Ist das noch ein E-Lkw? Neuer Diesel-Range-Extender bringt 800 km Reichweite
Elektro-Lkw sollten den Diesel verdrängen: Der Stuttgarter Zulieferer Mahle baut ihn stattdessen mit ein. Der neue Range Extender ersetzt ein Drittel der Batterie, spart 600 kg und verdoppelt die Reichweite auf über 800 km. Aber: Ist das noch ein BEV?
Wo sonst Batteriemodule sitzen: Mahles Range-Extender-Einheit (rechts) ersetzt rund ein Drittel der Akku-Kapazität eines E-Trucks – und soll die Reichweite auf über 800 km verdoppeln.
Foto: Mahle
Lange Ladezeiten, schwere Batterien, zu kurze Reichweiten: Im Straßengüterverkehr dominiert nach wie vor der Dieselmotor. Ja, batterieelektrische Fernverkehrs-Lkw holen langsam auf. So schafft der eActros 600 von Mercedes-Benz laut Daimler Truck bis zu 500 km ohne Zwischenladen. Doch voll beladen und abseits der bislang seltenen Megawatt-Ladepunkte bleibt die Reichweite für viele Speditionen das entscheidende Hindernis beim Umstieg.
Der Stuttgarter Zulieferer Mahle hat auf seinem Tech Day diese Woche eine technische Lösung für das Problem vorgestellt, die gewissermaßen die Spielregeln ändert: ein Dieselmotor im Elektro-Lkw. Mit dem Range-Extender-System, das im September auf der IAA Transportation in Hannover seine Weltpremiere feiert, soll der E-Truck unabhängiger von der Ladesäule werden. Wie genau funktioniert das, und beschleunigt es die Elektrifizierung des Schwerlastverkehrs, oder bremst es sie eher?
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Das Problem: Batterien im Tonnenformat
Ein vollbeladener Sattelzug wiegt 40 t, entsprechend groß fallen die Batterien aus, die ihn elektrisch bewegen sollen. Der eActros 600 etwa trägt Akkupakete mit 621 kWh Kapazität, mehr als das Sechsfache selbst eines großen Elektroautos. Damit kommt er laut Daimler Truck bis zu 500 km weit. Der MAN eTGX schafft mit optionaler Zusatzbatterie bis zu 740 km, Volvo hat für seinen FH Aero Electric bis zu 700 km angekündigt. Jede zusätzliche kWh erhöht allerdings den Kaufpreis, und ihr Gewicht reduziert die verfügbare Nutzlast des Lkw.
Das zweite Problem: Um einen solchen Akku in der gesetzlich auf 45 Minuten festgelegten Fahrerpause nachzuladen, braucht es Ladesäulen, deren Leistung im Megawattbereich liegt. Solche MCS-Ladepunkte (Megawatt Charging System) gibt es bislang nur an wenigen Korridoren; die Netzanschlüsse kommen langsamer voran als der politische Wunsch nach elektrifizierten Flotten.
Die Branche arbeitet deshalb parallel an mehreren Auswegen. So hat die TU Berlin im Projekt eHaul demonstriert, dass sich Lkw-Batterien in rund zehn Minuten automatisiert wechseln lassen, mit dem für 2026 angekündigten Nachfolgesystem soll es in unter fünf Minuten möglich sein.
Ein Diesel, der nie die Räder antreibt
Die Mahle GmbH setzt hingegen auf den Range Extender. Anders als beim Hybridantrieb, wo der Verbrenner die Räder direkt antreibt, besteht hier keine mechanische Verbindung zwischen Verbrennungsmotor und Rädern. Stattdessen treibt der Dieselmotor ausschließlich einen Generator an, dessen Strom die Batterie nachlädt. Den Vortrieb übernimmt immer der Elektromotor.
Für den Verbrenner ergibt sich dadurch der Vorteil, dass er weitgehend konstant in seinem effizientesten Drehzahlbereich laufen kann und nicht ständig beschleunigen und abbremsen muss. „Unser Range Extender ist ein intelligentes ‚Notstromaggregat‘, das im richtigen Moment anspringt und die Reichweite entscheidend erhöht“, so Marco Warth, Leiter der Mahle Konzernentwicklung.
Comeback des Range Extenders?
Das Konzept ist beinahe so alt wie das Auto selbst: Schon Ferdinand Porsches Lohner-Porsche nutzte um 1900 Benzinmotoren ausschließlich zur Stromerzeugung. Im Pkw galt der Range Extender lange als überholt, weil die Batterien größer und die Ladezeiten kürzer wurden. Chinesische Hersteller brachten ihn aber wieder aufs Tapet, vor allem, um den hohen Reichweitenanforderungen des chinesischen Marktes gerecht zu werden. Mitte Juli zeigte das Renault-Geely-Joint-Venture Horse Powertrain einen Range Extender für E-Autos, der reines Methanol verbrennt. Auch BMW dachte kurzzeitig über ein Comeback des Range Extenders nach, will sich nun aber auf Batterietechnik und Wasserstoff fokussieren.
Mahle verkauft seine Pkw-Systeme laut einem Bericht der WirtschaftsWoche bislang vor allem in China. Dort kommt der Zulieferer nach eigenen Angaben auf rund 10 % Marktanteil; eine ähnliche Größenordnung strebe das Unternehmen nun bei Lkw an. Für 40-Tonner eignet sich das Konzept womöglich noch eher als für das Auto, denn für den schweren Fernverkehr gibt es noch nicht das dichte Ladenetz, das den Range Extender im E-Pkw-Segment zur Nischenlösung gemacht hat.
Die Box im Batterie-Format
Mahle hat das System als eigenständige Einheit konstruiert, eine Box, die in den üblichen Batterie-Einbauraum eines E-Lkw passt. Hersteller sollen sie damit in bestehende Fahrzeugplattformen integrieren können, ohne diese umzukonstruieren. In der Box stecken:
- ein Hochvoltgenerator mit 110 kW Dauer- und bis zu 130 kW Spitzenleistung. Dank neu entwickelter Ölkühlung erreicht er laut Mahle eine Leistungsdichte von mehr als 7 kW pro Kilogramm
- ein kompakter Dieselmotor, der den Generator antreibt, samt Kraftstoff- und AdBlue-Tank
- die Abgasnachbehandlung
- ein Thermomanagement mit 48 kW Hochtemperatur- und 15 kW Niedertemperatur-Kühlkapazität, das den Betrieb auch unter Volllast stabil halten soll
Den Platz dafür liefert die Batterie selbst, denn das System ersetzt etwa ein Drittel der Akku-Kapazität. Die Rechnung nach Herstellerangaben:
- Gewicht: Rund 400 kg weniger Achslast an der Hinterachse, insgesamt etwa 600 kg weniger Fahrzeuggewicht.
- Kosten: Da die Batterie zu den teuersten Komponenten zählt, werde der Lkw durch den Teilverzicht günstiger, erklärte Mahle auf dem Tech Day.
- Reichweite: Rund 400 km leistet die verkleinerte Batterie, weitere 400 km steuert der Range Extender bei.
Wie gut sind 800 km Reichweite?
Reine Batterie-Lkw stoßen inzwischen selbst in diese Reichweiten-Liga vor; der MAN eTGX erreicht mit der optionalen Zusatzbatterie bis zu 740 km. Der Unterschied liegt im Aufwand. Wer die Reichweite über immer größere Akkus erkauft, nimmt mehr Gewicht und höhere Preise in Kauf, was zudem die Nutzlast senkt. Wer sie über den Extender holt, zahlt mit einem Dieselverbrauch und entsprechenden Emissionen auf einem Teil der Strecke.
Im Range-Extender-Betrieb emittiere das Fahrzeug im realen Einsatz über 80 % weniger CO₂ als ein konventioneller Diesel-Lkw, gibt Mahle an. Werde der biokraftstofffähige Motor mit HVO100 betankt, fahre er nahezu CO₂-frei.
Zweite Premiere: Ein E-Motor ohne Seltene Erden
In fast jedem E-Motor stecken Permanentmagnete aus Neodym oder Dysprosium. Diese Rohstoffe kommen überwiegend aus China, und die Autobranche hat in den vergangenen Jahren erfahren, wie schnell aus dieser Abhängigkeit ein Lieferproblem wird. Mahle bringt deshalb im September eine zweite Neuheit mit nach Hannover: einen Motor für die Antriebsachsen schwerer Lkw, der ohne Permanentmagnete auskommt. Bis zu 3 kg Seltenerdmagnete pro Fahrzeug spare das ein, rechnet das Unternehmen vor.
Der Trick des MCT-Motors (MAHLE Contactless Transmitter): Sein Rotor erzeugt das Magnetfeld elektrisch über stromdurchflossene Spulen. Den Strom dafür bekommt er berührungslos per Induktion, im Prinzip so, wie ein Smartphone kabellos lädt. Schleifkontakte, die in klassischen fremderregten Motoren verschleißen, braucht diese Bauweise nicht.
Die Leistung soll trotzdem mit der herkömmlichen Variante mithalten können. In der Spitze stemmt der Motor laut Hersteller 370 kW und über 900 Nm Drehmoment. Seinen Wirkungsgrad im VECTO-Zyklus, dem Effizienz-Prüfverfahren der EU für Nutzfahrzeuge, beziffert Mahle auf 95 %. Rund 10 % leichter als permanenterregte Maschinen sei er obendrein, bei gleichen Kosten.
Fazit: Beschleuniger oder Bremse?
Für Mahle ist die Sache klar. „Ein E-Truck mit Range Extender fährt weiter!“, wirbt Entwicklungschef Marco Warth, egal ob die Ladesäule besetzt ist oder ganz fehlt.
Die EU-Flottenregulierung rechnet allerdings anders: Ein Lkw mit Dieselmotor an Bord gilt nicht als Null-Emissions-Fahrzeug. Auch der Biokraftstoff HVO100 bleibt unberücksichtigt, weil nur zählt, was am Auspuff austritt. Gas-Lkw kennen dieses Problem bereits.
Mahle-Chef Arnd Franz fordert deshalb, Range Extender bei der anstehenden Überprüfung der CO₂-Regeln als Beschleuniger der Elektrifizierung anzuerkennen. Ob der eingebaute Diesel diese Rolle tatsächlich spielt oder vor allem sich selbst eine Verlängerung verschafft, dürfte sich frühestens im September zeigen, wenn im Nachgang der IAA klar wird, ob und welche Lkw-Hersteller einsteigen.
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