Rekuperatives Bremsen (Rekuperation)

Rekuperatives Bremsen ist ein für nahezu jedes Elektro- und Hybridfahrzeug zentrales Verfahren, um die Energie zurückzugewinnen, die ein Auto in seiner Bewegung trägt, und sie in die Batterie zurückzuspeisen, statt sie als Wärme verpuffen zu lassen. Wenn ein fahrendes Fahrzeug verzögert, muss seine Bewegungsenergie irgendwohin; in einem herkömmlichen Auto wird sie in Wärme der Reibungsbremsen umgewandelt und an die Luft abgegeben. Das rekuperative Bremsen fängt einen großen Teil dieser Energie ein und speichert ihn zur Wiederverwendung, was einer der wichtigsten Gründe für die hohe Effizienz von Elektroautos ist, besonders im Stop-and-go-Betrieb des Stadtverkehrs.

Der Mechanismus beruht auf einer einfachen Umkehrbarkeit, die im Elektromotor angelegt ist. Dieselbe Maschine, die die Räder antreibt, indem sie elektrische Energie in Bewegung umsetzt, kann in umgekehrter Situation Bewegung wieder in Strom verwandeln und so als Generator wirken. Nimmt der Fahrer den Fuß vom Fahrpedal oder tritt auf die Bremse, schaltet die Fahrzeugelektronik den Motor in diesen Generatorbetrieb. Die sich drehenden Räder treiben nun den Motor gegen sein eigenes Magnetfeld an, was zugleich ihre Drehung bremst, das Auto also verzögert, und einen elektrischen Strom induziert. Dieser Strom fließt über den Wechselrichter zurück in die Batterie und lädt sie nach, während der Widerstand des Motors die Bremskraft liefert, die der Fahrer spürt.

Die Vorteile sind greifbar. Indem Energie zurückgewonnen wird, die sonst verloren ginge, verbessert das rekuperative Bremsen unmittelbar die Effizienz eines Fahrzeugs und verlängert seine Reichweite, mit dem größten Gewinn im Stadtverkehr, wo ständig Geschwindigkeit abgebaut und wieder aufgebaut wird. Es verringert zudem den Verschleiß der herkömmlichen Reibungsbremsen erheblich, da diese weit seltener gefordert werden; viele Elektroautos benötigen einen Wechsel von Bremsbelägen und -scheiben deutlich seltener als Benziner, und Korrosion durch Nichtgebrauch kann zum drängenderen Thema werden als Verschleiß. Die Stärke des Rekuperationseffekts ist häufig einstellbar und überlässt es dem Fahrer, wie kräftig das Auto beim Lupfen des Fahrpedals verzögert.

Das Verfahren ist nicht ohne Grenzen. Die zurückgewinnbare Energiemenge ist dadurch begrenzt, wie schnell die Batterie Ladung aufnehmen kann, was abnimmt, wenn die Batterie bereits voll ist, wenn sie sehr kalt ist oder wenn extrem starkes Bremsen gefordert wird. In all diesen Fällen müssen sich die herkömmlichen Reibungsbremsen einblenden, um die fehlende Bremskraft beizusteuern, und moderne Systeme regeln diese Übergabe so geschmeidig, dass der Fahrer den Übergang kaum bemerkt. Starke Rekuperation ist auch das, was das Fahren mit einem Pedal ermöglicht, bei dem allein das Lupfen des Fahrpedals genügt, um das Auto bis zum Stillstand zu verzögern.

Das rekuperative Bremsen verknüpft mehrere prägende Eigenschaften eines Elektroautos miteinander. Es beruht auf der Doppelrolle des Elektromotors als Antrieb und Generator, es liegt dem Fahren mit einem Pedal zugrunde, und es trägt maßgeblich zur Gesamteffizienz eines E-Autos und zur Reichweite bei, die ein Auto mit einer Ladung erzielt, besonders für Fahrer, die viel Zeit im Verkehr verbringen.