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

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

Kurze Zusammenfassung:

Es gibt vier Haupttypen von Hybridautos.

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

Serielle Hybride: Effizient bei konstanter Geschwindigkeit, benötigen aber große Batterien und sind bei Personenkraftwagen weniger verbreitet.

Plug-In-Hybride: Fahren auf kurzen Strecken mit Strom und senken so die Kraftstoffkosten, müssen jedoch häufig aufgeladen werden und sind mit hohen Anschaffungskosten verbunden.

Mildhybride: Kostengünstig, leicht zu integrieren, aber vernachlässigbare Kraftstoffeinsparung.

Was ist ein Hybridauto?

Hybridfahrzeuge erfreuen sich aufgrund ihres niedrigen Kraftstoffverbrauchs und der geringeren Emissionen bei Autokäufern großer Beliebtheit. Der Toyota Prius war zwar nicht der erste Hybrid, ebnete aber mit seinem Parallelhybridsystem mit zwei Motoren den Weg für seinen kommerziellen Erfolg.

Aber wie funktionieren die verschiedenen Arten von Hybridautos und was unterscheidet sie?

Parallelhybriden

Parallelhybridsysteme nutzen sowohl einen Benzinmotor als auch einen Elektromotor zum Antrieb der Räder, die entweder zusammen oder getrennt voneinander arbeiten. Toyota führte dieses System 1997 erstmals im Prius in Japan ein. Dabei waren zwei Elektromotoren zwischen dem Benzinmotor und den Vorderrädern platziert und nutzten einen Akku mit geringer Kapazität (0,8–1,4 kWh).

Das System verfügt über eine Leistungsverzweigung, die beide Quellen kombiniert, um das Drehmoment ausschließlich auf die Räder zu übertragen. Bei niedrigen Geschwindigkeiten oder geringer Last kann das Fahrzeug rein elektrisch fahren, während der Benzinmotor zuschaltet, wenn mehr Leistung benötigt wird.

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

Die höchste Effizienz wird im Stadtverkehr erreicht, wo das Fahrzeug häufig anhält und wieder anfährt. Das Planetengetriebe ersetzt das herkömmliche Getriebe und ermöglicht eine stufenlose Anpassung der Übersetzung, wodurch die Nutzung der elektrischen Energie optimiert und der Kraftstoffverbrauch gesenkt wird.

Serienhybride

Im Gegensatz zu Parallelhybriden sind serielle Hybride einfacher aufgebaut. Der Benzinmotor wird lediglich zum Betrieb eines Generators verwendet, der die Batterie auflädt, während die Räder ausschließlich vom Elektromotor angetrieben werden. Diese Konfiguration ähnelt einer dieselelektrischen Lokomotive und arbeitet bei konstanter Geschwindigkeit am effizientesten.

Allerdings benötigen serielle Hybride aufgrund der stark schwankenden Leistungsnachfrage während der Fahrt größere Batteriepakete. In den USA nutzen einige Modelle wie der BMW i3 REx, der Fisker Karma oder der kommende Ram 1500 Ramcharger dieses System, die Zahl ist jedoch nicht groß.

Plug-In-Hybride (PHEVs)

Ein Plug-in-Hybridfahrzeug (PHEV) ist eine Weiterentwicklung eines Parallelhybriden mit einer größeren Batterie, die über das Stromnetz aufgeladen werden kann. Dadurch kann das Fahrzeug eine bestimmte Strecke (zwischen 11 und 82 km gemäß EPA 2024) rein elektrisch fahren. Der Chevrolet Volt (2011–2018) war der Pionier und ermöglichte vielen Nutzern, täglich rein elektrisch zu fahren.

PHEVs wie der Toyota Prius Prime, der RAV4 Prime sowie Modelle von Hyundai, Kia und Jeep 4xe sind alle mit Parallelhybridsystemen ausgestattet. Ohne regelmäßiges Laden funktionieren diese Modelle jedoch wie herkömmliche Hybride, sind aber schwerer und teurer.

Mildhybriden

Mildhybride verwenden einen Elektromotor, dessen Leistung nicht ausreicht, um das Fahrzeug allein anzutreiben. Er befindet sich normalerweise zwischen Motor und Getriebe oder ist in das Anlassersystem integriert.

Das System verwendet eine kleine Batterie, um Energie aus regenerativem Bremsen oder überschüssiger Motorleistung zu speichern, was die Beschleunigung unterstützt und Kraftstoff spart, allerdings mit geringerer Effizienz als ein Vollhybrid.

Mildhybridsysteme arbeiten typischerweise mit 48 V und bieten eine bessere Leistung als herkömmliche 12-V-Systeme, sind jedoch 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