Range Extender: Mehr Reichweite für E-Autos
Range-Extender laden während der Fahrt die E-Auto-Batterie und erhöhen so die Reichweite der Stromer. Doch wie funktioniert das? Hier erfährst du alles Wissenswerte über die Technologie.
Range Extender beseitigen einen der größten Vorbehalte gegenüber der Elektromobilität. Viele Autofahrer stehen Stromern immer noch skeptisch gegenüber. Bei den vermeintlichen Gründen rangiert die sogenannte „Reichweitenangst“ ganz oben, obwohl der Großteil der heutigen Elektroautos uneingeschränkt alltagstauglich ist und unter realen Bedingungen Reichweiten von über 300 Kilometern bieten.
Fahrzeuge mit Range Extender adressieren diese Angst und erhöhen bei Stromern die Reichweite mithilfe eines Verbrennermotors, der während der Fahrt die Akkus lädt, teilweise deutlich.
Das Wichtigste im Überblick
- Akkus werden während der Fahrt geladen, um Reichweite von E-Autos zu erhöhen
- Der Verbrennungsmotor treibt die Räder nie direkt an
- Zu den Stromkosten kommen Treibstoffkosten
- Energieeffizienz schlechter als bei reinem E-Auto
- Höhere Unterhaltskosten als bei normalen Stromern
- Konzept feiert aktuell sein Comeback
Da die rein elektrischen Reichweiten in den vergangenen Jahren aufgrund von Fortschritten auf dem Gebiet der Batterietechnologie beständig stiegen, verloren die Range Extender an Bedeutung.
Seitdem das Wachstum der Zulassungszahlen reiner E-Autos 2024 ins Stocken geraten ist, widmen sich aktuell wieder mehr Hersteller dieser Brückentechnologie, da diese die Reichweitenangst der Kunden lindert und längere Ladestopps obsolet werden lässt.
Wie funktioniert ein Range Extender?
Der Aufbau eines Elektroautos mit Range Extender, kurz E-REV, ähnelt stark dem eines herkömmlichen E-Fahrzeugs. Den Unterschied macht der zusätzliche Verbrennungsmotor, der ausschließlich als Generator dient und bei Bedarf die nötige Antriebsenergie erzeugt.
Er treibt die Räder jedoch nie direkt an, sondern lädt entweder die Batterie oder gibt den Strom unmittelbar an den Elektromotor ab. Da man sich auf längeren Strecken nicht nur auf den im Akku gespeicherten Strom verlassen muss, sind die Batterien meist etwas kleiner als bei normalen E-Autos.
Der Verbrenner springt automatisch an, wenn der Ladestand der Batterie niedrig ist. Für die Steuerung des Systems ist die Software zuständig, der Fahrer selbst muss nicht aktiv werden.
E-Auto oder Hybrid?
Im Grunde handelt es sich bei E-REV um serielle Hybride – mit dem Unterschied, dass die Batterien im Vergleich zu denen von Vollhybriden deutlich größer sind und nicht nur über die Rekuperation oder durch den Generator, sondern auch über ein Kabel extern mit Strom versorgt werden können. Der Hauptunterschied zu Plug-in-Hybriden liegt ebenfalls in der Batteriegröße und der Funktionsweise: Der Range Extender treibt das Fahrzeug nie direkt an.
Mazdas erstes Elektroauto wird schon ab 12.000 Euro angeboten.
Wie umweltfreundlich sind E-Autos mit Range Extender?
Die Verbrennungsmotoren werden bei E-Autos mit Range Extender meist in Drehzahlbereichen betrieben, in denen sie besonders effizient und laufruhig sind. Zudem müssen sie nicht auf Lastwechsel reagieren. In Kombination mit dem deutlich besseren Wirkungsgrad der Elektromotoren, die letztlich den Antrieb übernehmen, führt das gegenüber klassischen Verbrennern zu niedrigeren Verbräuchen und Emissionen. Da die Batterien etwas kleiner als bei den meisten reinen E-Autos ausfallen, können bei der Fahrzeugproduktion die CO₂-Emissionen gesenkt werden.
Wenn man die Umweltbilanz betrachtet, schneiden E-REV aber schlechter ab als reine Elektrofahrzeuge. Im Generatorbetrieb fahren sie lokal nicht emissionsfrei, da der Verbrennungsmotor CO₂ ausstößt. Zudem fallen bei der Förderung des Rohöls, beim Transport und der Weiterverarbeitung des Treibstoffes hohe Emissionen an.
Reine E-Autos sind aus Klima-Sicht bilanziell überlegen. Hauptverantwortlich dafür ist der Wirkungsgrad: Bei einem reinen Elektroantrieb liegt dieser im Schnitt zwischen 70 und 75 Prozent, wenn der Verbrenner bei E-REV als Generator aktiv ist, sind es dagegen eher 35 Prozent.
Welche Hersteller setzen auf diese Technologie?
Aktuell gibt es nur noch einen etablierten Autobauer, der in Europa ein E-Auto mit Range Extender anbietet. 2020 führte Mazda mit dem MX-30 sein erstes E-Auto ein. Zunächst nur in einer rein elektrischen Version, die sich aufgrund ihrer kleinen Batterie und der daraus resultierenden bescheidenen Reichweite von rund 200 Kilometern eher enttäuschend verkaufte.
2023 führte der japanische Hersteller eine Variante mit Range Extender ein, die die ursprüngliche Version Anfang 2025 komplett abgelöst hat und einen Gesamt-Radius von über 600 Kilometern bieten soll. Der Strom in der Batterie reicht nach der WLTP-Norm für 85 Kilometer.
Der Hersteller bewirbt das MX-30 R-EV genannte Modell zwar als „einen Plug-in-Hybrid, der immer elektrisch fährt“. Konzeptuell hat er aber im Grunde deutlich mehr mit einem E-Auto mit Range Extender als mit einem Hybriden mit Stecker gemeinsam.
Vor etwa zwölf Jahren, als die Renaissance der E-Mobilität Fahrt aufnahm, waren Elektroautos mit Range Extender eine gängigere Kompromisslösung. Damals war der Energiegehalt der Lithium-Ionen-Batterien noch deutlich niedriger als bei heutigen E-Autos, was einen eingeschränkten Bewegungsradius bedeutete. Als Generatoren fungierende Verbrennungsmotoren waren ein vielversprechender Lösungsansatz für dieses Problem.
Opel stattete deshalb schon 2011 den Ampera mit einem Range Extender aus. Dieser kleine Verbrennungsmotor diente ausschließlich als Generator und lud während der Fahrt die Batterie, was den Bewegungsradius des Elektro-Pioniers von 83 auf knapp 500 Kilometer erhöhte. Nach dem Aus des ersten Ampera verabschiedete sich Opel 2015 vom Range Extender – der direkte Nachfolger Ampera-e war nur noch als reines E-Auto erhältlich.
BMW ließ sich von dem Konzept inspirieren und stattete 2013 das Elektrostadtauto i3 optional auch mit einem Range Extender aus. Durch den Zweizylinder-Rollermotor stieg die Reichweite von etwa 160 auf im Idealfall über 300 Kilometer. Zum Modelljahr 2019 führte BMW eine deutlich größere 120-Ah-Batterie ein, die auch ohne einen Generator Reichweiten auf diesem Niveau bot. Mit dem Produktionsstopp des i3 REx rangierten die Münchner das Antriebskonzept aus.
Welche Verbrennungsmotoren kommen zum Einsatz?
Der Verbrenner ist beim MX-30 R-REV das technische Highlight. Mazda bestückt den Crossover nämlich mit einem Wankelmotor – auch Kreiskolbenmotor genannt –, einer Motorgattung, die fest in der Markenhistorie verankert ist.
In den späten Sechzigern und frühen Siebzigern galt die Bauart als die nächste disruptive Innovation, doch die Anfangsbegeisterung ließ schnell nach. Zu den größten Nachteilen der Wankelmotoren zählte nicht nur der hohe Verbrauch, sondern auch ein Mangel an Drehmoment. Im Generatorbetrieb fällt die Durchzugsschwäche allerdings nicht ins Gewicht, da der Motor ohnehin immer in einem idealen Drehzahlbereich bewegt wird. Unter diesen Umständen sind die Kreiskolben-Aggregate tendenziell auch deutlich sparsamer.
Wie viel Sprit verbrauchen die Range Extender?
Mazda gibt den Durchschnittsverbrauch des MX-30 R-REV im Mix nach der WLTP-Norm mit einem Liter Super und 18,3 kWh Strom auf hundert Kilometern an.
Wenn die Batterie komplett leer ist und sich der Antrieb komplett auf den Range Extender stützt, sind es dagegen stolze 8,3 Liter. Mazda setzt vor allem auf den Wankel, weil er in Sachen Laufruhe den klassischen Hubkolbenmotoren deutlich überlegen ist und weniger bewegliche Teile gleichzeitig auch die Anfälligkeit senken.
Die Hersteller setzen bei den Range Extendern auf Aggregate mit kleinem Hubraum. BMW hat beim i3 REx beispielsweise einen Roller-Motor mit 650 Kubikzentimetern Hubraum und zwei Zylindern verbaut. Im reinen Range Extender-Betrieb laufen je nach Version 6 oder 6,7 Liter Super durch die Spritleitungen des BMW i3.
Opel setzte beim ersten Ampera auf einen 1,4 Liter großen Vierzylinder-Sauger, der in abgewandelter Form auch im Corsa oder Meriva seinen Dienst verrichtet hat. Wenn der Stromspeicher komplett leer ist, gönnt sich der Range Extender im Generator-Betrieb etwa acht Liter, was nicht gerade als sparsam bezeichnet werden kann. Im Alltag ist dies natürlich selten der Fall und unter idealen Umständen verbraucht der Kompakte mit dem Blitz auf dem Weg zur Arbeit keinen Tropfen Sprit.
Mit Range Extender taugt der BMW i3 auch für längere Strecken.
Brückentechnologie oder Antrieb mit Zukunft?
In den vergangenen Jahren haben Range Extender auf dem Neuwagenmarkt kaum eine Rolle gespielt. In China und den USA, den weltweit größten Automärkten, feiert das Konzept aktuell ein Comeback. Dies könnte ein Vorzeichen für den internationalen und auch hiesigen Markt sein.
Auch wenn Autos mit Reichweitenverlängerer nur einen Bruchteil der Autoverkäufe ausmachen, sind sie im Reich der Mitte durchaus etabliert. Der lokale Hersteller Li Auto hat sich bisher ausschließlich auf E-Autos mit Range Extender spezialisiert – seit der Einführung des ersten Modells 2019 verließen nur E-REVs die Werkshallen. Erst 2025 möchte der Autobauer sein erstes rein elektrisches Fahrzeug auf den Markt bringen.
Der Hyundai-Konzern hat aufgrund der teilweise schwächelnden E-Auto-Verkausfzahlen seine konsequenten Elektrifizierungspläne aufgeweicht und setzt in seiner 2024 vorgestellten Zukunftsstrategie „Hyundai Way“ auch auf E-REV. Diese sollen eine Reichweite von mehr als 900 Kilometer schaffen. Ende 2026 soll die Produktion in China und Nordamerika beginnen.
Volkswagen verfolgt auf dem US-Markt eine ähnliche Strategie. Ursprünglich hatte der Konzern vor, die historische Geländewagen-Marke Scout mit reinen Elektro-Modellen wiederzubeleben. Die geänderten politischen Verhältnisse in den USA und das Misstrauen der eher konservativen Zielgruppe haben die Wolfsburger dazu veranlasst, die Baureihen Traveler und Terra ab 2027 zumindest optional mit Range Extendern anzubieten.
Dass E-REV den reinen Elektroautos das Wasser abgraben, ist auf lange Sicht aber ziemlich unwahrscheinlich. Steigende Reichweiten und schnellere Ladezeiten dank immer besserer Batterien dürften die Brückentechnologie in den kommenden Jahren obsolet machen.
