Wärmepumpe im E-Auto

Ist man mit Elektroautos noch nicht so vertraut, hat man möglicherweise das Vorurteil, dass man besonders an kalten Tagen im Auto frieren, und bei hohen Außentemperaturen schwitzen muss, da die Klimaanlage eher sparsam zum Einsatz kommt, um nicht an Reichweite zu verlieren. Doch die E-Mobilitäts-Technologie gewinnt stetig an Effizienz und das bedeutet auch, dass die Nutzung der Elektronik an Bord die Batterieleistung nicht zu sehr beeinträchtigt. Anstatt konventioneller Heizungen wird mittlerweile bei den meisten E-Auto Modellen deshalb eine Wärmepumpe integriert. Diese ist vor allem beim Stromverbrauch sehr effizient und bietet darüber hinaus viele weitere Vorteile.

Bei Wärmepumpen handelt es sich um ein modernes System zur Temperaturregulation, dessen Betrieb keine fossilen Energieressourcen wie Gas oder Heizöl erfordert. Stattdessen wird sie mit Strom betrieben. Das Gerät nimmt dabei thermische Energie aus seiner Umgebung auf, die in Nutzwärme verwandelt wird und auf das System übertragen wird, das klimatisiert werden muss. Dieser Vorgang ist besonders effizient, weil neben der aufgenommen Energie auch die Antriebsenergie genutzt werden kann. Es wird dabei nicht nur Luft erwärmt, sondern auch Wasser. Außerdem kann die Technologie auch zum Kühlen genutzt werden.

Hierbei können verschiedene Produktionsprinzipien zugrunde liegen, wie Kompression (Nutzung der Verdampfungswärme), Absorption (Nutzung der Reaktionswärme, die bei der Mischung zweier Flüssigkeiten oder Gasen entsteht), Adsorption (Nutzung eines festen Lössugsmittel, mit dem das Kältemittel reagiert, indem Wärme hinzugefügt oder entnommen wird), oder auch magnetokalorisch (Nutzung der magnetischen Kühlung). In Elektroautos sind vor allem Pumpen integriert, die mit einem Aggregat arbeiten, in denen sich ein Temperaturmittel befindet. Um das Fahrzeug zu heizen oder zu kühlen, entzieht dieses Aggregat der Umgebung Wärme oder Kälte und führt sie einem Kreislauf zu, der in Folge mit einem Kompressor das Temperaturmittel in den gewünschten Zustand bringt und in erwärmte oder gekühlte Luft umgewandelt. Diese wird anschließend über einen Wärmetauscher ins Wageninnere geleitet und sorgt für die gewünschte Umgebungstemperatur.

Ist dieses Heiz- oder Kühlsystem in Ihrem Elektroauto integriert, bringt dies zahlreiche Vorteile mit sich. Der wesentlichste ist wohl zweifellos, dass der Stromverbrauch von Wärmepumpen um einiges geringer ist als der einer regulären elektrischen Heizung, die sonst in Fahrzeugen verbaut ist – und zwar signifikant: Es wird bis zu fünfmal weniger Energie verbraucht. Das wirkt sich erheblich auf die Reichweite aus. Wird die Temperatur eines Elektrofahrzeugs mit einer Wärmepumpe anstatt mit einer klassischen Elektroheizung reguliert, kann die Reichweite bis zu 20% erhöht werden. Natürlich hängt der Mehrwert, den man hier erzielen kann, letztendlich auch von der eigenen Fahrweise ab. Auch an sehr kalten oder sehr heißen Tagen wird sich diese Technologie in Ihrem Auto als echter Game Changer erweisen. Das liegt daran, dass die Batterie eines Elektroautos durch extreme Temperaturen beansprucht wird, was die Leistung beeinträchtigt und zu Reichweitenverlusten führt. Mithilfe einer energiesparenden Wärmepumpe kann das Fahrzeug vor dem Start aufgeheizt oder abgekühlt werden. Dieses Klimasystem zahlt sich für E-Autos vor allem deshalb aus, weil der Elektroantrieb nicht im gleichen Ausmaß Abwärme produziert, wie es bei konventionellen Verbrennern der Fall ist, mit denen auch der Innenraum teilweise erwärmt wird. So muss beim Erwärmen der Luft in einem E-Auto auch mehr Energie aufgewendet werden. Dieses Problem wird mit einer Wärmepumpe als Heizelement gelöst.

Besonders für Menschen, die häufig in der Stadt unterwegs sind, lohnt sich ein Elektroauto mit Wärmepumpe. Das liegt daran, dass es beim Zurücklegen kurzer Strecken notwendig ist, dass der Innenraum in einem möglichst kurzen Zeitraum geheizt oder gekühlt werden muss. Eine Wärmepumpe lohnt sich hier besonders, weil die Klimatisierung einerseits sehr schnell erfolgen kann, andererseits die Reichweite und Batterie weniger beeinträchtigt wird, als es bei der intensiven Nutzung einer elektrischen Klimaanlage der Fall wäre.

Auch Renault bietet Modelle, die mit einer serienmäßigen Wärmepumpe ausgestattet sind. Aktuell (Stand 2024) ist dies der Scenic E-Tech 100% electric und der Megane E-Tech 100% electric, demnächst auch der R5 E-Tech 100% electric. Mit diesen leistungsstarken und innovativen Klimageräten kann der Innenraum des Fahrzeugs sowohl geheizt als auch gekühlt werden. Dieser Vorgang erfolgt innerhalb eines kurzen Zeitraums und der benötigte Energieaufwand dazu ist äußerst gering, sodass Sie sich über eine angenehme Temperatur in Ihrem Auto freuen können, ohne dabei Reichweitenverluste befürchten zu müssen. Zum Vergleich: Eine reguläre elektrische Heizung benötigt ca 3 kW/h Strom. Zudem kann die Wärmepumpe, die in den Renault Modellen integriert ist, auch die Abwärme, die von der Batterie und dem Antriebsstrang ausgeht, nutzen, um den Innenraum zu klimatisieren.

Um das Potenzial der Wärmepumpe möglichst ausschöpfen zu können, gibt es auch einige Dinge, die Sie beim Betrieb Ihres Elektroautos und des Klimagerätes beachten können. So ist es etwa ratsam, sich darüber zu informieren, über welche intelligenten Energiemanagementsysteme Ihr E-Auto verfügt, die dafür sorgen, dass die Wärmepumpe optimal genutzt wird, indem andere Komponenten und Elemente, wie die Batteriekapazität, die Witterungsverhältnisse oder die Geschwindigkeit einkalkuliert werden.

Eine andere clevere Methode besteht darin, den Ladevorgang zu nutzen, um die Wärmepumpe in Betrieb zu nehmen und den Innenraum auf die gewünschte Temperatur zu bringen. Das zahlt sich vor allem im Winter aus, da die Batterie so bereits aufgewärmt und auf die optimale Betriebstemperatur gebracht werden kann, was der Reichweite zugutekommt.

Damit die Wärmepumpe über einen langen Zeitraum hinweg gute Dienste leisten kann, ist es zudem empfehlenswert, Ihr Elektroauto regelmäßig inspizieren und warten zu lassen, damit das Klimagerät von Fachleuten überprüft werden kann und etwaige Mängeln behoben werden können, sodass sichergestellt werden kann, dass die Pumpe ordnungsgemäß funktioniert.

Damit der Betrieb der Wärmepumpe möglichst nachhaltig und ökologisch erfolgen kann, ist es wichtig, dass Sie beim Laden Ihres E-Autos darauf achten, dass der Anbieter den Strom aus nachhaltigen, erneuerbaren und umweltfreundlichen Quellen bezieht. 

Eine Wärmepumpe im Elektroauto bietet zahlreiche Vorteile und punktet insbesondere mit ihrem geringen Stromverbrauch, sodass vor allem die Reichweite erhöht werden kann.

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