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Technik  Technik: Range Extender

Sprit für Strom



Bei all den angekündigten Elektroautos könnte man meinen, dass bald nur noch an der Steckdose getankt wird. Doch ohne fossilen Treibstoff kommt auch ein E-Auto nicht weit: Es schlägt die Stunde der Range Extender.

 
 Range Extender
  
 Range Extender  - Foto: Hersteller  Range Extender - Foto: Hersteller  Range Extender - Foto: Hersteller  Range Extender - Foto: Hersteller  Range Extender - Foto: Hersteller  Range Extender - Foto: Hersteller

Die diesjährige IAA wimmelt nur so von Elektro- und Hybrid-Studien. Viele davon werden vielleicht nie gebaut oder sind ein Vorgeschmack auf kommende Jahrzehnte. Doch die Zeit des Elektroautos scheint reif. Innerhalb der nächsten drei Jahre soll man Autos wie den Nissan Leaf, den Opel Ampera oder den Elektro-Smart beim Händler kaufen können.

In der ökologisch korrekten Vorfreude gehen zwei Dinge gerne unter: Erstens fahren auch Elektroautos nicht ganz umweltfreundlich, da der zum Aufladen nötige Strom nicht emissionsfrei produziert wird. Und zweitens erlaubt die gegenwärtige Batterietechnik noch keine großen Reichweiten. Die meisten Stromer kommen 100 bis 200 Kilometer weit - und selbst dabei gibt es Unwägbarkeiten. Elektrische Verbraucher wie Klimaanlage oder Sitzheizung zum Beispiel und viele andere Faktoren können die Reichweite beeinflussen.

Die "Range Anxiety" – die Angst vor geringen Reichweiten und dem Stranden im Nirgendwo ohne Lademöglichkeit – treibt die Autobauer zu einer Notlösung: Ein Range Extender (Reichweiten-Verlängerer) macht Kurzstrecken-Stromer zu reisetauglichen Familienautos, indem er während der Fahrt elektrische Energie produziert und dafür sorgt, dass die Batterie in einem bestimmten Ladezustand gehalten wird.

Als Range Extender kann zum Beispiel eine Brennstoffzelle dienen. Doch die weitaus günstigere Lösung ist ein herkömmlicher Verbrennungsmotor. Der Range Extender hat dabei keine Verbindung zur Antriebsachse. Nach diesem Prinzip arbeiten auch der Chevrolet Volt und sein Schwestermodell Opel Ampera. Bei Elektroautos mit Range Extender handelt es sich um serielle Plug-In-Hybride, auch wenn Opel in Pressemitteilungen gern betont, dass der Ampera "völlig anders" funktioniere als ein Hybrid. Offenbar wollen sich die Rüsselsheimer einfach vom Vorzeige-Hybriden Toyota Prius abheben.

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Klein reicht
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Die Elektromobilität könnte die Autoindustrie mächtig durcheinander wirbeln. Noch verwenden Autohersteller große finanzielle und personelle Ressourcen auf die Weiterentwicklung von Diesel- und Benzinmotoren mit zwei bis zwölf Zylindern, Getrieben und Antriebssträngen. Ein Elektroauto dagegen braucht kein komplexes Mehrstufengetriebe und als Range Extender reicht ein kleiner Motor. Beim Opel Ampera dient als Basis ein Vierzylinder aus dem Corsa, beim Mercedes BlueZero E-Cell Plus ein Dreizylinder-Turbobenziner. Das Schweizer Elektroauto Mindset kommt sogar mit einem 17 kW starken Einzylinder-Aggregat aus.

Lotus Engineering aus England will die Gunst der Stunde nutzen und stellt auf der IAA einen Motor vor, der speziell als Range Extender entwickelt wurde. Das Dreizylinderaggregat wiegt 56 Kilogramm, hat 1,2 Liter Hubraum und zwei Ventile pro Zylinder. Es verfügt über einen integrierten elektrischen Generator und ist als Monoblock-Konstruktion ausgeführt: Motorblock, Zylinderkopf und Auslasskrümmer werden als ein Teil gegossen. Das spart Gewicht, Kosten und zahlreiche Einzelteile – die Zylinderkopfdichtung zum Beispiel fällt weg.

Das Lotus-Kraftpaket produziert je nach Drehzahlniveau zwischen 15 und 35 Kilowatt elektrischen Stroms, ist in einer Pressemitteilung des Unternehmens zu lesen. Das Aggregat wird entweder zum Laden der Hybridbatterie oder zum Betrieb des elektrischen Fahrmotors benutzt. Der Range Extender läuft mit Benzin oder Kraftstoffen auf Alkoholbasis, zum Beispiel Bioethanol.

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Optimaler Wirkungsgrad
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"Die meisten seriellen Hybride, die zurzeit entwickelt werden, nutzen Adaptionen bereits existierender konventioneller Motoren", sagt Simon Wood, Technischer Direktor von Lotus Engineering. "Die aber sind in ihrer Effizienz eingeschränkt, weil sie in einer großen Bandbreite von Betriebsbedingungen funktionieren müssen." Das Lotus-Maschinchen sei dagegen speziell für den Betrieb als Range Extender in einem seriellen Hybridsystem entwickelt worden – es kann also immer im optimalen Wirkungsgrad arbeiten.

Zum Verbrauch des Motors gibt es noch keine Informationen, Lotus nennt aber einen CO2-Ausstoß von weniger als 120 Gramm pro Kilometer.

In welchen Fahrzeugen der neue Range Extender zum Einsatz kommen könnte, verrät Lotus noch nicht. In der Branche geht jedoch das Gerücht um, dass ein angekündigtes Elektroauto des malaysischen Autobauers Proton mit dem Motor ausgerüstet werden soll.

Neben der Anpassung an die Betriebsbedingungen als Range Extender stehen die Motorenentwickler noch vor einem anderen Problem. "Wir werden ein besonderes Augenmerk auf die Geräuschdämmung legen", sagt Gherardo Corsini, der die Entwicklung des Opel Ampera in Europa leitet. Denn bei herkömmlichen Verbrennungsmotoren sind die Fahrer gewohnt, dass sich das Motorengeräusch je nach Gaseinsatz ändert – beim Fahren mit Range Extender fehlt diese akustische Rückmeldung.

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