Typen und Merkmale von Hybridfahrzeugen

Die Hersteller von Hybridautos positionieren ihre Produkte als ein gewisses Gleichgewicht zwischen Effizienz und Leistung. Es ist eine Art Zwischenklasse zwischen sauberen Elektrofahrzeugen und Autos mit Verbrennungsmotor, die die Nachteile beider ausgleichen soll. Beim Benzindiesel sind dies die Schadstoffemissionen, beim Elektroauto eine relativ geringe Leistungsreserve und die Zeit, die zum Aufladen der Batterien benötigt wird. Es gibt verschiedene Arten von Hybridfahrzeugen, jedes mit seinen eigenen Vor- und Nachteilen. Versuchen wir, sie herauszufinden.

Geschichte der Hybridautos

Obwohl viele den Toyota Prius für das erste Hybridfahrzeug halten, ist er eigentlich nur das erste Hybridfahrzeug für den Massenmarkt. Erfolgreiche Experimente zur Entwicklung solcher Autos wurden bereits vor mehr als 100 Jahren durchgeführt. Bereits 1910 schuf der bekannte Autokonstrukteur Ferdinand Porsche zusammen mit den österreichischen Lohner-Werken ein Hybridfahrzeug, das so effizient war, dass eine seiner Versionen sogar an Rennen teilnahm und diese gewann. Seine Konstruktion war den heutigen so ähnlich, dass er sogar einen Startergenerator verwendete.

Eine Großserienproduktion war aufgrund der erheblichen Nachteile dieses HEV nicht möglich. Der erste war sein damals enormes Gewicht. Aufgrund der Unvollkommenheit der damaligen Batterien und Elektromotoren wog ein zweisitziger offener Phaeton mit nur einem Vorderachsantrieb bis zu 1500 kg. Der zweite Grund war der hohe Preis. Der spartanische Lohner-Porsche kostete etwa dreimal so viel wie ein durchschnittliches Auto jener Zeit. Es dauerte fast ein Jahrhundert, bis die Hauptbestandteile eines Hybridautos leichter und billiger wurden, so dass sie in einem Pkw für eine breite Masse von Menschen verwendet werden konnten.

Die ganze Zeit über wurden Hybridtechnologien in anderen Bereichen eingesetzt und weiterentwickelt: im Eisenbahn- und Seeverkehr sowie in schweren Muldenkippern für den Bergbau. Ihr Einsatz war hier jedoch nicht auf wirtschaftliche Vorteile zurückzuführen, sondern auf die Möglichkeit, das Drehmoment mit minimalen Verlusten zu übertragen: Dies war über Drähte einfacher zu bewerkstelligen als über ein Getriebe. Es gab aber auch Hybride, die Hochspannungsbatterien verwendeten, um den Betrieb des Verbrennungsmotors zu minimieren. Die U-Boote achteten aktiv auf die Verringerung der Emissionen in die Atmosphäre - nicht der Umwelt zuliebe, sondern um eine Entdeckung durch den Feind zu vermeiden.

Klassifizierung von Hybridfahrzeugen

Anfänglich wurden Hybridfahrzeuge hauptsächlich nach der Art der Verbindung von Motoren und Batterien mit dem Antrieb in drei Schemata eingeteilt:

1. Seriell. Danach hat der Verbrennungsmotor nur eine mechanische Verbindung mit dem Generator und der elektrische Fahrmotor mit den Antriebsrädern. So sind Diesellokomotiven, Bergbau-Lastwagen und moderne Hybridfahrzeuge für den Personenverkehr, zum Beispiel der Chevrolet Volt der ersten Generationen, aufgebaut.

2. Parallel. Beide Motorentypen sind mechanisch mit dem Differential verbunden, so dass sie zusammen oder getrennt arbeiten können. Diese Anordnung ermöglicht die Verwendung eines Schaltgetriebes. Sie wird in Honda-Fahrzeugen verwendet.

3. Seriell-parallel oder synergetischer Antrieb. Bei dieser Antriebsart sind der Startergenerator und der Elektromotor über ein Planetengetriebe miteinander und mit den Rädern verbunden. Dadurch lässt sich das Leistungsverhältnis zwischen den beiden Motoren ändern. Er wird in Toyota-Fahrzeugen wie dem Prius eingesetzt.

In letzter Zeit werden solche Autos jedoch häufiger nach der Art des Hybridsystems, der Lademethode und dem Zusammenspiel von Verbrennungsmotor, Elektromotor und Hochspannungsbatterie klassifiziert. Dies ist weniger ein Marketing-Trick als vielmehr eine Möglichkeit für den künftigen Käufer, ein Fahrzeug auszuwählen, das seinen Bedürfnissen entspricht. Die Klassifizierung selbst sieht also folgendermaßen aus

HEV (Hybrid-Elektrofahrzeug)

So heißt das klassische Schema, das in den ersten Serien-Hybriden, wie dem Toyota Prius, verwendet wurde. Die Batterien dieser Autos können nur entweder durch einen herkömmlichen Motor oder durch Energierückgewinnung beim Bremsen aufgeladen werden. Eine externe Aufladung über ein Kabel ist nicht vorgesehen. Die Batteriekapazität ist gering, ebenso wie die Reichweite, die ein HEV allein mit elektrischem Strom zurücklegen kann.

Dazu gehören auch FHEV (Full Hybrid Electric Vehicle). Das Funktionsprinzip eines Vollhybridfahrzeugs ähnelt dem eines unvollständigen Hybridfahrzeugs, aber in einigen Fällen haben diese Fahrzeuge eine etwas größere Batterie und damit eine Reichweite, die nur mit Strom erzielt werden kann. Und in manchen Fällen ist es nur eine nette Wortschöpfung, um zu betonen, dass es sich um einen echten Hybrid mit vollem Funktionsumfang handelt.

PHEV (Plug-In Hybrid Electric Vehicle)

«Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug» – ist ein echter Vermittler zwischen Elektroautos und Hybriden. Es kann an einer Steckdose aufgeladen werden, entweder zu Hause oder an einer Tankstelle, und kann ausschließlich mit elektrischem Antrieb fahren. Moderne PHEVs haben eine ziemlich beeindruckende Reichweite, manchmal bis zu 90-100 km, und eine größere Hochspannungsbatterie als HEVs. Sie können auch auf andere Weise aufgeladen werden, einschließlich Rekuperation.

Die Hersteller solcher Fahrzeuge geben bei der Angabe ihrer Eigenschaften in der Regel einen sehr niedrigen Kraftstoffverbrauch an (oft um die 2 l/100 km), was sicherlich eine Lüge ist. Beim Fahren auf der Autobahn ist der Verbrauch von PHEVs praktisch nicht von dem anderer Hybridfahrzeuge zu unterscheiden. Wenn Sie mit einem solchen Auto nur von einer Steckdose zur nächsten fahren, können Sie sogar einen Nullverbrauch an Kohlenwasserstoffen erreichen.

MHEV (Mildes Hybrid-Elektrofahrzeug)

«Mild-Hybrid» ist ein Auto, das auf der Grundlage eines herkömmlichen Autos mit Verbrennungsmotor mit minimalen Änderungen entwickelt wurde. Der einzige Unterschied ist das Vorhandensein einer sehr kleinen Hochspannungsbatterie, die einen Anlasser/Generator antreibt, der über einen Antriebsriemen mit der Riemenscheibe eines Benzin- oder Dieselmotors verbunden ist. Dieser Elektromotor hilft nur beim Beschleunigen und startet den warmgelaufenen Verbrennungsmotor (für den Kaltstart ist ein klassischer Anlasser vorgesehen).

Es gibt keine elektrischen Antriebsmöglichkeiten und auch keine externe Aufladung oder Rekuperation. Der Startergenerator lädt die Hochvoltbatterie nur dann auf, wenn der konventionelle Motor läuft. Sie sind in der Regel an ein eigenes Netz angeschlossen, meist mit einer Spannung von 48 V. Daneben können weitere leistungsstarke Verbraucher angeschlossen werden: die Klimaanlage, Brems- und/oder Lenkungsverstärker.

Dies sind die wichtigsten Arten von Hybridautos heute. Es gibt auch EREVs (Extended Range Electric Vehicle), Elektrofahrzeuge mit kleinen Hilfsverbrennungsmotoren, die ausschließlich zum Aufladen der Batterien dienen, oder FCEVs (Fuel Cell Electric Vehicle), bei denen es sich um Brennstoffzellenfahrzeuge, meist mit Wasserstoff, handelt, die aber kaum als Hybride bezeichnet werden können.

Sie sehen also, dass Hybride anders sind. Das bedeutet nicht nur unterschiedliche Eigenschaften, sondern leider auch unterschiedliche Fehlfunktionen. Aber alle Arten von Hybridfahrzeugen und ihre Störungen können von den Spezialisten von STS.Parts behandelt werden, die über langjährige Erfahrung und die notwendige Ausrüstung verfügen, um sowohl Hybrid- und Elektrofahrzeuge als auch alle anderen Arten von Fahrzeugen zu warten.