Mahle stellt einen Reichweitenverlängerer für Elektro-Lkw vor

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In Wirklichkeit haben die heutigen batterieelektrischen Schwerlasttransporter für viele Anwendungen nicht ausreichend Reichweite. Selbst der mächtige Tesla Semi (sobald er tatsächlich weit verbreitet ist) wird seine Grenzen haben. Egal wie aerodynamisch die Form des Führerhauses oder wie groß die Batterie ist – ein voll beladener Anhänger den Berg hinauf zum Eisenhower Tunnel in den Rocky Mountains zu ziehen, bleibt für batteriebetriebene Fahrzeuge immer eine Herausforderung. Mahle, ein Erstlieferant für die Automobil- und Transportindustrie, behauptet, eine Lösung zu haben.

In einer Pressemitteilung erklärte das Unternehmen, dass Speditionsunternehmen vor der doppelten Herausforderung stehen, die Emissionen aus ihren Betrieben zu reduzieren, ohne ihre wirtschaftliche Rentabilität oder Wettbewerbsfähigkeit zu gefährden. Eine unzureichende Ladeinfrastruktur für Nutzfahrzeuge in vielen Regionen sowie die begrenzte Reichweite batterieelektrischer Lkw sind die beiden Hauptgründe dafür, warum die Elektrifizierung von Schwerlast-Lkw zurückbleibt. Flexibilität und Zuverlässigkeit sind die entscheidenden Faktoren für den Geschäftserfolg in diesem Sektor.

„Zeit und Energie sind begrenzte, wertvolle Ressourcen – insbesondere im Straßenverkehrsgewerbe. Nur Betreiber, die wirtschaftlich arbeiten, können überleben. Mit Produkten zur Elektrifizierung kann MAHLE dazu beitragen, Schwerlasttransporter effizienter und flexibler zu machen und gleichzeitig die Betriebskosten zu senken“, sagte CEO Arnd Franz. „Genau das werden wir unseren Kunden, internationalen Fahrzeugherstellern sowie Fuhrparkbetreibern auf der diesjährigen IAA Transportation vorstellen.“

Mahle Range Extender System

Auf der IAA Transportation-Messe in Hannover, Deutschland, im September wird Mahle ein neues Reichweitenverlängerungssystem für Schwerlastkraftwagen vorstellen. Laut dem Unternehmen bietet dieses System eine flexible Reichweite ohne Kompromisse sowie Effizienz ohne Einschränkungen. „Unsere Reichweitenverlängerung ist eine intelligente ‚Notstromanlage‘, die genau zum richtigen Zeitpunkt aktiviert wird und die verfügbare Reichweite erheblich erhöht“, sagte Dr. Marco Warth, Vizepräsident für Forschung und fortschrittliches Engineering.

Der Schlüssel zum neuen System ist ein effizienter Hochvoltgenerator mit einer kontinuierlichen Leistung von 110 Kilowatt und einer Spitzenleistung von bis zu 130 kW, angetrieben von einem kompakten Verbrennungsmotor. Der Generator versorgt das Elektroantriebssystem auch bei anspruchsvollen Fahrten unter Volllast zuverlässig mit Energie. Seine Architektur lässt sich leicht an die Leistungsanforderungen verschiedenster Anwendungen und regionaler Märkte anpassen. Dank seines neu entwickelten fortschrittlichen Ölkühlungssystems weist der Generator laut dem Unternehmen eine Leistungsdichte von mehr als 7 kW pro Kilogramm auf, was eine hohe Leistungsabgabe bei reduziertem Gewicht sowie vereinfachten Anschlüssen ermöglicht.

Das gesamte System passt in den Raum, in dem normalerweise die Batterien für Elektro-Lkw montiert werden, was eine einfache Integration in bestehende Plattformen für batteriebetriebene Fahrzeuge ermöglicht. Es ersetzt etwa ein Drittel der üblichen Batteriekapazität, wodurch ein Lkw mit einer kleineren, günstigeren Batterie ausgestattet werden kann. Dadurch verringert sich die Belastung der Hinterachse um etwa 400 kg und das Gesamtgewicht des Fahrzeugs um etwa 600 kg. Ein Lkw mit dem Mahle-System hat eine Reichweite von mehr als 800 km, wobei die Batterie etwa 400 km und der Reichweitenverlängerer die restlichen 400 km ermöglichen.

80-Prozentige Reduzierung der Kohlenstoffemissionen

Unter realen Betriebsbedingungen emittiert der Lkw im Betrieb mit dem Reichweitenverlängerer etwa 80 Prozent weniger Kohlendioxid als ein Lkw mit einem herkömmlichen Dieselmotor. Wenn erneuerbare Kraftstoffe wie HVO100-Biodiesel zur Stromversorgung des Systems verwendet werden, hat der Lkw praktisch keinerlei Kohlendioxidemissionen. Ein umfassendes Wärmanutzungssystem mit einer Kühlleistung von 48 kW bei hohen Temperaturen und 15 kW bei niedrigen Temperaturen gewährleistet den stabilen Betrieb des Reichweitenverlängerers unter anspruchsvollen Einsatzbedingungen.

„Unser Reichweitenverlängerer ist der Schlüssel, um das Marktwachstum von batterieelektrischen Lastwagen vom unzureichenden Tempo der Infrastrukturentwicklung zu entkoppeln“, sagte Warth. „Wenn die Ladesäule belegt ist oder aufgrund von Wetterbedingungen oder Verkehrsbehinderungen alternative Routen erforderlich sind und die Infrastruktur an ihre Grenzen stößt, können andere Flotten stecken bleiben. Ein Elektrolastwagen mit Reichweitenverlängerer fährt einfach weiter. Die Betriebsbereitschaft bleibt auch unter Spitzenbedingungen gewährleistet.“

Eine anhaltende Suche

Die Suche nach Elektrofahrzeugen mit Reichweitenverlängerer-Motoren dauert bereits seit der Serienproduktion der ersten Elektroautos und -lastwagen an. Das ursprüngliche BMW i3 verfügte über einen Reichweitenverlängerer – im Grunde einen kleinen Motor für Motorräder – doch er enttäuschte die Erwartungen, insbesondere in den USA, wo die Behörden darauf bestanden, dass er erst dann aktiviert werden durfte, wenn der Akkustand auf 5 Prozent gesunken war. GM machte es mit seinem Chevy Volt besser: Es handelte sich um ein Plug-in-Hybrid-Elektroauto mit einem Verbrennungsmotor, das eine Reichweite von etwa 55 Meilen allein mit dem Akku hatte. Bei einigen Fahrern wurde der Motor so selten in Betrieb genommen, dass sie berichteten, nur 10 Gallonen Benzin pro Jahr zu kaufen!

Ian Wright war einer der ursprünglichen Ingenieure bei Tesla. Er verließ das Unternehmen, nachdem Elon Musk eingetroffen war und begann, seinen Willen auf Tesla Motors durchzusetzen – so hieß das Unternehmen damals. Anschließend gründete Wright sein eigenes Start-up namens Wrightspeed, das sich auf die Elektrifizierung von Schwerlastlastwagen und Bussen spezialisierte. Er entwickelte eine äußerst effiziente Gasturbine, die einen Reichweitenverlängerungs-Generator antrieb. Die Ingenieursleistung war hervorragend, doch das Unternehmen hatte keinen Erfolg.

Auch andere verfolgen denselben Traum. Kürzlich präsentierte Horse Powertrain – ein Gemeinschaftsunternehmen von Renault und Geely – eine Kombination aus kompaktem Benzinmotor und Generator, die zur Nachrüstung in bestehende Fahrzeuge konzipiert ist. In einer Pressemitteilung erklärte das Unternehmen: „Der C15 integriert Motor, Generator und Wechselrichter in eine Einheit, die so kompakt ist, dass sie ohne oder nur mit geringfügigen Anpassungen in bestehende Batterie-elektrische Fahrzeugplattformen eingebaut werden kann. Dadurch können OEMs eine BEV-Plattform einfach und effizient in ein Range-Extended-EV umwandeln, wodurch sie ihre Produktlinien erweitern können, um die Anforderungen der lokalen Märkte zu erfüllen.“ Es gibt bisher keine Informationen darüber, ob bereits einige OEMs das Angebot von Horse Powertrain angenommen haben.

Mahle Contactless Drive Motor

Mahle ist außerdem an weiteren Verbesserungen bei elektrischen Schwerlastlastwagen beteiligt. Im nächsten Monat in Hannover wird das Unternehmen außerdem seinen neuen kontaktlosen Sender (MCT)-Elektromotor vorstellen, der für den Einsatz in den elektrischen Antriebswellen von schweren Nutzfahrzeugen entwickelt wurde. Dieser Motor ist nicht mit Permanentmagneten ausgestattet und benötigt daher keine Seltenearzenelemente. Im Vergleich zu Referenz-Permanentmagnetsynchrongmotoren spart der MCT-Elektromotor pro Fahrzeug bis zu 3 Kilogramm an Seltenearzmagneten, was zu einer weiteren Verringerung des Umweltfußabdrucks des Antriebsstrangs führt.

Der MCT-Motor ist unter realen Fahrbedingungen um 10 Prozent leichter und effizienter als dauerhaft erregte Elektromotoren mit Magneten. Der Vorteil gegenüber der dauerhaft erregten Variante liegt in der höheren Effizienz über einen größeren Betriebsbereich sowie in verschiedenen Fahrsituationen. Er erreicht eine Spitzenleistung von 370 kW sowie mehr als 900 Nm Drehmoment bei 3.900 U/min. Die Motorleistung im VECTO-Zyklus, einem EU-Simulationstool zur Bestimmung der Kraftstoffeffizienz neuer Fahrzeuge, beträgt etwa 95 Prozent.

Wir bei CleanTechnica sagen gerne, dass die besten Technologien für Elektroautos und deren Ladevorgänge noch nicht erfunden wurden. Diese neuen Produkte von Mahle mögen in zwanzig Jahren veraltet sein, doch heute könnten sie genau das sein, was wir brauchen, um die Elektrifizierung von Schwerlastlastwagen voranzutreiben.