Elektroauto & Wärmepumpe: Reichweitenoptimierung für E-Mobilität

Mit dem anhaltenden Wachstum der Elektromobilität in Deutschland und Europa steigen auch die Anforderungen an Energieeffizienz, zumal Reichweitenangst noch immer ein Thema ist. In diesem Kontext spielt die Wärmepumpe beim Elektroauto eine zunehmend zentrale Rolle, besonders in gemäßigten bis kalten Klimazonen wie Mitteleuropa. Sie trägt dazu bei, die Energieverluste im Winterbetrieb spürbar zu senken und die Reichweite eines Fahrzeugs zu erhalten.

Aber wie funktioniert eine Wärmepumpe im E-Auto und was bringt sie eigentlich? Dieser Artikel bietet eine kompakte Übersicht über die Technik und ordnet die Vorteile ein. Zudem gibt es eine Liste von Elektroautos, die serienmäßig eine Wärmepumpe an Bord haben.

Wieso haben Elektroautos eine Wärmepumpe?

Bei batterieelektrischen Fahrzeugen fehlt eine wesentliche Komponente, die das Heizen im klassischen Verbrenner deutlich weniger energieintensiv macht: Abwärme des Verbrennungsmotors.

Als Nebenprodukt der Verbrenner gibt es die Abwärme quasi gratis. Sie hilft, den Innenraum schnell und mit wenig Energieaufwand aufzuheizen. Zudem ist das Halten der Temperatur auch bei Minusgraden einfacher. Im Winter sinken Reichweiten von Elektroautos dementsprechend stark, auch weil die Antriebsbatterie auf ihre ideale Betriebstemperatur (zwischen 20 und 40 Grad) gebracht werden muss.

Jede Energie, die nicht in den Antrieb fließt, senkt logischerweise die Reichweite. Daher ist es sinnvoll sich zu überlegen, wie man das Thema Wärmemanagement in Elektroautos mit weniger Energieaufwand angehen kann. Und hier bieten Wärmepumpen einen guten Ansatz, da sie sowohl das Aufheizen als auch das Abkühlen energieeffizienter machen und damit den Reichweitenverlust reduzieren.

Technik im Fokus: So funktioniert eine Wärmepumpe im E-Auto

Das Grundprinzip der Wärmepumpe ist aus Haushaltsklimageräten bekannt: Über ein geschlossenes Kreislaufsystem mit Kältemittel entzieht sie der Umgebung (oder der Fahrzeugtechnik, z. B. dem Elektromotor) Wärme, komprimiert diese und nutzt sie anschließend zur Beheizung des Innenraums. Der Vorteil gegenüber herkömmlichen Heizsystemen: Die elektrische Energie wird nicht direkt in Wärme umgewandelt, sondern dient lediglich zur Unterstützung des Prozesses. Das spart Strom und somit Reichweite.

Im Gegensatz zur elektrischen Heizung, die bei kalten Temperaturen teils mehr als 2 kWh auf 100 km zusätzlich verbrauchen kann, reduziert eine Wärmepumpe diesen Bedarf deutlich um bis zu zwei Drittel. Besonders bei Kurzstrecken, bei denen der Innenraum häufig neu aufgeheizt werden muss, zeigt sich dieser Unterschied klar im Energieverbrauch.

Lohnt sich eine Wärmepumpe im Elektroauto?

Betrachtet man den Reichweitenverlust im Winter, dann sollte eigentlich so gut wie jedes Mittel recht sein, um hier eine Verbesserung zu erzielen. Der ADAC gibt den Mehrverbrauch von ausgewählten Elektroautos bei Temperaturen von -7 Grad mit mindestens 38% an. Teilweise verdoppelt sich der Energiebedarf im Vergleich zu einer Umgebungstemperatur von 23 Grad sogar. Im schlimmsten Fall halbiert sich also die Reichweite. Die Ergebnisse basieren auf einer Untersuchung von GreenNCAP.

Im Durchschnitt liegt der Mehrverbrauch bei 70%. Da kann an sehr kalten Tagen schnell ein zusätzlicher Ladestopp notwendig werden. Damit ist klar, dass es sinnvoll ist, den Energieverbrauch von Elektroautos im Winter zu optimieren.

Untersuchungen des ADAC zeigen, dass bei Temperaturen unterhalb von -10 Grad auch eine Wärmepumpe keine relevanten Reichweitenvorteile mehr bringt. Das bedeutet aber auch, dass sie in den meisten Situationen in Deutschland sehr wohl den Energieverbrauch spürbar senken kann und so die Reichweite erhöht. Bei milden Temperaturen können sie ihren Vorteil am Besten ausspielen, was sie im Frühjahr und Herbst besonders effizient macht.

Was sind die Vorteile einer Wärmepunkte beim Elektroauto?

• Sie senken den Energieverbrauch im Vergleich zur klassichen Heizung um 10-20%.
• Die Reichweite erhöht sich also ungefähr um denselben Wert: Im Vergleich sind so bis zu 20% mehr möglich.
• Mitunter sind weniger Ladestopps nötig, was Zeit und Geld sparen kann.
• Wärmepumpen können den Restwert eines E-Autos erhöhen.

Das folgende theoretische Beispiel verdeutlich den Vorteil:

Gehen wir von einem Elektroauto mit einer 60 kWh Batterie, einem WLTP-Vebrauch von 15 kWh auf 100 km und einer entsprechenden Reichweite von 400 km aus. Nehmen wir an, dass der Energiebedarf bei 0 Grad Außentemperatur um 20% wächst, dann ergeben sich folgende Werte für die Reichweite:

• Ohne Wärmepumpe: 333 km, was 16,7% weniger Reichweite bedeutet.
• Mit Wärmepumpe (und 10% Energieersparnis): 370 km, also nur noch 7,4% weniger Reichweite.

In diesem theoretischen Vergleich kann die Wärmepumpe den Reichweitenverlust bei kalten Temperaturen klar begrenzen. Aus 67 km Einbußen werden nur noch 30 km. Das bedeutet, dass die Wärmepumpe den Verlust an Reichweite im Winter in etwa halbiert.

Ändern wir die Annahme auf nur noch 5% Energieersparnis, ergeben sich 351 km Reichweite. Damit konnte der Reichweitenverlust immerhin noch auf 26% begrenzt werden.

Übersicht: Für diese Elektroautos gibt es eine Wärmepumpe

In der folgenden Tabelle ist für die aktuell beliebtesten Elektroautos in Deutschland je Segment vermerkt, ob eine Wärmepumpe verfügbar ist und wenn ja, zu welchem Preis. Es werden jeweils die TOP3 EV-Modelle in den wichtigsten Segmenten angegeben. Sind dabei baugleiche Fahrzeuge (beispielweise VW ID.3 und Cupra Born) in der TOP3-Liste, wird nur das beliebtere betrachtet.

Segment	Modell	Wärmepumpe verfügbar?	Preis
Minis (#1)	Fiat 500	nein
Minis (#2)	Dacia Spring	nein
Minis (#3)	Leapmotor T03	nein
Kleinwagen (#1)	MINI Cooper	ja	serienmäßig
Kleinwagen (#2)	Renault 5	ja	serienmäßig
Kleinwagen (#3)	Hyundai Inster	ja	1.000 Euro, serienmäßig für Ausstattungsniveau Prime
Kompaktklasse (#1)	VW ID.3	ja	990 Euro
Kompaktklasse (#3)	MG 4	ja	serienmäßig ab Ausstattungsniveau Luxury
Kompaktklasse (#4)	Opel Astra	ja	serienmäßig
Mittelklasse (#1)	BMW i4	ja	serienmäßig
Mittelklasse (#2)	Tesla Model 3	ja	serienmäßig
Mittelklasse (#3)	Polestar 2	ja	1.000 Euro
Obere Mittelklasse & Oberklasse (#1)	VW ID.7	ja	990 Euro
Obere Mittelklasse & Oberklasse (#2)	Audi A6	ja	serienmäßig
Obere Mittelklasse & Oberklasse (#3)	BMW i5	ja	serienmäßig
SUV (#1)	VW ID.4	ja	990 Euro
SUV (#4)	BMW iX1	ja	serienmäßig
SUV (#5)	Skoda Elroq	ja	1.080 Euro

Zusammenfassung: Lohnt sich die Wärmepumpe im Elektroauto?

Wie so häufig gibt es auf einfache Fragen keine einfachen Antworten, daher muss man hier ein bisschen abwägen. Ja, Wärmepumpen erhöhen die Effizienz und begrenzen die Reichweitenverluste, mit denen sich E-Autofahrer besonders im Winter herumärgern müssen.

Am stärksten ist ihr Effekt jedoch bei Kurzstrecken und zudem sinkt die Relevanz bei Modellen mit größerer Antriebsbatterie, da es dort nicht unbedint auf 10 oder 15 km mehr oder weniger ankommt. Damit sind Wärmepumpen eigentlich ideal für elektrische Kleinwagen. Zwar bieten viele Hersteller die Technik oft auch serienmäßig an, jedoch sind sie in höheren Segmenten immer noch stärker verbreitet. Interessant ist, dass sie zum Beispiel bei Volkswagen immer aufpreispflichtig ist. Hier muss der Kunde beim Kauf entscheiden, ob er 1.000 Euro in eine erhöhte Reichweite im Winter investieren will oder nicht.

Hinweis zur Transparenz:
Dieser Artikel wurde unter Mitwirkung von Künstlicher Intelligenz (KI) erstellt. Inhalte und Recherchen basieren auf öffentlich zugänglichen Quellen; die finale Redaktion und inhaltliche Verantwortung liegen beim Autor.

Titelbild: © Renault Deutschland