Neue Range Extender-Technik - Mehr Reichweite für Elektroautos

Stuttgart – Acht Jahre haben die Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Stuttgart an dem neuen Antriebskonzept gearbeitet. Hinter der sperrigen Bezeichnung Freikolbenlineargenerator (FKLG) verbirgt sich ein Verbrennungsmotor, der direkt Strom für den Elektromotor liefert.

Im Gegensatz zu bisherigen Range Extender-Konzepten kann er unterschiedliche Kraftstoffe nutzen: Benzin, Diesel, Ethanol, Erdgas oder sogar Wasserstoff.

Arbeit am Prototyp beginnt

Die Technik dahinter ist seit langem bekannt. Aber erst den Stuttgarter Wissenschaftlern gelang es zu beweisen, dass das Konzept alltagstauglich sein kann - wenn auch vorerst nur auf dem Prüfstand. Dauern wird es deshalb noch, erklärt Frank Rinderknecht, einer der Entwickler: „Wir haben bewiesen, dass unser Konzept funktioniert, jetzt beginnen wir mit der Arbeit an einem Prototyp.“

Der des DLR besteht aus Verbrennungsteil, Lineargenerator und Gasfeder. Letztere brachte den entscheidenden Durchbruch und einen stabilen Betrieb des Systems.

DIe Stuttgarter Wissenschaftler sind die ersten, denen es gelungen ist, einen solchen Motor erfolgreich in Betrieb zu nehmen. Bis zur Serienreife werden aber noch Jahre vergehen. Quelle: DLR

Kraftstoff rein, Strom raus

„Einfach gesagt, haben wir eine Maschine entwickelt, bei der man oben Treibstoff hineinschüttet, und unten Elektrizität herauskommt“, erläutert Rinderknecht. Anders als beim konventionellen Verbrennungsmotor wird die Bewegung der Kolben nicht erst in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgewandelt. Stattdessen erzeugt der Motor über einen integrierten Lineargenerator direkt Strom.

Mit dem neuen System könnte es möglich werden, Elektrofahrzeuge mit einer wesentlich kleineren Batterie als heute auszurüsten. Ist die elektrische Energie aufgebraucht, übernimmt der Freikolbenlineargenerator die Energieversorgung.

Der Verbrennungsvorgang läuft wie in einem konventionellen Motor ab, allerdings schiebt die Zündung die Kolben in Richtung Gasfeder. Sie bremst die Kolben ab und drückt sie zurück. Der Lineargenerator wandelt die Bewegungsenergie der Kolben in Strom um, versorgt so den Elektromotor oder lädt die Energiespeicher auf.

Weniger Teile, mehr Flexibilität

Bei der neuartigen Technik lassen sich das Verdichtungsverhältnis, die Kolbengeschwindigkeit und auch der Hubraum flexibel einstellen. Das ermöglicht den Einsatz unterschiedlicher Treibstoffe. Zugleich besitzt der Motor weniger Bauteile als konventionelle Verbrennungsmotoren, kommt zum Beispiel ohne Nocken- und Kurbelwelle aus. Das ermöglicht eine flache Bauweise.

In den kommenden Jahren stehen die DLR-Wissenschaftler vor der Aufgabe, das Gewicht und die Abmessungen des neuen Antriebs so zu optimieren, dass ein oder mehrere Aggregate im Unterboden eines Fahrzeugs Platz finden. Die Forscher errechnen für ihr System eine theoretische Reichweite von 600 Kilometern ohne zusätzliches Gewicht.

Quelle: SpotPress