Echte Alternative zu größeren Batterien
ZF präsentiert neue Range Extender für mehr E-Reichweite
Eine Lösung gegen Reichweitenangst könnten Range Extender darstellen: Ein Verbrenner-Generator, der an eine E-Maschine gekoppelt wird, damit er Energie für die Fahrzeugbatterie erzeugt und die Reichweite verlängert. ZF stellt eine neue Generation vor, deren Serienproduktion 2026 starten soll.
Es ist das Schreckensszenario für viele E-Fahrer: Der Ladezustand der Batterie neigt sich dem Ende zu und weit und breit ist keine Ladesäule in Sicht. »Obwohl die rein elektrische Reichweite bei Pkw im Durchschnitt bei rund 500 km liegt: Reichweitenangst beeinflusst noch immer eine breite Käuferschicht bei der Wahl ihres nächsten Fahrzeugs«, erklärt Dr. Otmar Scharrer, Entwicklungsleiter elektrische Antriebstechnik. Das trifft vor allem auf Regionen zu, in denen noch keine flächendeckende Ladeinfrastruktur verfügbar ist.
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Boost für die E-Reichweite
Deshalb entwickelt ZF die nächste Generation von Range Extendern. »Diese sind eine echte Alternative zu größeren – und damit teureren – Batterien oder Plug-in-Hybriden«, bekräftigt der Entwicklungsleiter.
Bei Range Extendern wird ein Verbrennungsmotor mit einer E-Maschine gekoppelt, die Strom für die Fahrzeugbatterie generiert, sobald deren Ladezustand eine bestimmte Schwelle unterschreitet. Das, wie schon aus dem Namen ersichtlich, erhöht die Reichweite, die elektrisch gefahren werden kann. Der Vorteil im Vergleich zu Plug-in-Hybriden (PHEV) oder klassischen Verbrennungsmotoren: Der Motor des Range Extender läuft stets im verbrauchsgünstigsten Leistungsbereich, was für einen niedrigen Kraftstoffverbrauch sorgt und dadurch auch niedrigere CO2-Emissionen aufweist.
Die Range-Extender-Technologie von ZF
ZF hatte bereits in den vergangenen Jahren Range-Extender-Technologie in Serie gebracht. Unter anderem wurden E-Maschinen des Technologiekonzerns in einer Baureihe der ikonischen Londoner Taxis verbaut. Derzeit arbeitet ZF an der nächsten Generation, dem electric Range Extender (eRE) sowie dem electric Range Extender plus (eRE+).
Bei beiden Varianten handelt es sich um ein hochintegriertes Design, das sowohl in der Performance, in der Elektronik-Architektur sowie in Bezug auf 400 oder 800 Volt und den Halbleiter-Typ flexibel ist. Der eRE verbindet eine E-Maschine mit einem integrierten Inverter, passender Software und Planetengetriebe. Der eRE+ verfügt darüber hinaus über eine intelligente Kupplung und ein Differenzial. Dadurch lässt er sich entweder als Stromgenerator oder als zusätzlicher Sekundärantrieb nutzen, was Hersteller die Entwicklung einer separaten Komponente erspart.
Skalierbare Leistung bei eRE und eRE+
Die Leistung lässt sich bei beiden Modellen skalieren. Der Output reicht dabei von 70 bis 110 kW (eRE) bzw. 70 bis 150 kW (eRE+). »Das neue Interesse und die gestiegene Nachfrage nach Range Extendern zeigt, dass das Potenzial dieser Technologie noch lange nicht ausgeschöpft ist – vor allem nicht für Modellplattformen, die schon auf batterieelektrische Antriebsstränge ausgelegt sind«, erläutert Entwicklungsleiter Scharrer. »Hinter unseren Lösungen steht der System- und Plattformgedanke. Damit sind wir bestens gerüstet, auf alle Kunden- und Marktanforderungen zu reagieren, und zwar bei verkürzten Entwicklungszyklen.«
Modelloffensive von Range Extended Electric Vehicles in China
Im Vergleich zu parallel-hybriden Antriebslösungen, etwa bei einem PHEV, überzeugen Range Extender mit geringeren Zusatzkosten, kürzeren Entwicklungszeiten, geringerem Plattformaufwand und vereinfachter Steuerung der Lieferketten. Das macht die Technologie insbesondere für Hersteller interessant, die neu am Markt sind – und wenig Erfahrung mit traditionellen Verbrenner-Antriebssträngen besitzen.
Derzeit steht in China eine richtige Modelloffensive sogenannter Range Extended Electric Vehicles (REEV) an, die dank der Technologie Strecken von über 700 Kilometer bestreiten können. »Hier kommt uns entgegen, dass eine große Bandbreite an BEV-Plattformen existiert, die sich durch Range Extender ergänzen lassen«, so Scharrer. Auch deswegen waren die chinesischen ZF-Standorte bei der Entwicklung federführend.
Aber auch in den USA und in Europa steigt das Herstellerinteresse. »Der Markt für reine Elektrofahrzeuge hat sich nicht so entwickelt, wie noch vor einigen Jahren prognostiziert«, sagt Scharrer. »Für diese Zwischenphase können Range Extender die ideale Lösung sein.«
Denn: Fahrer können mit REEV die Vorteile von Elektromobilität genießen, ohne auf die Flexibilität von PHEV oder Verbrenner-Pkw verzichten zu müssen. Auch für traditionelle Hersteller lohnen sich Range Extender. Sie erlauben, kleinere (und dadurch wirtschaftlichere) Fahrzeugbatterien zu verbauen und helfen, Emissionsgrenzwerte für Flotten einzuhalten.
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