Mit „Notstromaggregat“ gegen Reichweitenangst
Der Zulieferer KSPG hat einen kompakt bauenden Range Extender für E-Autos entwickelt. Sein Einsatzgebiet sehen Ingenieure als preisgünstiges Nachrüstmodul.
Foto: KSPG
Laufruhige und vibrationsarme Ottomotoren gelten üblicherweise als elitäres Merkmal hubraumstarker Oberklasselimousinen mit acht oder zwölf Zylindern. In diese Domäne wagt sich nun vorwitzig ein winziger Zweizylinder mit einem V-Winkel von 90 Grad und stellt sich selbstbewusst dem berühmten Münzentest: Eine senkrecht auf den Motorblock gestellte 1-€-Münze bleibt im Idealfall auch noch stehen, wenn das Zwergaggregat seine Höchstdrehzahl von 4500 min-1 erreicht.
Entwickelt und gebaut wurde das äußerst kompakte und leichtgewichtige Aggregat vom Automobilzulieferer KSPG (ehemals Kolbenschmidt-Pierburg AG). Es fungiert in einem von der Aachener FEV GmbH zum Elektroauto umgebauten Fiat 500 als Range Extender. Dadurch verlängert sich die elektrische Reichweite von 65 km um 430 km auf knapp 500 km.
Der winzige Reichweitenverlängerer ist ein Zweizylinder-Viertakt-Ottomotor mit 799 cm³ Hubraum und einer Leistung von 30 kW. Sein maximales Drehmoment von 66 Nm erreicht er bei 3500 min-1. Dabei dient er nicht direkt dem Antrieb. Das Kurbelwellenstirnrad treibt vielmehr zwei Generatoren mit je 15 kW Leistung an, die die Batterien aufladen. Dank der kompakten Abmessungen (L x B x H: 665 x 550 x 355 mm) und des niedrigen Gewichts von 62 kg findet der Motor – liegend angeordnet – problemlos in der Reserveradmulde des Fiat Platz, ohne dass dies auf Kosten des Kofferraumvolumens ginge. Gefüttert wird der die Abgasnorm Euro 6 erfüllende Winzling mit Superbenzin aus einem 21 l großen Tank. Ein kombinierter Kühlkreislauf sorgt gleichzeitig für das thermische Wohlergehen des Verbrennungsmotors sowie des elektrischen Umrichters und der Generatoren.
Im als Trägerfahrzeug dienenden Fiat 500 besorgt den elektrischen Antrieb ein permanentmagneterregter Synchronmotor mit 45 kW Dauerleistung. Er beschleunigt den leer 1290 kg wiegenden Wagen in 17 s von 0 auf 100 km/h und erreicht abgeregelte 120 km/h Spitze. Die zum Vorankommen benötigte Energie wird in einer Lithium-Ionen-Batterie mit einer Kapazität von 12 kWh gespeichert. Der Verbrauch beträgt 13,7 kWh/100 km nach NEFZ-Norm.
Wie eine Probefahrt der VDI nachrichten in Neckarsulm zeigte, läuft der Range Extender derart leise und vibrationsarm, dass man sein Zuschalten fast nicht wahrnimmt. Seine Leistung reicht selbst bei leerem Akku aus, um auf der Autobahn nicht zum Verkehrshindernis zu werden. „Selbst am steilen Aichelberg-Aufstieg stehen wir keinem LKW im Weg“, freut sich Jürgen Niehues, Referent Neue Antriebstechnologien bei KSPG, während der Fahrt auf der A 8 zwischen Stuttgart und München. Dann zelebriert er für uns den erwähnten Münzentest. Mit Erfolg: Der Euro dreht sich behutsam um seine Hochachse, aber er kippt nicht.
Im Fahrbetrieb läuft der Range Extender – anders als etwa im Opel Ampera – synchron zur Geschwindigkeit: mit geringer Drehzahl in Tempo-30-Zonen, mit hoher Drehzahl auf der Autobahn. Bevor der Akkuvorrat zur Neige geht, schaltet der Verbrenner sich rechtzeitig zu – und wieder ab, sobald der Fahrer bremst und perRekuperation Nachschub für den Stromspeicher liefert. Sein Verbrauch zur Ladungserhaltung liegt nach NEFZ-Norm bei 4,9 l/100 km.
„Unser Entwicklungsziel war der Bau eines extrem leisen, sparsamen und kompakten Triebwerks, das Elektroautohersteller als anschlussfertiges Modul kaufen und dort einbauen können, wo ausreichend Platz vorhanden ist: vorne, hinten, in der Reserveradwanne oder in Unterfluranordnung“, erläutert Martin Hopp, Leiter Neue Antriebstechnologien bei KSPG. „Eine Serienfertigung könnte in drei bis vier Jahren beginnen, wobei der Stückpreis um die 2000 € liegen dürfte.“
Die zögerliche Marktdurchdringung von Elektroautos in Deutschland hat neben technischen und ökonomischen Faktoren zweifellos auch eine psychologische Ursache: Die Urangst des Fahrers, mit leerer Batterie liegen zu bleiben, womöglich bei Nacht und Regen. Diese Phobie hat jeder schon mal erlebt, der mit gegen Null wandernder Tankanzeige verzweifelt nach einer Tankstelle Ausschau hielt. Hier könnte sich künftig das flüsterleise „Notstromaggregat“ von KSPG als effiziente Therapie gegen Fahrerstress und Reichweitenangst erweisen.
