2. Range Extender

Der Begriff Range Extender wird bevorzugt in Europa verwendet. In den USA spricht man zum Beispiel von Extended Range Electric Vehicle oder Range Extending Generator. Grundsatzlich gehort der RE zu den seriellen Hybridantrieben (Folge 1 dieser Reihe), wenn der Antrieb des Fahrzeugs immer und ausschlieslich uber den elektrischen Fahrmotor erfolgt. Der RE ist in der Standardvariante eine Verbrennungskraftmaschine, kombiniert mit einem elektrischen Generator, der die Traktionsbatterie speist. Es besteht keine mechanische Antriebsverbindung (kein Eingriff in den Drehmomentstrang) zwischen dem RE-Modul und dem Fahrantrieb, lediglich eine elektrische Kabelverbindung uber die Leistungselektronik zur Batterie, ❶. Open image in new window ❶ Definition des seriellen Range Extenders (links: chemisch-elektrischer Range Extender, rechts: thermischer Range Extender) Der Ubergang vom seriellen Hybrid zum Elektrofahrzeug mit RE ist nicht eindeutig mit konkreten Zahlen oder Komponenten abzugrenzen, lasst sich aber wie in ❷ dargestellt beschreiben. Geht man vom seriellen Hybridantrieb aus und vergrosert die Batteriekapazitat bei gleichzeitiger Verkleinerung des Verbrennungsmotors, fuhrt das zum RE. Einsatzhaufigkeit und Leistungsangebot des Verbrennungsmotors sind dabei deutlich reduziert. Umgekehrt kann bei einem reinen Batteriefahrzeug durch Erganzung mit einem RE die Reichweite erhoht und die Batteriekapazitat verringert werden. Die erforderliche Elektromotorleistung bleibt unverandert, da diese durch das Fahrzeug und die gewunschten Fahrleistungen bestimmt wird. Dieses klassische RE-System wird als serieller RE bezeichnet und ist in erster Linie durch die Architektur der Komponenten gepragt. Open image in new window ❷ Zwei Wege zum Range Extender Das Ziel, die Reichweite eines Fahrzeugs zu vergrosern, ist systemisch betrachtet eine Funktionserweiterung, ohne Festlegung auf die hierfur einzusetzenden Bauteile und deren Kombination. Das heist, dass die RE-Funktion auch mit anderen Komponentenstrukturen, zum Beispiel parallelen oder leistungsverzweigten Hybridsystemen, realisiert werden kann [1, 2, 3]. Diese RE-Konzepte werden als hybride RE bezeichnet. Betrachtet man das RE-Konzept abstrakt aus energetischer Sicht, so wird in jedem Fall die fur die Verlangerung der Reichweite erforderliche Energie zunachst als mechanische Energie uber den Verbrennungsmotor zur Verfugung gestellt. Am Antriebsrad ist wiederum mechanische Energie erforderlich. Ob dazwischen weitere Energiewandlungen (mechanisch/elektrisch und elektrisch/mechanisch) oder Drehzahl-Drehmoment-Wandlungen erfolgen, ist eine Frage des Konzepts unter Berucksichtigung der Wirkungsgrade, der Fahrzeuggrose, der Kosten und strategischer Gesichtspunkte des Fahrzeugherstellers. Die RE-Funktion ist davon unabhangig. Das RE-Konzept lasst sich verallgemeinert als ein System definieren, das die elektrische Reichweite vergrosert. Vorausgesetzt wird dabei eine Basisauslegung mit einer fur den ublichen taglichen Betrieb ausreichenden elektrischen Reichweite. Geht man von den statistischen Zahlen aus, dass etwa 70% der taglichen Fahrten in Deutschland unter 50 km liegen, sollte man von einem RE-Konzept erst ab dieser elektrischen Reichweite (unter Praxisbedingungen) sprechen. Dies ist eine subjektive Betrachtung und berucksichtigt die heutigen technischen Moglichkeiten.