Rekuperation beim Elektroauto: So gewinnt Bremsen Reichweite

Ein Elektromotor ist grundsätzlich umkehrbar: Angetrieben von der Batterie, treibt er die Räder an. Von den rollenden Rädern angetrieben, arbeitet er umgekehrt als Generator und erzeugt Strom. Die Leistungselektronik im Fahrzeug erkennt, wenn Sie vom Fahrpedal gehen oder bremsen, und schaltet auf diesen zweiten Betriebsmodus um: Der Motor setzt der Fahrzeugbewegung nun einen elektrischen Widerstand entgegen, das Fahrzeug wird dadurch abgebremst, und die aufgenommene Energie lädt die Antriebsbatterie.

Das Prinzip kennen Sie im Kleinen vom Fahrraddynamo: Angetrieben von der Reifenrotation, wandelt er Bewegung in elektrischen Strom fürs Licht um und ist dabei spürbar schwerer zu treten als ohne Last. Beim Elektroauto ist der Effekt nur ungleich größer, weil der Elektromotor um ein Vielfaches leistungsfähiger ist und die Antriebsbatterie entsprechend mehr Energie aufnehmen kann. Wie bei jeder Energieumwandlung geht dabei ein Teil als Wärme in Motor und Leistungselektronik verloren — rekuperierter Strom entspricht also nie exakt der ursprünglichen Bewegungsenergie, sondern etwas weniger.

Ist die Rekuperation stark genug eingestellt, bremst das Fahrzeug beim Loslassen des Fahrpedals so deutlich ab, dass in vielen Verkehrssituationen kein Tritt auf die Bremse mehr nötig ist. Diese Fahrweise heißt One-Pedal-Driving: Beschleunigen und Verzögern laufen über dasselbe Pedal, das Bremspedal kommt nur noch für stärkere oder plötzliche Verzögerungen zum Einsatz.

Wie konsequent das funktioniert, unterscheidet sich von Modell zu Modell: Manche Elektroautos bremsen bei stärkster Rekuperationsstufe bis zum vollständigen Stillstand ab, andere lassen ein langsames Restrollen übrig, das für den letzten Meter noch die Bremse braucht. Nach etwas Eingewöhnung erlaubt One-Pedal-Driving ein ruhigeres, vorausschauenderes Fahren, weil Sie die Verzögerung allein über die Fahrpedalstellung dosieren.

Die meisten Elektroautos lassen sich in mehreren Stufen einstellen — von nahezu freiem Ausrollen ohne spürbare Verzögerung bis zur stärksten Rekuperationsstufe für One-Pedal-Driving. Je nach Modell wählen Sie die Stufe über ein Menü im Infotainment-System oder über Schaltwippen am Lenkrad, mit denen Sie die Verzögerung während der Fahrt jederzeit anpassen können, ohne die Hände vom Lenkrad zu nehmen.

Einige Fahrzeuge bieten zusätzlich eine adaptive Rekuperation an, die die Verzögerungsstärke automatisch an die Situation anpasst — etwa stärker, wenn Abstandssensoren ein langsameres Fahrzeug voraus erkennen oder die Navigation eine Kreuzung ankündigt, und schwächer auf freier Strecke. Welche Stufen und Automatikfunktionen im Detail verfügbar sind, hängt vom jeweiligen Modell ab.

Betätigen Sie das Bremspedal, übernimmt bei den meisten Elektroautos zunächst weiterhin die Rekuperation den größten Teil der Verzögerung; erst bei stärkerem Bremsen oder einer Notbremsung schaltet sich die hydraulische Bremse mit Bremsscheiben und -belägen dazu. Diese Abstimmung übernimmt die Fahrzeugelektronik automatisch, sodass sich der Bremsvorgang für Sie durchgehend wie eine einzige Bremse anfühlt.

Ganz ersetzen kann die Rekuperation die mechanische Bremse trotzdem nicht: Nahe dem Stillstand dreht der Elektromotor kaum noch, wodurch die erzeugte Spannung zu gering wird, um noch nennenswert Strom zu erzeugen. Für den letzten Meter bis zum Stehen und zum sicheren Halten im Stand bleibt darum immer die mechanische Bremse zuständig. Weil sie im Alltag aber deutlich seltener stark beansprucht wird als bei einem Fahrzeug ohne Rekuperation, verschleißen Bremsscheiben und -beläge bei Elektroautos in der Regel langsamer.

Wie viel Rekuperation für die Reichweite bringt, hängt stark vom Streckenprofil ab. Im Stadtverkehr mit Ampeln, Kreuzungen und dichtem Verkehr bremsen und beschleunigen Sie ständig — jeder dieser Bremsvorgänge ist eine Gelegenheit, Energie zurückzugewinnen, die sonst komplett verloren ginge. Hier macht sich die Rekuperation im Alltag am deutlichsten bemerkbar.

Auf der Autobahn bei weitgehend konstanter Geschwindigkeit gibt es dagegen kaum Bremsvorgänge, aus denen sich Energie zurückgewinnen ließe. Die Reichweite wird dort vor allem vom Fahrwiderstand bestimmt, der mit der Geschwindigkeit deutlich zunimmt — Rekuperation kann daran wenig ändern, sie greift schließlich nur beim Verzögern, nicht bei gleichbleibendem Tempo.

Eine Sonderrolle spielen lange Gefällestrecken: Beim Bergabrollen ohne zu beschleunigen bremst die Rekuperation kontinuierlich ab und lädt dabei die Batterie, ganz ohne dass Sie die Bremse betätigen müssen.

Bremsenergie-Rückgewinnung ist keine Erfindung des reinen Elektroautos. Auch Hybridfahrzeuge rekuperieren, allerdings in deutlich kleinerem Maßstab: Ein Micro-Hybrid speist die zurückgewonnene Energie nur ins normale 12-Volt-Bordnetz, ein Mild-Hybrid lädt damit seine 48-Volt-Batterie. Beim Elektroauto dagegen fließt die Energie in eine deutlich größere Antriebsbatterie, die den Strom auch tatsächlich wieder zum Fahren nutzt — nicht nur zur Entlastung der Lichtmaschine.