Range Extender oder Plug-in-Hybrid – zwei Varianten – zwei Strategien

Range Extender ist die Kombination von Elektro- und Verbrennerantrieb, dessen Kombination auch in Europa für Interesse sorgt.

Range Extender heißt wörtlich übersetzt „Reichweitenverlängerer“ und bedeutet, dass das Elektroauto neben der Batterie über einen kleinen Verbrennermotor verfügt, der bei Bedarf als reiner Stromgenerator die Batterie nachlädt. Somit kann die Reichweite der Elektroautos erweitert werden und hilft die Reichweitenangst zu dämpfen.

Beim Plug-in-Antrieb (PHEV) wird an einen großen Verbrennermotor ein kleiner Elektromotor mit kleiner, extern aufladbarer Batterie angehängt. Welche Technik sinnvoller ist, hängt am Ende von der Art der Nutzung ab und auch vom Preisleistungsverhältnis.

Plug-in mit vollwertigem Verbrennungsmotor bieten eine angemessene Reisegeschwindigkeit auf der Langstrecke und eine hohe Zugleistung, gerade bei langen und starken Steigungen. „Elektroautos mit Range Extender hingegen, verfügen typischerweise über höhere elektrische Beschleunigung und Reichweite, sodass sie agiles und emissionsfreies Fahren in urbanen Ballungszentren mit der Möglichkeit einer Reichweitenverlängerung verbinden“, so eine Erklärung von Marcus Bollig, Geschäftsführer für technische Fragen des Verbandes der deutschen Automobilindustrie (VDA). Wer dauerhaft mit 160 Stundenkilometern auf der Autobahn fährt oder mit einem Wohnwagen über den Brennerpass, ist besser mit einem Plug-in unterwegs, so die FAZ. Wer viel in der Stadt fährt und nur selten außerhalb, und da auch nur in gemächlichem Tempo, für den macht ein Elektroauto mit Range Extender eventuell Sinn.

Diese Art der Autonutzung kommt den Chinesen entgegen, da auf der Autobahn 120 Stundenkilometer erlaubt sind, was allerdings in der Praxis selten genutzt wird. Außerdem gibt es in weiten Teilen des Landes oder in Provinzstädten oft keine Ladesäulen. In manchen Regionen erreichen die Temperaturen im Winter bisweilen minus 30 Grad, was erhebliche Folgen auf die Reichweite von Elektroautos ohne Range Extender hat, so die FAZ weiter. Die chinesische Regierung hat sowohl den Antrieb mit Range Extender als auch den Plug-in Elektrobetrieb mit 50-prozentigem Zuschuss und steuerlichen Begünstigungen wie ein Elektroauto gefördert. Nur in Großstädten wie Peking und Shanghai ist die Einfahrt für Autos mit Range Extender eingeschränkt, da diese dort als Verbrenner gelten.

Zudem gilt es zu bedenken, dass die Herstellung eines Range Extender unter 400 Euro kostet und damit auf der anderen Seite die Batterie wieder reduziert werden kann, ohne dass die Reichweitenangst für den Kunden zunimmt. Somit kann die Range Extender Technik helfen, den Anschaffungspreis zu reduzieren.

Mazda hatte den MX30 für eine solche Kombination konzipiert. Die kleine Batterie mit 30 kWh schaffte eine Reichweite von 200 Kilometern, wobei ein Wankelmotor das Nachladen der Batterie übernahm. Nach der Norm gemessen, sinkt die rein elektrische Reichweite allerdings auf nur noch 85 Kilometer. Im kombinierten Betrieb von Elektro- und Verbrennermotor liegt der offizielle Verbrauch bei einem Liter pro 100 Kilometer und der CO₂-Ausstoß bei 22 Gramm pro Kilometer. Wenn die Batterie jedoch entladen ist, gibt Mazda den Durchschnittsverbrauch mit 8,7 Liter je 100 Kilometer an. Zudem ist der Mazda wegen des kleinen Verbrennermotors in der Höchstgeschwindigkeit mit 140 Stundenkilometern begrenzt. Der Erfolg des Fahrzeugs war begrenzt und nach fünf Jahren auf dem Markt ist das Modell nun eingestellt.

Ein weiteres Beispiel für die Kombination des Range Extenders mit einem Verbrennungsmotor: Der chinesische Anbieter Leapmotor, bietet seinen SUV C10 mit zwei verschiedenen Arten der Motorisierung zum gleichen Preis von 37.600 Euro an. Entweder rein batterieelektrisch mit einer Batterie von 70 kWh und einer Norm-Reichweite von 425 Kilometern oder mit Range Extender Verbrennermotor und einer deutlich kleineren Batterie mit 28,6 kWh. Dem Elektroantrieb von 215 PS (158 kW) steht dabei ein eher schwacher Verbrenner mit 1,5 Litern Hubraum und 88 PS (65 kW) gegenüber, der bei leerer Batterie Mühe hat, genügend Energie für die gemäßigte Gangart aufzubringen. Die Spitzengeschwindigkeit liegt in jedem Fall bei höchstens 170 Stundenkilometern. Die elektrische Reichweite liegt bei 145 Kilometern und die Gesamtreichweite beträgt 974 Kilometer. Der Verbrauch bei leerer Batterie liegt bei 6,5 Litern auf 100 Kilometern. Dies ist kein besonders anspruchsvoller Wert, den Fahrzeuge auch ohne E-Motor erreichen können. Aber der Ansatz von Leapmotor zeigt, wie die Hersteller beim Range Extender die Kosten für die teure Batterie reduzieren können. Mit dem Halbieren der Batteriekapazität kann bei den Produktionskosten mehr gespart werden als der kleine Verbrennermotor kostet.

Beim Plug-in, wie zum Beispiel den Volkswagen SUV Tiguan wird ein anderer Ansatz verfolgt. Ein Benzinmotor mit 150 PS (110 kW) hat zudem einen Elektroantrieb von 115 PS (85 kW). Die Leistung der Batterie beträgt 19,7 kWh und die Reichweite liegt bei 129 Kilometer. Der Normalverbrauch beträgt mit leerer Batterie 5,5 Liter je 100 Kilometer. Der Tiguan liegt nur wegen eines etwas kleineren Benzintanks mit der Gesamtreichweite knapp unter dem Leapmotor. Auf der Langstrecke zeigt er eine Spitzengeschwindigkeit von 210 Kilometern. Der Nachteil: der Tiguan Plug-in kostet in der günstigsten Version 13.000 Euro mehr als der Listenpreis des chinesischen Konkurrenten.

Der Umweg über gemischte Antriebsformen missfällt zwar denjenigen, die mit einem zügigen Umstieg auf rein batterieelektrische Antriebe schneller zu klimaneutralen Autos kommen wollten. Doch der VDA-Geschäftsführer Bollig erinnert daran, dass Rohstoffe und Emissionen für die Hersteller von Batterien meist nicht in die Klimabilanz von batterieelektrischen Autos einberechnet werden. Für Autos, die vor allem auf kurzen Strecken gefahren werden, könnte es damit sinnvoller sein, nur Batterien zu verwenden, die ein Viertel oder ein Drittel der Batteriegröße eines batterieelektrischen Fahrzeugs haben, aber von diesen Autos drei- oder viermal so viele auf die Straßen zu bringen. „Wenn Rohstoffe für Batterien knapp und teuer sind, können Plug-ins inklusive Elektroautos mit Range Extendern bei gleichem Ressourceneinsatz eine höhere CO₂-Reduzierung im Verkehr erreichen als eine geringere Anzahl rein elektrischer Fahrzeuge. Voraussetzung ist natürlich das passende Nutzungsprofil, die konsequente Nutzung von Netzstrom und eine entsprechende Ladeinfrastruktur“, so der VDA-Geschäftsführer Bollig in der FAZ.