Electric vehicles vs. combustion engines: differences explained in detail

What is an electric car and a combustion engine?

The difference between an electric car and a combustion engine is mainly in the drive of these two different types of automobiles. The electric car is a vehicle that is powered by one or more electric motors. The energy for the drive comes from a battery that stores electrical current. This battery is charged by connecting it to a power source.

E-cars do not produce any direct exhaust gases while driving because they do not burn fossil fuels. They are known for their quiet driving noise and immediately available torque, which ensures rapid acceleration. The range of an electric car depends on the capacity of the battery, and the charging infrastructure for these vehicles is increasingly being expanded worldwide.

But there are also different types of electric cars:

Differences in the engine

The heart of the electric car, the electric motor, is an ancient invention that impresses with its simplicity and efficiency. Compared to an internal combustion engine, which resembles a chemical laboratory, the electric motor is simple, compact and designed with fewer moving parts. The function of an electric motor can be reduced to the essentials: electrical energy is converted into mechanical energy by electromagnetism.

The motor consists mainly of two parts: the stator and the rotor. The stator generates a magnetic field, while the rotor, driven by alternating current, rotates within this field and thus transfers the movement to the axis. Other advantages of the electric motor are its high efficiency and the ability to recuperate, i.e. the recovery of braking energy. The direct availability of full torque enables smooth starting and rapid acceleration without the need for a gearbox.

Engine and generator in one: The kinetic energy is not wasted during braking, but converted into electrical energy and stored in the battery, which is also known as recuperation. This increases the range and protects the brakes of the vehicle.

You can find more information in our detailed article: "How do electric cars work?".

An internal combustion engine converts the energy released when fuel is burned into mechanical work. Most cars use a reciprocating engine, which is divided into four strokes: intake, compression, work and ejection. The four strokes of a four-stroke engine are a complex process in which air and fuel are mixed, compressed, and ignited to drive the crankshaft.

This process requires a sophisticated system of valves, pistons, spark plugs and other components. The difference between gasoline and diesel engines lies in the mixture formation and ignition. While the gasoline engine uses a spark plug-based system, the fuel in the diesel engine ignites itself due to high compression.

The driving impression of electric cars is different from that of combustion engines due to the lack of engine noise and uninterrupted acceleration. The electric cars offer instant torque and do not require a transmission, resulting in a unique driving experience.

Although the engine sound is missing in the electric car compared to the combustion engine, it offers a quiet and relaxed driving experience without disturbing noises in the ear. Especially on busy roads, the quiet e-cars are a good alternative, because residents are not exposed to noise or a loud roar of the engine.

Different components

An electric car consists mainly of the body, the electric motor, the battery, a simple 1-speed automatic transmission and the power electronics. Compared to an internal combustion engine, which can contain between 1000 and 2000 components, an electric motor with about 200 components is much less complex. This is because combustion engines consist of many individual parts that are necessary for operation.

These include turbochargers, automatic start-stop systems, various transmission types, exhaust gas purification systems and much more. This complexity leads to higher maintenance costs and makes the vehicle more susceptible to malfunctions. Electric cars do not have components such as manual transmissions, clutch sensors, engine filters, oil pans, fuel hoses or fuel filters that are necessary in a combustion engine. This significantly reduces complexity and maintenance.

Additional components for combustion engines that are omitted from e-cars

• Clutch Encoder: Required for clutch actuation on manual transmissions
• Engine filter and oil pan: Necessary for lubrication and cleaning of the oil in the combustion engine
• Fuel hoses and fuel filters: transport and filter the fuel in the combustion engine
• Exhaust system: Removes the exhaust gases from the combustion engine and includes components such as catalytic converters and particulate filters

Reduced complexity of the electric drive

Electric cars are less complex in their technology and design. You don't need small displacement engines, turbochargers or complex exhaust gas purification systems to meet emission standards. The production of electric motors is simpler and less labor-intensive, which reduces the added value compared to combustion engines. With an electric car, there is no need for many maintenance tasks that are regularly required for an internal combustion engine, such as oil changes, replacement of filters, timing belts or timing chains, and much more.

Elektroautos benötigen praktisch keine Wartung außer dem Wechsel von Bremsflüssigkeit und Kühlflüssigkeit für die Akkus. Die hohe Anzahl an Bauteilen in Verbrennungsmotoren und der Druck auf die Zulieferer können zu Qualitätsmängeln führen. Elektroautos mit ihrer geringeren Anzahl an Bauteilen sind potenziell weniger anfällig für solche Probleme. Elektroautos bieten eine ruhige und lokal emissionsfreie Fortbewegung, was sie zu einer attraktiven Alternative für die Zukunft der Mobilität macht. Auch wenn die Akkus eines Elektroautos an Leistung verlieren, können sie ein zweites Leben als Energiespeicher führen, während ein ausgedienter Verbrennungsmotor verschrottet wird.

Die geringere Energiedichte von Akkus im Vergleich zu fossilen Brennstoffen und das höhere Gewicht der Akkus sind aktuelle Nachteile von Elektroautos, doch auch hier werden weiterhin Lösungen entwickelt. Die Ladeinfrastruktur ist in Deutschland noch nicht flächendeckend ausgebaut und auch die Ladezeiten sind länger als das Tanken von Verbrennungsfahrzeugen. Das Laden über Nacht oder das Laden während der Arbeitszeit bietet die optimale Lösung, um die lange Standzeiten des PKWs effizient zu nutzen.

Unterschiede bei der Wartung

Elektroautos bieten aufgrund ihrer Konstruktion und Technologie erhebliche Vorteile bei der Wartung im Vergleich zu Verbrennungsmotoren. Die geringere Anzahl an Bauteilen führt zu einer einfacheren Wartung und zu geringeren Servicekosten.

Tankkosten

Die Tankkosten für Elektroautos und Verbrenner unterscheiden sich erheblich, wobei viele Menschen die Kostenrelationen falsch einschätzen. Tatsächlich sind die Kosten für das “Tanken” von Strom zu Hause deutlich geringer als für Benzin oder Diesel. Dies wird durch die unterschiedlichen Energiepreise und Verbräuche der Fahrzeugtypen bestimmt.

Elektroautos verbrauchen im Durchschnitt 20 kWh Strom pro 100 km, was bei einem durchschnittlichen Strompreis für Haushalte zu Kosten von etwa 5,73 Euro führt. Im Vergleich dazu verbrauchen Benziner durchschnittlich 7,8 Liter auf 100 km, was bei aktuellen Benzinpreisen zu Kosten von etwa 9,71 Euro führt. Diesel-Pkw liegen mit 7 Litern auf 100 km und Kosten von etwa 7,34 Euro dazwischen.

• Maintenance costs
• Taxes and insurance
• Depreciation
• Environmental bonuses or tax benefits for electric cars

Importance of the electricity tariff

The fuel advantage of electric cars depends heavily on the electricity tariff selected. Switching to a cheaper provider can further reduce costs. In addition, the efficiency of electric motors is significantly higher than that of combustion engines, which leads to lower energy consumption.

Energy cost development

The energy costs for electricity and fuels have risen in the past, with electricity offering an advantage due to the possibility of self-production by means of photovoltaic systems. If you produce your own electricity, for example through your own PV system, you can use electricity that is not needed to charge your electric vehicles. By using an energy management system, charging and load management and by calculating the predicted charging power, high load peaks are avoided, your electricity is efficiently distributed and you increase the profitability of your PV system. (LINKS to our products) In addition, you maintain your independence from global developments and possible fluctuations in the energy market.

Differences in range

The range of a vehicle is a crucial factor for mobility, especially on longer journeys. For vehicles with combustion engines, the range depends on the type of engine, the tank volume and the weight of the vehicle. Modern gasoline cars can often travel over 600 km on a single tank of fuel, while vehicles powered by natural gas tend to have a shorter range.

Electric cars have made significant progress in terms of range in recent years. While early models only got about 125 km, current models such as the Tesla Model S or the BMW i4 M50 achieve ranges of about 600 km and 520 km per charge, respectively. Manufacturers are aiming to further increase the average battery range by 2025.

The charging infrastructure for electric cars is growing steadily. In Germany, there are already more public AC charging stations than petrol stations. This development is due to the fact that charging stations can also be set up at the company's premises or in real estate.

In contrast, the space for gas stations is limited and the construction on one's own doorstep is unthinkable. In addition to the permanently installed charging stations, mobile wallboxes offer a flexible charging option on the go, so that the worry of being left without electricity on the road is increasingly unfounded.

Electric cars already offer a sufficient range for most applications and are becoming increasingly competitive with combustion engines due to the further development of technology and the improvement of the charging infrastructure.

Environmental impact

The environmental impact of electric cars is often debated, and there are various factors that need to be considered. Electric cars have the advantage that they are locally emission-free, i.e. they do not produce any exhaust gases such as CO2 or nitrogen oxides while driving. This is especially beneficial in urban areas where air quality is a major issue.

The overall balance of the environmental compatibility of an electric car depends heavily on how the electricity used to charge the vehicle is generated. If an electric car is charged with electricity from renewable sources, its environmental balance is significantly better than that of a combustion engine. When using the average electricity mix, which in Germany consists to a considerable extent of fossil fuels, the balance is less positive, but still better than with combustion engines.

The production of electric cars, especially battery production, is resource-intensive and can have an environmental impact. The extraction of raw materials such as lithium and cobalt is often associated with environmental and social problems. However, there are efforts to increase recycling rates for batteries and improve the recyclability of battery components.

Elektroautos produzieren wie alle Fahrzeuge Feinstaub durch Bremsen- und Reifenabrieb. Allerdings findet beim Bremsvorgang die s.g. Rekuperation statt, bei der die Bremsenergie zur Stromerzeugung genutzt wird, was sich positiv auf die Klimabilanz auswirken kann, da überschüssige Energie zurück in den Kreislauf gespeist wird.

Studien zeigen, dass Elektroautos über ihre gesamte Lebensdauer betrachtet eine bessere CO2-Bilanz aufweisen als Verbrenner. Eine genaue Zahl lässt sich hierbei nicht nennen. Die Einsparung hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie dem verwendeten Strommix und der Lebensdauer des Fahrzeugs. Mit der zunehmenden Verbesserung der Batterietechnologie und dem Ausbau erneuerbarer Energien wird die Umweltbilanz von Elektroautos weiter verbessert.

Vor allem wenn das E-Auto durch sauberen Strom geladen wird, gilt die elektrische Alternative als besonders klimafreundlich. Elektroautos sind heute gewiss umweltfreundlicher als Verbrenner und haben das Potenzial, ihre Umweltbilanz in Zukunft weiter zu verbessern wie zum Beispiel durch die Weiterentwicklung von Recyclingverfahren für Batterien. Neue Mobilitätskonzepte, die den öffentlichen Verkehr und umweltschonende Verkehrsmittel wie Fahrräder stärken, sind ebenfalls entscheidend für eine nachhaltige Verkehrswende.

Zulassungszahlen E-Autos vs. Verbrenner

Elektroautos sind für ihre geringeren Betriebskosten bekannt, aber es fallen dennoch regelmäßige Kosten an, die Besitzer einkalkulieren sollten. Hier geben wir Ihnen einen Überblick über die periodischen Kosten:

Steuerliche Unterschiede

Elektroautos profitieren von steuerlichen Vorteilen, die zu geringeren Betriebskosten beitragen. Sie sind bis zum 31.12.2030 von der Kfz-Steuer befreit, während für Plug-in-Hybride die Steuer nach Hubraum und CO₂-Ausstoß berechnet wird, allerdings meist günstiger als bei reinen Verbrennern. Nach der Steuerbefreiung wird die Kfz-Steuer für Elektroautos nach dem Gesamtgewicht berechnet, was weiterhin günstiger als bei Verbrenner-Modellen ist. Ausführliche Informationen zu Steuern bei Elektrofahrzeugen finden Sie unter KFZ Steuer E-Auto.

Zusätzliche Fördermöglichkeiten für E-Autos

Nach dem Auslaufen des Umweltbonus im Dezember 2023 stehen Käufer von Elektroautos vor neuen Herausforderungen, da die staatliche Kaufprämie nicht mehr verfügbar ist. Trotzdem gibt es noch Möglichkeiten, beim Kauf eines E-Autos zu sparen:

• Herstellerrabatte: Einige Autohersteller bieten eigene Rabatte an, um den Wegfall der staatlichen Prämie auszugleichen.
• THG-Quote: Elektroautobesitzer können durch den Verkauf ihrer CO2-Einsparungen über die Treibhausgasquote jährlich Geld verdienen.
• Regionale Förderprogramme: Obwohl die bundesweite Wallbox-Förderung ausgelaufen ist, existieren in einigen Regionen noch lokale Zuschüsse für private Ladestationen.

Total costs compared

A study by Fraunhofer ISI shows that electric cars are cheaper than combustion engines in the long term despite higher acquisition costs. This is due to lower energy costs, tax exemptions and the GHG quota. The total costs of ownership for e-cars can be further reduced by charging with self-generated electricity from photovoltaic systems.

• Historical cost
• Electricity
• Maintenance costs
• Insurance

Currently, electric cars are often even more expensive to purchase than combustion engines, but in the long term they can offer financial advantages due to lower operating costs. The purchase costs for electric cars vary depending on the model and equipment.

The running costs for electric cars are usually lower than for combustion engines. This is partly due to the lower maintenance costs and the lower cost of "refueling" electricity compared to gasoline or diesel. Electric cars consume an average of 15 kWh per 100 km, which leads to costs of around €4.94 at an electricity price of €0.3295/kWh. In comparison, the cost of a combustion engine with a consumption of 7.7 liters per 100 km and a gasoline price of €1.80/liter is around €13.86 (diesel: €12.32).

When considering the total cost of ownership, acquisition costs, depreciation and ancillary costs also play a role in addition to consumption costs. Electric cars can pay for themselves more quickly due to their lower consumption costs, especially with higher mileages. Although direct government subsidies for electric cars have expired, there are still ways to save on purchases, especially through manufacturer discounts and the GHG quota. In the long term, electric cars offer a cost advantage over combustion engines, especially if they are charged with green electricity or self-generated electricity.

Gesamtkosten: Fazit

Die Anschaffung eines Elektroautos ist eine Entscheidung, die nicht nur der Umwelt zugutekommt, sondern auch für Sie finanziell vorteilhaft sein kann. Betrachtet man die Gesamtkosten, die von der Anschaffung über den Betrieb bis hin zur Wartung reichen, so erweisen sich Elektroautos langfristig als kosteneffiziente Alternative zu Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor.

Die höheren Anschaffungskosten können dann durch niedrigere Wartungskosten und zusätzliche Einnahmen aus dem Verkauf der THG-Quote ausgeglichen werden. Zudem sind die laufenden Stromkosten in der Regel deutlich geringer als die Kosten für Benzin oder Diesel, was langfristige Einsparungen mit sich bringt.

Das Laden Ihres Elektroautos zu Hause mit einem speziellen Autostromtarif kann eine kostengünstige und bequeme Lösung sein. Ein intelligentes Lastmanagement beim Laden ist nicht nur technisch sinnvoll, sondern auch finanziell attraktiv, da es hilft, hohe Kosten für Lastspitzen zu vermeiden. Als Elektroautobesitzer profitieren Sie zudem von steuerlichen Vorteilen und einer niedrigeren Kfz-Steuer.

Insgesamt sind Elektroautos aufgrund ihrer Umweltfreundlichkeit und der finanziellen Vorteile eine lohnende Investition. Die Kosten sind langfristig im Vergleich zu Verbrennungsmotoren niedriger, und dieser Trend wird sich voraussichtlich fortsetzen, da die Technologie fortschreitet, die Preise für Batterien sinken und die Ladeinfrastruktur sich weiter verbessert. Wenn Sie den Umstieg auf Elektromobilität in Betracht ziehen, sollten Sie die langfristigen finanziellen Vorteile in Ihre Entscheidungsfindung einbeziehen.

Ausführlichere Informationen zu den Kosten für Elektroautos finden Sie unter Elektroauto Kosten.

Die Vor- und Nachteile beider Technologien

Die Entscheidung zwischen einem Elektroauto und einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor hängt von vielen Faktoren ab. Beide Antriebsarten haben ihre spezifischen Vor- und Nachteile, die es zu berücksichtigen gilt. Im Folgenden werden die wichtigsten Aspekte beider Technologien gegenübergestellt.

Vorteile E-Auto

• Getriebe: Komplexere Getriebe mit mehreren Gängen, um die Motorleistung effizient zu nutzen.
• Umweltfreundlichkeit: Keine lokalen Emissionen, was insbesondere in Städten zur Luftreinhaltung beiträgt.
• Betriebskosten: Niedrigere Kosten für Strom im Vergleich zu Kraftstoffen, insbesondere bei Nutzung von Ökostrom oder eigener Photovoltaikanlage.
• Wartung: Geringerer Wartungsaufwand und niedrigere Wartungskosten, da weniger bewegliche Teile vorhanden sind.
• Steuerliche Vorteile: Befreiung von der Kfz-Steuer bis 2030 und günstigere Dienstwagenbesteuerung.
• Fahrerlebnis: Sofort verfügbares Drehmoment und leiser Betrieb.
• Fördermöglichkeiten: Regionale Förderprogramme und Herstellerrabatte können die Anschaffungskosten senken.
• THG-Quote: Möglichkeit, durch den Verkauf von CO2-Einsparungen zusätzlich Geld zu verdienen.

Nachteile E-Auto

• Reichweite: Aktuell geringere Reichweite als bei Verbrennern
• Ladeinfrastruktur: Trotz Verbesserungen ist das Ladenetzwerk noch nicht so flächendeckend wie Tankstellennetzwerke.
• Ladedauer: Längere Ladezeiten im Vergleich zum Tanken von Kraftstoff.
• Batterieproduktion: Umwelt- und soziale Bedenken bei der Gewinnung von Rohstoffen für Batterien.

Vorteile Verbrenner

• Reichweite: In der Regel höhere Reichweite und schnelleres Tanken ermöglichen unkomplizierte Langstreckenfahrten.
• Infrastruktur: Gut ausgebautes Netzwerk von Tankstellen.
• Anschaffungskosten: Oft günstiger in der Anschaffung als Elektroautos.
• Vielfalt: Große Auswahl an Modellen und Ausstattungen.

Nachteile Verbrenner

• Umweltbelastung: Emissionen von CO2 und anderen Schadstoffen tragen zur Luftverschmutzung und zum Klimawandel bei. Vor allem große Städte leiden unter schlechten Luftqualität, welche auf den Ausstoß der Verbrenner zurückzuführen ist.
• Betriebskosten: Höhere Kosten für Kraftstoffe und in der Regel höhere Wartungskosten.
• Steuerliche Belastung: Höhere Kfz-Steuer aufgrund von CO2-Emissionen.
• Geräuschentwicklung: Lauterer Betrieb im Vergleich zu Elektroautos, Sowohl in Großstädten als auch auf dem Land sind die lauten Motoren der Verbrenner zu einem Problem geworden, denn die lauten Motorgeräusche und der dauerhafte Lärm bringen gesundheitliche Risiken mit sich und Anwohner und Anwohnerinnen beklagen sich zunehmend über die vielbefahrenen Straßen. Leise E-Autos bieten dabei eine optimale Lösung, um den Geräuschpegel zu umgehen.

Unterschiede zwischen E-Autos und Verbrennern zusammengefasst

Der Umstieg auf ein Elektroauto bringt viele Vorteile mit sich, aber auch einige Kosten. Glücklicherweise gibt es verschiedene Wege, wie man diese Kosten reduzieren kann. Hier sind einige hilfreiche Tipps:

Antriebstechnologie:

• E-Autos: Elektromotor, der von einer Batterie angetrieben wird.
• Verbrenner: Verbrennungsmotor, der mit Benzin oder Diesel betrieben wird.

Umweltverträglichkeit:

• E-Autos: Keine lokalen Emissionen, CO2-Bilanz abhängig von der Stromquelle.
• Verbrenner: Emissionen von CO2 und anderen Schadstoffen, die zur Luftverschmutzung beitragen.

Betriebskosten:

• E-Autos: Niedrigere Energiekosten, insbesondere bei Nutzung von Ökostrom oder eigener Photovoltaikanlage.
• Verbrenner: Höhere Kosten für Kraftstoffe und in der Regel höhere Wartungskosten.

Wartung:

• E-Autos: Geringerer Wartungsaufwand und niedrigere Wartungskosten aufgrund weniger beweglicher Teile.
• Verbrenner: Regelmäßige Wartung erforderlich, einschließlich Ölwechsel und Austausch von Verschleißteilen.

Reichweite und Tanken:

• E-Autos: Verbesserte Reichweite, längere Ladezeiten, wachsende Ladeinfrastruktur.
• Verbrenner: In der Regel höhere Reichweite, schnelles Tanken, etablierte Tankstelleninfrastruktur.

Anschaffungskosten:

• E-Autos: Höhere Anschaffungskosten, aber potenzielle Einsparungen durch Herstellerrabatte und THG-Quote.
• Verbrenner: Oft günstiger in der Anschaffung als Elektroautos.

Steuerliche Vorteile:

• E-Autos: Befreiung von der Kfz-Steuer bis 2030 und günstigere Dienstwagenbesteuerung.
• Verbrenner: Höhere Kfz-Steuer aufgrund von CO2-Emissionen.

Fördermöglichkeiten:

• E-Autos: Frühere staatliche Förderungen ausgelaufen, aber regionale Förderprogramme und Herstellerrabatte verfügbar.
• Verbrenner: Keine spezifischen Förderungen für den Kauf von Verbrennungsfahrzeugen.

Zulassungszahlen:

• E-Autos: Steigende Zulassungszahlen, aber langsamerer Anstieg als erwartet.
• Verbrenner: Rückläufige Zulassungszahlen im Vergleich zu Elektroautos.

Fahrerlebnis:

• E-Autos: Sofort verfügbares Drehmoment, leiser Betrieb, keine Schaltvorgänge.
• Verbrenner: Gewohntes Fahrgefühl mit Motorgeräusch, manuelle oder automatische Schaltvorgänge.

Result

Elektroautos bieten eine umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Verbrennungsmotoren, mit Vorteilen wie niedrigeren Betriebskosten und geringeren lokalen Emissionen. Sie sind besonders attraktiv für Stadtfahrten und für Fahrer, die Zugang zu einer eigenen Lademöglichkeit haben. Die höheren Anschaffungskosten und die noch in Entwicklung befindliche Ladeinfrastruktur sind jedoch Faktoren, die potenzielle Käufer abschrecken können. Verbrennungsmotoren punkten mit einer längeren Reichweite und einer etablierten Tankinfrastruktur, was sie für Langstreckenfahrten prädestiniert. Allerdings sind die Betriebskosten in der Regel höher, und die Umweltbelastung durch Emissionen ist ein bedeutender Nachteil.

Insgesamt bewegt sich der Automobilmarkt in Richtung Elektrifizierung, und die Technologie der Elektroautos verbessert sich kontinuierlich. Die Entscheidung zwischen einem E-Auto und einem Verbrenner liegt ebenso in den staatlichen Vorgaben. Natürlich liegt das Verbrenner-Aus noch in weiter Ferne, trotz allem führt kein Weg an der Elektromobilität vorbei, um nachhaltige Verkehrslösungen und eine nachhaltige Mobilität zu ermöglichen. Auch für eine flächendeckende Ladeinfrastruktur muss gesorgt sein, wenn bis 2030 15 Mio. Elektrofahrzeuge die Straßen Deutschlands befahren sollen.

Im Grunde ist es das Gesamtkonzept von nachhaltigen Verkehrslösungen, welche zum Erreichen der Klimaziele beitragen. Zwischen ÖPNV und Individualverkehr, zwischen Verbrenner und Elektro, zwischen E-Bike und Drahtesel – die Verkehrs- und Mobilitätswende gelingt durch klimaneutrale Antriebe und die Reduktion von Treibhausgasemissionen. Und natürlich im besten Fall: zu Fuß oder mit den Füßen auf dem Pedal.