Wer eine Wärmepumpe im Keller oder im Garten stehen hat, kennt das Prinzip: Ein Kältemittel nimmt Wärme aus der Umgebung auf, ein Verdichter hebt sie auf ein nutzbares Temperaturniveau, und am Ende kommt mehr Wärme heraus, als Strom hineingesteckt wurde. Dasselbe Prinzip steckt inzwischen in vielen Elektroautos. Dort löst es ein Problem, das Verbrennerfahrer nie hatten: Ein Elektromotor produziert kaum Abwärme, mit der sich der Innenraum nebenbei heizen ließe. Jede Kilowattstunde Wärme kommt aus dem Fahrakku – und fehlt damit für die Strecke.
Warum das Heizen im Auto plötzlich Thema ist
Ein Benzin- oder Dieselmotor setzt nur einen Teil der Energie im Kraftstoff in Bewegung um, der Rest geht als Wärme verloren. Diese Verlustwärme heizt im Winter den Innenraum, ohne dass man darüber nachdenken muss. Der Elektroantrieb arbeitet dagegen so effizient, dass nach einem kalten Start kaum etwas übrig bleibt. Im Elektroauto ist Heizen deshalb ein eigener Verbraucher, vergleichbar mit der Heizung eines Hauses, die nicht mehr nebenbei vom Kessel mitläuft, sondern bewusst geplant werden muss.
Dazu kommt der Akku. Lithium-Ionen-Zellen arbeiten in einem mittleren Temperaturfenster am besten. Bei Frost nehmen sie Ladestrom nur langsam an, und die verfügbare Leistung sinkt. Ein Teil der Winterverluste, die Fahrer von Elektroautos beobachten, geht genau darauf zurück: Kabine und Batterie wollen beide gewärmt werden.
Widerstandsheizung: einfach, robust, teuer im Betrieb
Die einfachste Lösung ist ein elektrischer Heizer, meist ein sogenannter PTC-Zuheizer oder ein Hochvolt-Heizelement im Kühlmittelkreis. Er wandelt Strom eins zu eins in Wärme um. Das funktioniert bei jeder Außentemperatur sofort, ist mechanisch simpel und wartungsarm. Der Nachteil ist derselbe wie beim Heizstab im Pufferspeicher oder bei der Infrarotheizung im Wohnzimmer: Aus einer Kilowattstunde Strom wird nie mehr als eine Kilowattstunde Wärme. Wer im Haus schon einmal ausgerechnet hat, was ein Heizstab in der Wärmepumpe im Dauerbetrieb kostet, ahnt, warum Fahrzeugentwickler nach Alternativen gesucht haben.
Die Wärmepumpe im Auto: derselbe Kreisprozess, kleiner verpackt
Die Fahrzeug-Wärmepumpe nutzt den Kältekreis, den jedes Auto für die Klimaanlage ohnehin besitzt. Über Ventile lässt er sich umkehren: Statt den Innenraum zu kühlen und die Wärme nach außen abzugeben, nimmt er Wärme von außen oder aus anderen Quellen auf und gibt sie in die Kabine ab. Verdampfen, Verdichten, Verflüssigen, Entspannen – die vier Schritte sind dieselben, die der Beitrag zur Funktionsweise der Wärmepumpe für das Einfamilienhaus beschreibt.
Ein Unterschied liegt in den Wärmequellen. Ein Auto hat neben der Außenluft weitere Quellen an Bord: die Restwärme von Elektromotor, Leistungselektronik und Akku. Moderne Thermomanagement-Systeme verbinden diese Kreise, sodass die Wärmepumpe je nach Lage aus der Luft, aus dem Antriebsstrang oder aus beiden schöpft.
Die Grenzen sind dieselben wie am Haus
Je kälter die Wärmequelle und je höher die gewünschte Temperatur, desto mehr muss der Verdichter arbeiten und desto geringer fällt der Vorteil aus. Was beim Haus die Vorlauftemperatur ist, ist im Auto die Temperatur der Luft, die aus den Düsen kommt. Bei starkem Frost sinkt die Effizienz deutlich, und viele Fahrzeuge schalten dann einen elektrischen Zuheizer hinzu – das bivalente Prinzip, das auch Hausbesitzer kennen.
Ebenso bekannt ist das Abtauen. Auf dem Außenwärmetauscher kann sich bei feuchter Kälte Reif bilden, der den Wärmeübergang behindert. Fahrzeugsysteme müssen ihn wie das Außengerät am Haus von Zeit zu Zeit entfernen. Die Mechanismen dahinter beschreibt der Beitrag Die Wärmepumpe im Winter.
Vorklimatisieren am Netz: der größte Hebel
Den deutlichsten Unterschied im Winteralltag macht oft nicht die Heiztechnik, sondern der Zeitpunkt. Viele Elektro- und Plug-in-Fahrzeuge lassen sich per App oder Abfahrtszeit vorklimatisieren. Hängt das Auto dabei an der Wallbox, kommt die Energie für das Aufheizen von Kabine und Akku aus dem Netz und nicht aus der Batterie. Man startet mit warmem Innenraum, freien Scheiben und einem Akku, der näher an seiner Wohlfühltemperatur liegt.
Für Haushalte mit Photovoltaik und Wärmepumpe stellt sich hier eine vertraute Frage: Wann läuft welcher Verbraucher? Wer die Hauswärmepumpe ohnehin über ein Energiemanagement auf den eigenen Solarstrom abstimmt, kann das Laden und Vorheizen des Autos in dieselbe Logik einbinden. Im Winter ist der Solarertrag allerdings gering, sodass die Vorklimatisierung am frühen Morgen meist mit Netzstrom läuft.
Akku-Temperierung: Wärme an der richtigen Stelle
Neben der Kabine braucht die Batterie Aufmerksamkeit. Viele Fahrzeuge wärmen den Akku gezielt vor, wenn im Navigationssystem ein Schnelllader als Ziel eingegeben ist, damit er bei Ankunft hohe Ladeleistung annimmt. Andere temperieren ihn beim Laden an der heimischen Wallbox. Ob und wie das geschieht, unterscheidet sich von Modell zu Modell und steht in der Bedienungsanleitung oder im Datenblatt.
Der Gedanke dahinter ist aus dem Gebäude bekannt: Wärme nicht pauschal verteilen, sondern dort bereitstellen, wo sie gebraucht wird. Im Haus heißt das hydraulischer Abgleich und passende Heizflächen, im Auto Thermomanagement und gezielte Kreise für Kabine und Batterie.
Kontaktwärme statt Raumluft
Eine Erkenntnis aus der Gebäudetechnik gilt im Auto besonders: Wärme, die direkt am Körper ankommt, wird schneller als angenehm empfunden als warme Luft. Flächenheizungen im Haus arbeiten mit niedrigen Temperaturen und wirken trotzdem behaglich, weil sie über Strahlung und große Flächen wärmen. Im Auto übernehmen Sitz- und Lenkradheizung diese Rolle. Sie brauchen vergleichsweise wenig Leistung und erlauben es, die Lufttemperatur etwas niedriger einzustellen. Beim OMODA 5 in München etwa, den es als Vollhybrid und als Elektroauto gibt, sind Sitzheizung und Lenkradheizung in der Exclusive-Ausstattung serienmäßig. Welche Heiztechnik ein bestimmtes Modell für den Innenraum einsetzt, sollte man vor dem Kauf konkret beim Händler oder im Datenblatt erfragen, statt es vorauszusetzen.
Hybrid, Plug-in, Elektro: wer wie heizt
Ein Vollhybrid ohne Ladekabel heizt im Winter weiterhin überwiegend mit der Abwärme seines Verbrennungsmotors. Ein Plug-in-Hybrid kann im Elektrobetrieb auf elektrische Heizung angewiesen sein und startet bei Kälte je nach Auslegung den Verbrenner früher, um Wärme bereitzustellen. Ein reines Elektroauto hat nur den Akku als Energiequelle. Je stärker die Elektrifizierung, desto wichtiger wird also die Frage nach effizienter Heiztechnik und gutem Vorklimatisieren – eine Entwicklung, die der beim Heizungstausch im Haus ähnelt.
Was Hausbesitzer daraus mitnehmen können
- Effizienz hängt am Temperaturhub: Im Haus wie im Auto arbeitet die Wärmepumpe besser, je geringer der Abstand zwischen Quelle und Ziel ist.
- Zuheizer sind kein Fehler: Bei starkem Frost gehören sie dazu. Entscheidend ist, wie oft sie anspringen.
- Zeitpunkt zählt: Vorheizen am Netz entspricht dem Prinzip, Wärme dann zu erzeugen, wenn Energie verfügbar ist.
- Messen statt schätzen: Wie bei der Jahresarbeitszahl sagt erst der eigene Verbrauch über einen Winter, was die Technik im Alltag leistet.
Die Wärmepumpe im Auto ist damit kein Fremdkörper, sondern ein kleiner Verwandter der Anlage im Keller. Wer das Prinzip zu Hause verstanden hat, kann Herstellerangaben zum Winterbetrieb eines Elektroautos besser einordnen – und weiß, welche Fragen er bei der Probefahrt stellen sollte.