Verzögerung ohnehin erforderlich ist.
Was ist One-Pedal-Driving?
Bei einigen Elektroautos lässt sich eine sehr starke Rekuperation einstellen. Nimmt der Fahrer den Fuß vom Fahrpedal, verzögert das Fahrzeug deutlich.
Dadurch kann in vielen Alltagssituationen allein durch die Stellung des Fahrpedals beschleunigt und verzögert werden. Dieses Prinzip wird als One-Pedal-Driving bezeichnet.
Das Bremspedal bleibt selbstverständlich vorhanden und ist unter anderem für stärkere beziehungsweise notwendige Bremsmanöver erforderlich.
Schont Rekuperation die Bremsen?
Ja, Rekuperation kann den Verschleiß der mechanischen Bremsanlage deutlich reduzieren.
Übernimmt der Elektromotor einen Teil der Verzögerung, müssen Bremsscheiben und Bremsbeläge entsprechend weniger Bremsarbeit leisten.
Das kann allerdings einen Nebeneffekt haben: Werden die mechanischen Bremsen nur selten beansprucht, können insbesondere Bremsscheiben durch Feuchtigkeit, Schmutz und Streusalz korrodieren.
Eine regelmäßige Kontrolle der Bremsanlage bleibt deshalb auch bei Elektro- und Hybridautos wichtig.
Schadet Rekuperation der Batterie?
Im normalen Betrieb ist Rekuperation vom Hersteller vorgesehen und Bestandteil des Batteriemanagements. Das Fahrzeug überwacht unter anderem Ladezustand und Temperatur der Batterie und begrenzt die Rekuperationsleistung, wenn die Batterie momentan nicht genügend Energie aufnehmen kann.
Der Fahrer muss die Energierückgewinnung deshalb normalerweise nicht aus Sorge um die Batterie vermeiden.
Warum bringt Rekuperation in der Stadt besonders viel?
Im Stadtverkehr muss häufig beschleunigt und anschließend wieder verzögert werden. Bei einem konventionellen Verbrenner geht beim Bremsen ein großer Teil der zuvor aufgebauten Bewegungsenergie als Wärme verloren.
Ein Hybrid- oder Elektroauto kann dagegen einen Teil davon zurückgewinnen.
Deshalb können Hybridantriebe gerade im Stadtverkehr einen deutlichen Effizienzvorteil haben.
Auf einer Autobahnfahrt mit weitgehend konstanter Geschwindigkeit gibt es dagegen wesentlich weniger zu rekuperieren. Hier fällt der Vorteil entsprechend geringer aus.
Rekuperation beim Bergabfahren
Auf Gefällestrecken ist die Energierückgewinnung besonders praktisch. Der Elektromotor kann das Fahrzeug abbremsen und gleichzeitig elektrische Energie erzeugen.
Dadurch wird die mechanische Bremsanlage entlastet und ein Teil der potenziellen Energie des Fahrzeugs wieder in der Batterie gespeichert.
Ist die Batterie jedoch bereits voll oder kann sie nur eine begrenzte Ladeleistung aufnehmen, kann die mögliche Rekuperationsleistung sinken.
Spart Rekuperation Kraftstoff?
Bei einem Hybridfahrzeug kann Rekuperation den Kraftstoffverbrauch reduzieren. Die zurückgewonnene Energie kann später vom Elektromotor genutzt werden und dadurch den Verbrennungsmotor entlasten.
Wie groß die Einsparung tatsächlich ist, hängt stark vom Fahrprofil ab.
Besonders günstig sind:
- Stadtverkehr,
- Stop-and-go-Verkehr,
- Strecken mit häufig wechselnden Geschwindigkeiten,
- Gefällestrecken und
- vorausschauendes Fahren.
Auf langen Autobahnfahrten mit weitgehend konstanter Geschwindigkeit fällt der Rekuperationsvorteil wesentlich kleiner aus.
FAQ: Häufige Fragen zur Rekuperation
Was ist Rekuperation einfach erklärt?
Rekuperation ist die Rückgewinnung von Energie beim Verzögern. Der Elektromotor arbeitet dabei als Generator und wandelt einen Teil der Bewegungsenergie in elektrische Energie um. Diese wird in der Batterie gespeichert.
Lädt sich ein Hybrid beim Bremsen auf?
Ja. Bei vielen Hybridfahrzeugen wird beim Verzögern elektrische Energie zurückgewonnen und in der Hybridbatterie gespeichert. Zusätzlich können je nach Hybridsystem weitere Möglichkeiten zum Laden der Batterie genutzt werden.
Kann ein Elektroauto beim Bergabfahren geladen werden?
Ja. Beim Bergabfahren kann der Elektromotor als Generator arbeiten. Das Fahrzeug wird dadurch verzögert und gleichzeitig Energie in die Batterie zurückgespeist. Ist die Batterie bereits sehr voll, kann die Rekuperation allerdings begrenzt werden.
Kann man nur mit Rekuperation bremsen?
In vielen Alltagssituationen kann ein erheblicher Teil der Verzögerung über Rekuperation erfolgen. Für stärkere Bremsungen und bestimmte Fahrsituationen werden jedoch weiterhin die mechanischen Bremsen benötigt.
Funktioniert Rekuperation bei voller Batterie?
Bei einer vollständig oder nahezu vollständig geladenen Batterie kann die Rekuperationsleistung reduziert sein, weil die Batterie nur noch wenig zusätzliche Energie aufnehmen kann.
Ist Segeln oder Rekuperieren sparsamer?
Wenn keine Geschwindigkeitsreduzierung notwendig ist, ist möglichst verlustarmes Rollen beziehungsweise Segeln häufig effizienter. Muss das Fahrzeug ohnehin langsamer werden, ist Rekuperation sinnvoll, weil dabei ein Teil der Bewegungsenergie zurückgewonnen werden kann.
Wie viel Reichweite bringt Rekuperation?
Das lässt sich nicht mit einer festen Kilometerzahl beantworten. Der Effekt hängt stark von Strecke, Topografie, Verkehr, Fahrweise und Fahrzeug ab. Im Stadtverkehr und auf Gefällestrecken bestehen deutlich mehr Möglichkeiten zur Energierückgewinnung als bei gleichmäßiger Autobahnfahrt.
Fazit: Rekuperation macht Bremsenergie wieder nutzbar
Rekuperation gehört zu den wichtigsten Effizienzvorteilen elektrifizierter Fahrzeuge. Statt Bewegungsenergie beim Bremsen vollständig als Wärme zu verlieren, wird ein Teil davon in elektrische Energie umgewandelt und wieder in der Batterie gespeichert.
Besonders sinnvoll ist das im Stadtverkehr und auf Strecken, auf denen häufig verzögert werden muss. Gleichzeitig können die mechanischen Bremsen geschont werden.
Rekuperation ist allerdings kein Ersatz für eine vorausschauende Fahrweise. Am effizientesten ist es, unnötiges Beschleunigen und Bremsen von vornherein zu vermeiden und die vorhandene Bewegungsenergie möglichst lange zum Rollen zu nutzen.
0 Kommentare
Hast du einen Hinweis oder eine Erfahrung? Teile sie mit anderen.