Der RAV-4 war ein Elektroauto-Experiment, das weiterhin eines bleibt.

Eine wirklich alte Aufnahme des RAV-4 EV aus dem Broschürenmaterial der Tokyo Motor Show von 1997. (Foto: Toyota Motor Co. Media Group)

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Als Hiroshi Okuda 1995 das Präsidentenamt bei der Toyota Motor Corporation übernahm, änderte er grundlegend die globale Strategie des Automobilherstellers. Angesichts des Drucks durch die bevorstehenden Emissionsfreiheitsvorschriften in Kalifornien sowie der langfristigen Bedrohung durch den Ölverbrauch forderte Okuda, dass Toyota seine Programme für umweltfreundliche Fahrzeuge von theoretischer Forschung in marktfertige Realität überführt.

Unter Okudas Führung lag die technische Umsetzung in der 1992 gegründeten spezialisierten Abteilung für die Entwicklung von Elektrofahrzeugen bei Toyota. Die strategische Leitung der Forschung im Bereich fortschrittlicher Antriebstechnologien oblag

Dr. Hiroyuki Watanabe, ein Ingenieur, der 1996 in den Vorstand von Toyota eintrat, um die Forschung und Entwicklung von Fahrzeugarchitekturen für Hybrid-, Elektro- und Brennstoffzellenfahrzeuge zu leiten. Zusammen mit einem engagierten Team aus Chassis- und Elektroingenieuren nutzten sie den ersten RAV4-Crossover als gemeinsame technische Grundlage für zwei unterschiedliche Antriebswege.

Batterieelektrischer Ansatz: Der RAV4 EV

Um die Produktionskosten zu kontrollieren und die Entwicklungszyklen zu verkürzen, passten die Toyota-Ingenieure die bestehende RAV4-Plattform an, anstatt ein maßgeschneidertes Chassis zu entwickeln. Das Ingenieurteam bewertete zunächst zwei Energiespeichersysteme: ein versiegelter Blei-Säure-Akku sowie einen neu entwickelten Nickel-Metall-Hydrid-Akku in Zusammenarbeit mit Panasonic. Testgruppenversuche in Japan und den Vereinigten Staaten zeigten, dass die Blei-Säure-Technologie zu unzureichendem Fahrbereich führte.

Die Produktion des RAV4 EV begann in Japan im September 1996 und erreichte den US-Markt im Jahr 1997. Er war in drei- und fünftürigen Varianten erhältlich; die fünftürige Ausführung verfügte über einen 50 kW starken Permanentmagnetsynchronmotor, der ein Drehmoment von 190 Nm erzeugte. Diese Konfiguration ermöglichte eine elektronisch begrenzte Höchstgeschwindigkeit von 77 mph sowie eine Fahrstrecke von über 124 Meilen unter japanischen Prüfbedingungen.

Um den Innenraum zu erhalten, platzierte das Ingenieurteam die gesamte Batterie unter den Fußbodendielen der Passagiere. Das Design umfasste außerdem einen integrierten 200-V-Lader, der die Batterie aus einem vollständig entleerten Zustand in 10 Stunden wieder aufladen konnte, ein durch einen Inverter gesteuertes Wärmepumpen-Klimasystem, Reifen mit geringem Rollwiderstand sowie ein regeneratives Bremssystem.

Toyota führte internationale Flottenversuche durch, um Daten zur tatsächlichen Nutzung zu sammeln, darunter ein fünfjähriges Mietprogramm, das 1997 auf der Insel Jersey mit fünf Dreitürer-Modellen gestartet wurde. Zwischen 1996 und 2003 erreichten die weltweiten Verkäufe und Leasinggeschäfte insgesamt etwa 1.900 Fahrzeuge. Etwa 1.500 dieser Fahrzeuge wurden in die Vereinigten Staaten geliefert, darunter 320 Einheiten, die 1998 in Kalifornien verkauft wurden, um staatliche Vorschriften zu erfüllen.

Hydrogen-Brennstoffzellen-Entwicklung: Der RAV4 FCEV

Toyota nutzte die RAV4-Plattform, um seine eigenen Antriebsfähigkeiten zu entwickeln. Im Oktober 1996 präsentierte Toyota das Prototypmodell FCEV-1 in Osaka, Japan – es handelte sich dabei um das erste Brennstoffzellenfahrzeug mit einem Metallhydrid-Ladetank.

Der FCEV-1 nutzte einen 20 kW starken Polymer-Elektrolyt-Brennstoffzellenstapel, intern als Toyota FC Stack bezeichnet, der eine Energieumwandlungsleistung von über 60 Prozent erreichte und dabei nur Wasserdampf freisetzte. Die spezielle Wasserstoff-absorbierende Legierung ermöglichte den Brennstoffspeicherung bei niedrigeren Drücken als herkömmliche Gassysteme, erhöhte jedoch das Gesamtgewicht des Fahrzeugs auf 1.820 kg. In den Tests erreichte das Prototypfahrzeug eine Höchstgeschwindigkeit von 62 Meilen pro Stunde sowie eine Fahrstrecke von 155 Meilen.

Im Jahr 1997 stellte das Entwicklerteam den FCEV-2 vor, der einen integrierten Bord-Methanol-Reformer enthielt, der dazu diente, Wasserstoff direkt aus flüssigem Brennstoff zu gewinnen – eine mögliche Lösung für das Fehlen einer speziellen Wasserstoff-Infrastruktur.

Technische Integration und Nachwirkungen

Die von Watanabes Abteilung gesammelten technischen Daten beeinflussten direkt Toyotas anschließende Antriebsstrangprojekte. Bis 2001 wurden die für die RAV4 EV- und Prius-Projekte entwickelten Softwarelösungen zur Verwaltung von Sekundärbatterien sowie zur Leistungssteuerung in Prototypen der nächsten Generation mit Brennstoffzellen integriert, die als FCHV-3 und FCHV-4 bezeichnet wurden.

Diese späteren Modelle wechselten auf die größere Highlander-Plattform und verwendeten Tanks für hochdruckiges Wasserstoffgas. Der FCHV-4 wurde das erste Fahrzeug mit Brennstoffzelle, das in Japan für Tests auf öffentlichen Straßen zugelassen wurde, was im Dezember 2002 zur begrenzten kommerziellen Einführung des Toyota FCHV in Japan und den Vereinigten Staaten führte.

Anmerkung des Autors: Ich habe beschlossen, über die Elektrofahrzeuge zu schreiben, denen ich auf jeder Tokyo Motor Show begegnet bin, an der ich seit der 35. Ausgabe im Jahr 1995 und jedes folgende Jahr bis zur Pandemie teilgenommen habe. Kommentare oder Rückmeldungen? Schreiben Sie mir per E-Mail an tribstribdino@gmail.com