Hybridfahrzeuge: Funktionsprinzipien, Aufbau sowie Vor- und Nachteile, die Sie kennen sollten

Es gibt vier Haupttypen von Hybridfahrzeugen: Parallel-, Serien-, Plug-in- (PHEV) und Mildhybride. Jeder Typ hat seine eigenen Vor- und Nachteile und eignet sich für unterschiedliche Bedürfnisse.

Kurzzusammenfassung:

Es gibt vier Haupttypen von Hybridautos.

Parallelhybride: Optimaler Kraftstoffverbrauch im Stadtverkehr, sanftes Schalten, aber reduzierte Leistung bei hohen Geschwindigkeiten.

Serielle Hybride: Effizient bei gleichbleibenden Geschwindigkeiten, benötigen aber große Batterien und sind bei Pkw weniger verbreitet.

Plug-In-Hybride: Fahren über kurze Strecken rein elektrisch, wodurch die Kraftstoffkosten gesenkt werden, erfordern jedoch häufiges Aufladen und haben hohe Anschaffungskosten.

Mildhybride: Kostengünstig, einfach zu integrieren, aber die Kraftstoffersparnis ist vernachlässigbar.

Was ist ein Hybridauto?

Hybridfahrzeuge erfreuen sich aufgrund ihres geringen Kraftstoffverbrauchs und der reduzierten Emissionen großer Beliebtheit bei Autokäufern. Der Toyota Prius war zwar nicht der erste Hybrid, ebnete aber den Weg für seinen kommerziellen Erfolg, indem er das Parallelhybridsystem mit zwei Motoren einführte.

Doch wie funktionieren die verschiedenen Arten von Hybridautos und wodurch unterscheiden sie sich?

Parallelhybride

Parallelhybridsysteme nutzen sowohl einen Benzinmotor als auch einen Elektromotor zum Antrieb der Räder, die gleichzeitig oder unabhängig voneinander arbeiten können. Toyota führte dieses System erstmals 1997 im Prius in Japan ein. Dabei sind zwei Elektromotoren zwischen dem Benzinmotor und den Vorderrädern platziert und werden von einem Akku mit geringer Kapazität (0,8–1,4 kWh) gespeist.

Das System verfügt über eine „Leistungsverteilungsfunktion“, die beide Antriebsquellen kombiniert, um das Drehmoment ausschließlich an die Räder zu leiten. Bei niedrigen Geschwindigkeiten oder geringer Last kann das Fahrzeug rein elektrisch fahren, während sich der Benzinmotor bei höherem Leistungsbedarf zuschaltet.

Das regenerative Bremssystem gewinnt bis zu 30 % der Energie zurück, was zu einem beeindruckend niedrigen Kraftstoffverbrauch von 17–23 km/l beim Toyota Prius oder Corolla Hybrid führt.

Die höchste Effizienz wird im Stadtverkehr erreicht, wo das Fahrzeug häufig anhält und wieder anfährt. Das Planetengetriebe ersetzt ein herkömmliches Schaltgetriebe und ermöglicht die stufenlose Anpassung des Übersetzungsverhältnisses, wodurch die Nutzung elektrischer Energie optimiert und der Kraftstoffverbrauch gesenkt wird.

Serienhybride

Im Gegensatz zu Parallelhybriden sind serielle Hybridsysteme einfacher aufgebaut. Der Benzinmotor treibt lediglich den Generator an, der die Batterie lädt, während die Räder ausschließlich vom Elektromotor angetrieben werden. Diese Konfiguration, ähnlich einer dieselelektrischen Lokomotive, arbeitet am effizientesten bei konstanter Geschwindigkeit.

Serielle Hybridfahrzeuge benötigen jedoch aufgrund des stark schwankenden Energiebedarfs während der Fahrt Batterien mit größerer Kapazität. In den USA nutzen einige Modelle wie der BMW i3 REx, der Fisker Karma oder der kommende Ram 1500 Ramcharger dieses System, allerdings ist die Anzahl gering.

Plug-in-Hybride (PHEVs)

Ein Plug-in-Hybridfahrzeug (PHEV) ist eine Weiterentwicklung des Parallelhybrids mit einer größeren Batterie, die an der Bordnetzleitung geladen werden kann. Dadurch kann das Fahrzeug eine bestimmte Strecke rein elektrisch zurücklegen (zwischen 11 und 82 km laut EPA 2024). Der Chevrolet Volt (2011–2018) war der Vorreiter und ermöglichte es vielen Nutzern, täglich rein elektrisch unterwegs zu sein.

Plug-in-Hybride wie der Toyota Prius Prime, der RAV4 Prime und Modelle von Hyundai, Kia und Jeep 4xe sind alle mit Parallelhybridsystemen ausgestattet. Ohne regelmäßiges Laden verhalten sich diese Modelle jedoch wie herkömmliche Hybride, sind aber schwerer und teurer.

Milde Hybride

Mildhybride verwenden einen Elektromotor, der nicht stark genug ist, um das Fahrzeug allein anzutreiben. Dieser befindet sich üblicherweise zwischen Motor und Getriebe oder ist in das Anlassersystem integriert.

Das System nutzt eine kleine Batterie, um Energie aus der Bremsenergierückgewinnung oder überschüssiger Motorleistung zu speichern, was beim Beschleunigen hilft und Kraftstoff spart, allerdings mit geringerer Effizienz als bei einem Vollhybrid.

Mild-Hybrid-Systeme arbeiten typischerweise mit 48 V und bieten eine bessere Leistung als herkömmliche 12-V-Systeme, sind aber kostengünstiger als Vollhybride (280–400 V).

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Quelle: https://baonghean.vn/cac-loai-xe-hybrid-nguyen-ly-van-hanh-cau-tao-va-uu-nhuoc-diem-can-biet-10304494.html