E-Mobilität
11.06.2025, 11:00 Uhr
Auf der Überholspur
Autos mit alternativen Antrieben haben enorme Fortschritte gemacht – gerade wenn es um Technologien wie Elektromobilität, künstliche Intelligenz (KI) oder autonomes Fahren geht. Der PCtipp gibt einen aktuellen und ausführlichen Überblick.
(Quelle: Shutterstock/aanbetta)
Hätten Sie es gewusst? Elektroautos haben zwar einen höheren Kaufpreis als Verbrenner, sind dafür aber über die gesamte Besitzdauer gesehen günstiger. Auch die Servicekosten bei Elektroautos sind je nach Autoklasse um bis zu 70 Prozent tiefer als bei Verbrennerautos. Das zumindest hat der TCS ermittelt. Den Bericht finden Sie unter dem Link go.pctipp.ch/3419. Erfahren Sie in diesem Kaufratgeber weitere spannende Einzelheiten zum Thema alternative Antriebe und autonomes Fahren bei Autos.
Wichtige Hersteller
Nahezu jeder grössere Autohersteller hat oder ist dabei sein Portfolio sukzessive auf E-Fahrzeuge zu erweitern oder komplett umzustellen. Im folgenden finden Sie die Webadressen der wichtigsten Automobilhersteller.
Die vier Kerntechnologien
Autos mit sogenanntem Alternativantrieb gibt es in vier Varianten: Autos mit Hybridantrieb, vollelektrisch, mit Wasserstoffantrieb und mit Flüssigerdgas betrieben.
Der Hybridantrieb
Der Hybridantrieb vereint den klassischen Benzinmotor mit dem Elektromotor, Bild 1. Hierbei werden diese beiden Antriebe mit zwei Motoren zu einem effizienten Gespann kombiniert. Der Hybridantrieb wechselt bei der Fahrt also automatisch hin und her.
Bild 1: Das Hybridauto kombiniert Benzinantrieb mit Elektroantrieb
Quelle: Shutterstock/Lalandrew
- Beim Mild-Hybrid-Antrieb unterstützt der Elektromotor lediglich den Verbrennungsmotor. Hier wird der Akku beim Rollen und Bremsen aufgeladen. Ein rein elektrisches Fahren ist nicht möglich.
- Ein Voll-Hybrid-Auto hat eine grössere Batterie und kann kurze Strecken rein elektrisch fahren. Auch dieses Auto kann nicht per Steckdose aufgeladen werden. Der Akku lädt sich während der Fahrt auf.
- Die letzte Variante ist der Plug-in-Hybrid. Dieser kann sowohl mit Benzin betankt als auch per Strom aufgeladen werden. Er bewältigt selbst grössere Strecken nur mit Strom.
Das Vollelektrische Auto
Das vollelektrische E-Auto (auch mit dem Kürzel BEV = Battery Electric Vehicle bezeichnet) basiert einzig auf E-Maschinenmotoren. Diese wiederum nutzen Wechselstrom oder Drehstrom/Starkstrom, Bild 2. Die Hochvoltbatterie, die den Motor speist, liefert hingegen Gleichstrom, weshalb jeder Elektromotor mit einer Leistungselektronik gekoppelt ist, die den Strom wandeln muss. Hier entstehen Leistungsverluste, die es mit ständig neuen technologischen Fortschritten (dazu später mehr) zu optimieren gilt.
Bild 2: Vollelektrische Autos werden nur mit Strom betankt
Quelle: Bilder: Shutterstock/ H_Ko
Das Wasserstoffauto
Bei Autos mit Wasserstoffantrieb kommt die Brennstoffzellentechnologie als Energielieferant zum Einsatz. Für einen Fahrzeugantrieb sind mehrere Hundert Brennstoffzellen als Gesamteinheit erforderlich. Zur Wasserstoffspeicherung sind im Auto spezielle Tanks untergebracht, etwa im Unterboden des Fahrzeugs. Über eine Leitung gelangt der Wasserstoff in die Brennstoffzellen und reagiert dort mit Sauerstoff. Der Sauerstoff geht durch Lufteinlässe in den Verdichter. Durch eine chemische Reaktion, im Fachjargon als kalte Verbrennung bezeichnet, wird die nötige Elektrizität für den elektrischen Antrieb des Automobils produziert. Dabei entsteht als Emission lediglich Wasserdampf.
Eine Hochvoltbatterie kommt wie bei den E-Autos auch bei diesem Fahrzeugantrieb zum Einsatz. Sie speichert Bremsenergie und setzt diese etwa beim Anfahren oder bei der Beschleunigung ein. Folglich handelt es sich bei Wasserstoffautos um Hybridfahrzeuge mit einem Elektroantrieb, der eine Brennstoffzelleneinheit und eine Batterie kombiniert.
Das Erdgasauto
Mit Erdgas betriebene Automobile nutzen als Treibstoff komprimiertes Erdgas (in Englisch Compressed Natural Gas oder kurz CNG). Lastwagen und andere Nutzfahrzeuge mit Erdgasantrieb verbrennen dagegen meist Flüssigerdgas (in Englisch Liquefied Natural Gas oder kurz LNG).
Ihre «grüne» Etikette: Erdgasantriebe sind schadstoffarmer als Benziner. Technisch gesehen liegen Erdgasfahrzeuge und Benziner auf einer Linie. Im Vergleich zu Benzin liegt die Verbrennung von CNG jedoch bei ca. 75 Prozent der CO₂-Menge.
Die Vor- und Nachteile
- Hybridautos kombinieren einen Verbrenner- mit einem E-Motor. Sie arbeiten folglich nicht emissionsfrei. Auch der Stauraum für das Gepäck ist je nach Ausführung des Elektroantriebs beschränkter, da die Akkus nebst Benzinmotor Platz brauchen.
Zu den Vorteilen zählen: Im Stadtverkehr kommt grösstenteils der Elektromotor zum Einsatz, was spritsparendes sowie emissionsfreies Fahren ermöglicht. Auch die kombinierte Reichweite ist gross. Der Verbrennermotor kommt auf Autobahnen zum Einsatz, was die Reichweite auf rund 1000 Kilometer und mehr heben kann. - Vollelektrische Autos kommen komplett ohne fossilen Treibstoff aus und sind auch leise. Mit Reichweiten zwischen 500 Kilometern und 650 Kilometern, die vor allem höherwertige E-Autos bieten, hinken diese noch leicht hinter den Verbrennern her; zumal zugeschaltete Verbraucher wie Klimaanlage, Beheizung und Fahrerassistenzsysteme weiter an der bestehenden Akkukapazität nagen.
Und: Bei grosser Kälte im Winter nimmt die Akkukapazität und damit die Reichweite ebenfalls ab. Ein weiterer Nachteil: Das Betanken dauert einiges länger als bei Benzinern (siehe Abschnitt «Die Ladedauer»).
Eine gute Nachricht: Sobald neue Technologien (siehe Abschnitt «Wichtige Fortschritte») wie die Festkörperbatterien grossflächig in die E-Autos Einzug halten, wird sich die Reichweite nochmals erhöhen. - Wasserstoff betriebene Autos haben mehrere Vorteile, Bild 3: Die Betankung dauert nur ca. 5 Minuten. Sie ist sicher und problemlos. Die Fahrzeuge verfügen zudem über eine Reichweite von 650 bis 850 Kilometern. Damit liegen sie (noch) oberhalb von vollelektrischen E-Autos. Nicht so rosig schaut es bezüglich der fehlenden Tankstelleninfrastruktur aus. Ein weiterer Nachteil: Ausser den hohen Anschaffungskosten für Brennstoffzellenautos verursacht ausserdem die Herstellung von Wasserstoff hohe Energiekosten.
Bild 3: Wasserstoffautos stossen nur Wasserdampf ausQuelle: Shutterstock/Scharfsinn - Autos mit Erdgasbetrieb haben im Vergleich zu Benzinern und Dieselautos sehr günstige Kraftstoffpreise. So kann man mit einem Erdgasauto mit einer Ersparnis von 60 bis 70 Prozent rechnen. Und auch die CO₂-Emissionen liegen deutlich unterhalb der beiden klassischen Autovarianten, Bild 4.
Bild 4: Erdgasfahrzeuge sind schadstoffarmer als BenzinerQuelle: PCtipp.ch
Erdgastankstellen sind zwar vorhanden, aber im Vergleich zu klassischen oder E-Zapfsäulen noch längst nicht flächendeckend verbreitet. Defizite gibt es auch bei der Reichweite: Sie liegt bei rund 400 bis 450 Kilometern. Im Vergleich zu Benzinern oder Dieselautos liegen zudem die Anschaffungskosten für ein Erdgasauto rund ein Viertel höher.
Wichtige Fortschritte
Bei Elektromotoren macht die Technologie rasante Fortschritte. Folgend zeigen wir die spannendsten Innovationen.
- Verbesserte Batterietechnologie: Innovationen bei den Batterien sorgen für eine höhere Energiedichte. Neue Akkus sind kompakter und speichern mehr Energie pro Gewichtseinheit, was zu grösseren Reichweiten und geringerem Gewicht führt. Ausserdem bieten neue Festkörperbatterien deutlich höhere Energiedichten, schnellere Ladezeiten und eine höhere Sicherheit im Vergleich zu den dominierenden Lithium-Ionen-Batterien.
Neue Batterie- und Ladetechnologien ermöglichen ausserdem kürzere Ladezeiten. Sie halten länger und haben mehr Ladezyklen. Dreh- und Angelpunkt ist dabei das sogenannte Batteriemanagementsystem (BMS). Fortschrittliche BMS überwachen und steuern die Batterieparameter, um die Leistung, Lebensdauer und Sicherheit zu optimieren. - Effizientere Elektromotoren: Kompaktere (und damit leichtere) Elektromotoren wandeln einen grösseren Teil der Energie in Bewegung um, was zu geringerem Verbrauch bei hoher Beschleunigung und Leistung führt und die Reichweite erhöht.
- Autonomes Fahren, Software und KI: Die Fahrzeug-Software nimmt den derzeit wichtigsten Stellenwert bei sämtlichen modernen Autos ein, Bild 5: Sie steuert alle Fahrzeugfunktionen und ermöglicht das Aufspielen neuer Updates – etwa wenn es um die Vernetzung der Fahrzeuge geht.
Zu den weiteren Features gehören Echtzeit-Informationen, Entertainment, Apps und Navigationssysteme. Letztere helfen unter anderem bei der Planung von Ladestopps und optimiert so die Reichweite.
Fahrerassistenzsysteme wie der Spurhalteassistent, der Abstandsregeltempomat oder auch der Notbremsassistent sind nur erste Schritte beim Zukunftsthema Nummer eins, dem autonomen Fahren (mehr dazu lesen Sie in der Box).
Bild 5: Ein gute Software ist das A und O für moderen FahrzeugeQuelle: Shutterstock/GagliardiPhotography
Wissen: autonomes Fahren
Shutterstock/Andrey_Popov
Aktuell gibt es noch keine Automarke, die Fahrzeuge mit vollständig autonomem Fahrbetrieb (Level 5) im öffentlichen Strassenverkehr anbietet. Das bedeutet, dass kein Auto derzeit in allen Situationen und unter allen Bedingungen ohne menschliches Eingreifen fahren kann. Die Verantwortung liegt weiterhin beim Fahrer. Allerdings gibt es Automarken, die Fahrzeuge mit fortgeschrittenen Fahrerassistenzsystemen (Level 2 und teilweise 3) anbieten. Diese Systeme ermöglichen teilautonomes Fahren auf Autobahnen oder automatisches Einparken.
Die Hardware
Bezüglich Hardware ist die Sensorik für das autonome Fahren matchentscheidend: Laserscanner (LiDAR-Technologie) liefern hochpräzise 3D-Karten der Umgebung. Kameras erfassen in Echtzeit Bilder und Videos, um Objekte und Verkehrssituationen zu erkennen respektive diese abzugleichen. Vom Autohersteller integrierte Radar- und Ultraschallsensoren helfen, Objekte und Verkehrshindernisse auch bei schlechten Sichtverhältnissen zu erkennen.
Die Software
Des Weiteren ist Software in Kombination mit KI-Chips zur Auswertung der Echtzeitdaten Voraussetzung für autonomes Fahren. Zu den Funktionen zählt die zuverlässige Objekterkennung, wobei KI-Algorithmen Objekte wie Fussgänger, Fahrzeuge und Verkehrsschilder erkennen und klassifizieren. Das Fahrzeug trifft Entscheidungen in komplexen Verkehrssituationen. Per Umweltmodellierung wird ein Umgebungsmodell erstellt, um Entscheidungen zu fällen. Und auch bei der Pfadplanung spielt KI eine tragende Rolle. Sie soll die Fahrtroute (abhängige Parameter sind etwa Ankunftszeit, aktuelles Verkehrsaufkommen, Treibstoff-/Batterieverbrauch etc.) nach Fahrerwunsch anpassen. Dick im Geschäft als Chipdesigner ist auch hier Nvidia: Zu den Kunden zählen unter anderem Mercedes-Benz, Volvo sowie chinesische Automarken wie BYD oder Xiaomi.
Die Anbieter
Folgende Automarken bieten bereits jetzt oder in Kürze Fahrerassistenzsysteme an:
- Audi arbeitet an der Entwicklung von Systemen für autonomes Fahren und hat in seinen Modellen bereits einige fortgeschrittene Fahrerassistenzsysteme verbaut.
- Mercedes-Benz hat mit seinem Drive
- Pilot ein System entwickelt, das in bestimmten Situationen (etwa auf Autobahnen bei Stau) autonomes Fahren auf der Stufe Level 3 ermöglicht.
- BMW bietet in seinen Fahrzeugen eine Vielzahl von Fahrerassistenzsystemen, die teilautonomes Fahren unterstützen.
- BYD hat angekündigt, zukünftig auch günstigere Modelle mit einem System für automatisiertes Fahren auszustatten. Das Assistenzsystem namens God's Eye soll in drei Modellen verbaut werden, die umgerechnet ab 9000 Franken kosten sollen. Das ist äusserst günstig.
- Hyundai und Kia bieten in ihren Fahrzeugen Fahrerassistenzsysteme an, die teilautonomes Fahren ermöglichen.
- Tesla bietet mit seinem «Autopiloten» und den «Full Self-Driving»-Funktionen eine Reihe von Fahrerassistenzsystemen, die teilautonomes Fahren ermöglichen.
- Toyota setzt beim autonomen Fahren auf den KI-Nvidia-Chip Orin sowie das Drive-OS-Beriebssystem, das ebenfalls von Nvidia entwickelt wurde. Grundlage ist dabei die Drive-AGX-Plattform, die sogar genug Rechenleistung bereithält, um autonomes Fahren auf Level 5 zu ermöglichen.
Die Kosten
- Die Preise für Plug-In-Hybridautos liegen zwischen 40 000 und 60 000 Franken.
- Vollelektrische Automobile gibt es analog zu Verbrennervarianten als Einstiegs-, Mittelklasse- und Oberklassenmodelle. Während die günstigen Einstiegsmodelle bei ungefähr 25 000 Franken liegen, kosten Mittelklasse-E-Autos bis zu 60 000 Franken. Genau dort beginnen die Preise von Oberklassenmodellen. Neuste E-Auto-Varianten, die mit High-End-Technologien wie Feststoffbatterien ausgerüstet sind, kommen auf Preise von 90 000 Franken und mehr.
- Gut ausgestattete Automobile mit Wasserstoffantrieb sind teuer. Für diese müssen Sie zwischen 60 000 und 110 000 Franken einrechnen, Bild 6.
Bild 6: Wasserstoffautos gehören zu den teuersten PKWsQuelle: Shutterstock/Scharfsinn - Demgegenüber sind die Erdgasautos mit Endkundenpreisen zwischen 35 000 Franken und 45 000 Franken vergleichsweise günstig.
Die Ladedauer
-
Sowohl Plug-In-Hybridautos als auch vollelektrische Autos lassen sich entweder aneiner 230-Volt-Haushaltsteckdose oder via 400-Volt-Starkstromanschluss aufladen, womit sich die Ladezeit der Hochvoltbatterie um rund 50 Prozent reduzieren lässt. Alternativ können Sie zu Hause eine Ladestation/Powerwall installieren oder Sie greifen auf öffentliche E-Ladestationen zurück. Beim Einsatzeiner klassischen Haussteckdose können bei vollelekrischen Autos 12 bis 24 Stunden vergehen, bis eine Vollbetankung erreicht ist. Schneller geht es mit dem erwähnten Starkstromanschluss, der das innert 4 bis 10 Stunden schafft. Öffentliche Schnellladesäulen mit Gleichstrom (Direct Current = DC) schaffen eine «Betankung» von E-Autos auf 80 Prozent in 20 bis 40 Minuten, Bild 7.
Bild 7: Am effizientesten «tanken» Sie mit Schnellladesäulen mit Gleichstrom (DC)Quelle: PCtipp.ch - Das Tanken von Wasserstoffautos dauert im Gegensatz zu E-Fahrzeugen nur wenige Minuten. Im Schnitt sind es ca. 5 Minuten.
- Bei Erdgasautos läuft der Tankvorgang ähnlich ab wie bei Benzinern, Dieselfahrzeugen und Wasserstoffautos. Je nach Füllmenge ist der Gasbehälter nach maximal 5 Minuten vollständig gefüllt.
Die Tankstellenabdeckung
- Derzeit gibts in der Schweiz über 14 000 öffentliche Ladestationen für E-Autos. Die meisten befinden sich in den Kantonen Zürich, Genf und Tessin. Um eine Ladestation in Ihrer Nähe ausfindig zu machen, empfiehlt sich die Webseite ich-tanke-strom.ch, Bild 8.
Bild 8: In der Schweiz gibt es über 14 000 E-TankstellenQuelle: PCtipp.ch - In der gesamten Schweiz finden sich derzeit nur 18 Wasserstoffzapfsäulen. Eine neue in Egerkingen ist derzeit in Planung. Die Seite h2mobilitaet.ch/de bietet weitere Details.
- Etwas besser sieht es beim Erdgas aus: Insgesamt sind in der Schweiz 134 Erdgaszapfsäulen in Betrieb. Die Webseite unter derAdresse cng-mobility.ch informiert über CNG-Tankstellen in der Nähe.
vor 2 Tagen
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