Elektromotor in Verbindung mit Dreizylinder-Verbrennungsmotoren

Die Reichweite der meisten Elektroautos beträgt nur runde 150 Kilometer. Weiter kommen so genannte Range-Extender-Fahrzeuge wie etwa der Opel Ampera. Auch Volvo forscht in diese Richtung und präsentiert nun drei verschiedene Konzepte. So steigt laut Volvo die Reichweite auf 1.000 Kilometer und mehr – bei CO2-Emissionen unter 50 Gramm pro Kilometer. Die Schweden kombinieren einen Elektromotor mit unterschiedlich starken Dreizylinder-Ottoaggregaten. Die Verbrennungsmotoren können sowohl mit Benzin als auch mit E85-Bioethanol betrieben werden. Zwei Konzepte basieren auf dem Volvo C30 Electric. In beiden Fällen wurde die Größe der Batterieeinheit reduziert, um Platz zu schaffen für den Verbrennungsmotor und den Tank.

Konzept 1: C30 mit seriellem Range Extender
Beim ersten Konzept erhält der C30 Electric einen seriell geschalteten Verbrennungsmotor. Neben dem 111 PS (82 Kilowatt) starken Elektromotor für den Antrieb der Vorderräder hat dieses Auto einen Dreizylinder-Ottomotor mit 60 PS, der aber nicht unter der Motorhaube, sondern hinten unter dem Gepäckraumboden installiert ist. Der Sprit kommt aus einem 40-Liter-Tank. Die vom Verbrennungsmotor zur Verfügung gestellte mechanische Energie wird per Generator in Strom gewandelt und vorrangig für den Antrieb des E-Motors genutzt. Außerdem kann so die Batterie aufgeladen werden. Durch den Range Extender steigt die Reichweite um bis zu 1.000 Kilometer – zusätzlich zu den 110 Kilometern, die durch die Batterie erzielt werden.

Konzept 2: C30 mit parallelem Range Extender
Bei der zweiten Lösung erhält der C30 Electric zusätzlich zu seinem Elektromotor einen Dreizylinder-Turbobenziner mit 190 PS und ein Sechsgang-Automatikgetriebe. Motor und Getriebe finden wiederum unter dem Gepäckraumboden Platz. Hinzu kommt wieder ein 40-Liter-Tank. Der Unterschied zu Konzept 1 ist die parallele Schaltung: Der Elektromotor treibt wie beim Konzept 1 die Vorderräder an. Parallel dazu können aber auch die Hinterräder angetrieben werden – dafür sorgt der Benzinmotor. Insgesamt werden drei Modi unterschieden. Im Standardmodus treibt der Elektromotor die Vorderräder an. Ist die Batterie leer, springt der Verbrenner an und treibt über die Automatik direkt die Hinterräder an. Aber auch wenn die Batterie noch nicht leer ist, kann der Verbrenner genutzt werden, um via Generator Strom für die Batterie zu liefern. Im City-Modus lädt der Verbrenner die Batterie auf, während der Antrieb nur über den Elektromotor erfolgt. Im Sportmodus schließlich arbeiten Verbrenner und Elektromotor zusammen, wodurch sich ein Allradantrieb ergibt und die maximale Leistung abgerufen werden kann. Dank der rechnerischen Gesamtleistung der von mehr als 300 PS ist eine Beschleunigung von null auf 100 km/h in weniger als sechs Sekunden möglich. Die Reichweite wird ebenfalls um mehr als 1.000 Kilometer erhöht – zusätzlich zu den 75 Kilometern Batterie-Reichweite.

Konzept 3: V60 mit parallelem Range Extender
Bei der dritten Lösung auf Basis des V60 ist das komplette Antriebssystem vorn unter der Motorhaube platziert. Der 111 PS starke Elektromotor wird wiederum ergänzt durch einen 190 PS starken Dreizylinder-Turbobenziner. Hinzu kommen eine Zwei-Stufen-Automatik, ein Generator und ein 45-Liter-Tank.

Zwei Modi
Hier werden zwei Betriebsarten unterschieden. Im Standardmodus sorgt der Elektromotor mit Batteriestrom für den Antrieb. Ist die Batterie leer, werden zwei Fälle unterschieden. Bis zu einer Geschwindigkeit von 50 km/h lädt der Ottomotor nebenher die Batterie, darüber treibt er über die Automatik direkt die Räder an – hier sind es die Vorderräder. Im Sportmodus arbeiten Elektro- und Verbrennungsmotor zusammen und sorgen für maximale Power; einen Allradantrieb gibt es hier nicht. Die Batterie ist unter dem Ladeboden des Gepäckraums platziert und ermöglicht im reinen Elektrobetrieb eine Reichweite von 50 Kilometern. Auch bei diesem Konzept steigt die Reichweite dank des Range Extenders auf mehr als 1.000 Kilometer.

Erprobung ab Anfang 2012
Mit den drei Konzepten sollen die verschiedenen Möglichkeiten von Range Extendern erprobt werden. Wie schon beim C30 Electric und beim V60 Plug-in-Hybrid geht es darum, Fahrzeuge mit möglichst niedrigen CO2-Emissionen zu entwickeln. Die ersten Tests mit den Konzepten sind für das erste Quartal 2012 geplant.

Range Extender von Volvo