Das Herzstück eines elektrischen Antriebes ist der Elektromotor. Die für den Betrieb des Elektromotors benötigte Energie wird entweder durch eine Batterie oder durch eine Brennstoffzelle bereitgestellt. Da beide Varianten über eine elektrische Antriebsmaschine verfügen, ist die Bezeichnung Elektrofahrzeug oder Elektroauto in beiden Fällen gerechtfertigt [Naun06, S.1].

Die Brennstoffzelle mit ihrer hohen Reichweite ist für längere Strecken geeignet. Batteriebetriebene Elektroautos haben dagegen eine beschränkte, jedoch auch stark variierende Reichweite. Dahingegen sind sie aber nicht zwingend auf eine öffentliche Ladeinfrastruktur angewiesen, da das Laden am heimischen Anschluss möglich ist. So konkurrieren diese Antriebe nicht unbedingt miteinander, sondern können sich aufgrund ihrer Charakteristiken durchaus ergänzen. Eine Leistungs- und Steuerungselektronik dient zur Fahrgeschwindigkeitsänderung und wird damit zur Motorendrehzahländerung benötigt.

Der Antrieb von Elektromotoren über eine Batterie erfolgt durch Zusammenschaltung galvanischer Zellen, mittels derer gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie umgewandelt wird. Die einzelnen Batteriezellen werden zum Betrieb in einem Kraftfahrzeug zu einem Batteriesystem zusammengefasst, welches neben Zellmodulen auch Einrichtungen zum Thermomanagement und elektronische Steuereinheiten umfasst [WaFr11a, S. 104ff.]. Mögliche Batterievarianten unterscheiden sich in Bezug auf Sicherheit, Kosten, Energiedichte, Zyklenbeständigkeit, Leistungsdichte und Lebensdauer [WaFr11a, S. 149ff.]. Aktuell stehen für reine batteriebetriebene Fahrzeuge insbesondere die Energie- und Leistungsdichte im Vordergrund, welche entscheidend für die Reichweite sind und neben sinkenden Kosten die Kundenakzeptanz des Fahrzeuges positiv beeinflussen. Weiterentwickelte Batterien und neue Batterietechnologien bilden daher die Basis für eine Steigerung der Reichweiten von Elektrofahrzeugen [KlBe12]. Im Rahmen des Antriebskonzepts des reinen batterieelektrischen Fahrzeugs wird die Batterie über eine Stromquelle außerhalb des Fahrzeugs (Stromnetz oder externe Stromerzeugungsquelle) aufgeladen [HoFr09, S. 9]. Mit der verfügbaren elektrischen Energie wird der Elektromotor betrieben. Dieser wird entweder in der Nähe der Drehachsen für die Räder verbaut, wo er die Räder über ein Getriebe antreibt, oder als Direktantrieb auf der Achse sitzend in Form von Radnabenmotoren [Naun06, S. 21]. Letztere Variante ist bislang die Ausnahme.

Das Funktionsprinzip der Brennstoffzelle wurde bereits im Jahre 1839 vom Engländer Sir William Robert Grove entdeckt, der an einer sogenannten Gasbatterie experimentierte. Es basiert grundsätzlich auf der direkten Umwandlung von chemischer Energie in elektrische Energie [Geit04a]. Die Brennstoffzelle wandelt die im Wasserstoff gespeicherte Energie in Verbindung mit Sauerstoff in elektrische Energie und Wärmeenergie um. Für den laufenden Betrieb der Brennstoffzelle wird also Wasserstoff benötigt, der entweder gasförmig oder verflüssigt an Bord des Fahrzeuges mitgeführt werden muss. Die Speicherung erfolgt in Drucktanks. Falls keine verkehrsbezogene Distributionsinfrastruktur existiert, kann die Brennstoffzelle auch mit anderen Kraftstoffen betrieben werden. Über einen an Bord mitgeführten Reformer kann beispielsweise der benötigte Wasserstoff aus Methanol gewonnen werden. Darüber hinaus gilt es, das entstehende Produktwasser und die Reaktionswärme kontrolliert abzuführen [Gerl02, S. 143].

Grundsätzlich gibt es starke Unterschiede hinsichtlich des energetischen Wirkungsgrades. So können batterielektrische Fahrzeuge, welche mit erneuerbar produziertem Strom betrieben werden, einen Wirkungsgrad von 90 Prozent erreichen. Dahingegen liegt der Wirkungsgrad von Elektroautos mit Brennstoffzellen nur bei etwa 34 Prozent (bei Berücksichtigung der Stromerzeugung). Verbrenner schaffen einen Wirkungsgrad von 35 bis 50 Prozent [AkKo22].