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Die Technik auf einen Blick


  • Der KEMREX Range Extender eignet sich perfekt für Kreiskolbenmotoren (KKM)
  • Battery Right-Sizing: KEMREX ist fünfmal kleiner und zweimal günstiger als eine Zusatzbatterie
  • E-Fuel als Alternative für 100 Prozent CO₂-Neutralität
  • Wasserstoff-Brennstoffzellen als Perspektive für die Zukunft

Perfekt für Kreiskolbenmotoren


Der KEMREX Range Extender ist ein Stromerzeugungs-Aggregat und besteht aus den Komponenten Dieselmotor, Generator sowie der erforderlichen Steuerung und Leistungselektronik. Das KEMREX-Aggregat erzeugt Strom, der in das Batteriesystem eingespeist wird. Der Dieselmotor ist nicht mit dem Antriebssystem im Fahrzeug mechanisch verbunden und treibt nur den Generator zwecks Stromerzeugung an. Der Motor läuft daher stets mit konstanter Drehzahl am Optimalpunkt mit höchstem Wirkungsgrad, und das bei minimiertem Verbrauch und optimiertem Abgas-Ausstoß.

Was ist Battery Right-Sizing?


Zum KEMREX Range Extender kommt "Battery Right-Sizing" dazu. Dadurch erübrigt es sich, ständig größere Batterien einbauen zu lassen. Im PKW-Bereich wird "Battery Right-Sizing" bereits bei etablierten OEMs (Original Equipment Manufacturers) wie beispielsweise für Mazda angewendet.

Nach dem Prinzip "Battery Right-Sizing" gibt es eine optimale Batteriegröße für jeden Fahrzeugtyp. Die Batterie über diese optimale Kapazität hinaus zu vergrößern macht keinen Sinn, da die Nachteile des zusätzlichen Gewichts und Platzverbrauchs den Zusatznutzen der höheren Reichweite wieder zunichte machen würden.

Technologie

Wenn die optimale Batteriekapazität nicht allein für ausreichend Reichweite sorgt, muss eine weitere Energiequelle „on board“ sein. Denn Ladezeiten unterwegs sind bei LKWs verlorene Einsatzzeit. Nur mit einer mobilen Energiequelle wie KEMREX kann ein Elektrofahrzeug ein Dieselfahrzeug ersetzen.

Für ein Verteilfahrzeug von 12 Tonnen liegt die optimale Batteriegröße mit der heutigen Zellentechnologie bei 120 bis 140 kWh. Für eine typische Tagestour benötigt das Fahrzeug jedoch fast das Doppelte an Energie. Hier liefert der Range Extender die entscheidende Lösung.

Range Extender vs. Zusatzbatterie
Die für die notwendige Reichweite notwendige Zusatzenergie kann von einem Range Extender oder einer Zusatzbatterie kommen. Das KEMREX-Aggregat ist hier im Vorteil: Es kostet weniger, wiegt weniger und benötigt weniger Platz als eine zusätzliche Batterie. Der Unterschied ist erheblich: Bei 120 bis 160 kWh Energiebedarf spart das KEMREX fast die Hälfte der ca. 75.000 Euro Kosten und über 75 Prozent des ca. 1150 Kg Gewichts, die eine Zusatzbatterie verursachen würde. Selbst wenn die Batterie sich in puncto Energiedichte die nächsten 10 Jahre enorm entwickeln sollte, büßt das KEMREX nur einen Teil seiner Vorteile ein und bleibt die bessere Option.
Dieselmotor vs. Wasserstoff-Brennstoffzelle
Hinsichtlich der Energiedichte ist Diesel Spitzenreiter unter der Brennstoff-Alternativen: Er verfügt über eine hundertmal höhere Energiedichte als eine Li-Ion Batterie und über eine fünfmal höhere Energiedichte als Wasserstoff. Das gilt auch dann, wenn der Wasserstoff unter 700 bar Druck gehalten wird. Die beste Option für den Verbrennungsmotor ist daher – vielleicht überraschenderweise – der Dieselmotor. Zu einem späteren Zeitpunkt könnte das KEMREX alternativ auch mit einer Wasserstoff-Brennstoffzelle bestückt werden. Hier sind jedoch noch viele Fragen hinsichtlich der Produktion, der Lagerung und der Betankung nicht geklärt. Im jetzigen Planungszeitraum hat die Brennstoffzelle darum noch keine Priorität.
Kreiskolbenmotor vs. Hubkolbenmotor
Im E-Konzept von Knapp kommt statt eines herkömmlichen Hubkolbenmotors (HKM) ein Kreiskolbenmotor (KKM) zum Einsatz. Das ist eine wichtige Innovation: Im Gegensatz zur Anwendung als Antriebsmotor im Fahrzeug, wo der HKM der KKM bereits vollständig verdrängt hat, eignet sich das Anwendungsszenario mobile Stromerzeugung ideal für den Kreiskolbenmotor: Zum einen benötigt der Stromgenerator stets konstante Drehzahlen. Zum anderen bestehen die Vorteile des Kreiskolbenmotors im signifikanten kleineren Gewicht bzw. Platzbedarf sowie in der besseren Laufruhe. Die aktuellen Versuchsfahrzeuge sind mit einem Hubkolben-Dieselmotor bzw. einem mit Benzin betriebenen KKM ausgestattet. Parallel dazu wird der Kreiskolbenmotor in einer Diesel-Variante entwickelt.

Emissionsfreiheit mit KEMREX


Wenn der Range Extender einen Diesel-Verbrennungsmotor beinhaltet, fährt der LKW natürlich nicht komplett CO₂-neutral. Der E-LKW von Knapp e-solutions kann das herkömmliche dieselgetriebene Fahrzeug jedoch effizient und CO₂-sparend ersetzen. Berücksichtigt man den im KEMREX-Aggregat verbrauchten Kraftstoff, werden gemäß der bisherigen Testergebnisse zwischen 80 und 90 Prozent CO₂ eingespart. Im Vergleich dazu kann ein reines batterie-elektrisches Fahrzeug die geforderten Routenlängen oft gar nicht abdecken. Die Folge: Es wird nicht eingesetzt und spart deshalb gar kein CO₂ ein.

Selbst wenn die Reichweiten, die vollständig batterie-betriebene Fahrzeuge abdecken können, Jahr für Jahr steigen, werden immer noch zahlreiche Routen und zusätzliche Anwendungen übrig bleiben, bei denen der KEMREX Range Extender die Fahrt erst möglich macht. E-LKWs mit einem Emissions-Einsparpotential von 80 bis 90 Prozent sind mit unserem Konzept bereits heute machbar.