Elektromobilität

Hybrid: Prinzip, Funktionsweise und Vorteile eines Voll-Hybriden

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Ein Land Rover Discovery Sport Plug-in Hybrid
  • Arne Roller
    vonArne Roller
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Hybridfahrzeuge nutzen zwei sowohl elektro- als auch Verbrennungsmotoren. Sie stellen eine umweltfreundliche Alternative zu Autos mit einem einfachen Verbrennungsmotor dar. Wir zeigen, warum der Hybridantrieb so effizient ist und wie er genau funktioniert.

  • Die Funktion der Hybridtechnik ist keine neue Erfindung
  • Es existieren viele verschiedene Antriebsarten bei Hybriden
  • Hybridfahrzeuge haben viele Vorteile

Die Geschichte des Hybridfahrzeugs reicht bis zum Ende des 19. Jahrhunderts zurück. 1902 entwickelte Ferdinand Porsche eines der ersten Hybridfahrzeuge. Schon damals funktionierten die Fahrzeuge nach demselben Prinzip wie heutige serielle Hybride: Ein Benzinmotor treibt einen Generator an, der Bewergung in elektrische Energie umwandelt und diese zu einer Leistungselektronik leitet. Von dort aus geht ein Teil des Stroms zum Elektromotor, der für den Antrieb sorgt. Überschüssige Energie gelangt in einen Akku. Neben seriellen Hybriden und Voll-Hybriden bzw. Full-Hybriden gibt es außerdem Parallel- und Mischhybride. Bei Parallelhybriden sind sowohl E- als auch Verbrennungsmotor direkt mit dem Antrieb verbunden. Das Auto kann also gleichzeitig durch zwei Motoren angetrieben werden. Während der Fahrt und beim Bremsen lädt sich der Akku auf, der dazu genutzt werden kann, um das Fahrzeug rein elektrisch in Bewegung zu setzen. Die Misch- bzw. leistungsverzweigenden Hybride verwenden die serielle und parallele Technik. Zuletzt sei noch erwähnt, dass Hybride nicht zwangsläufig aus Verbrennungs- und Elektromotoren bestehen. Es gibt auch Brennstoffzellenfahrzeuge, bei denen die elektrische Energie mithilfe von Wasserstoff umgewandelt wird.

Hybrid: Unterschiede und Vergleich zwischen Mikro-, Mild- und Voll-Hybriden

Hybride unterscheiden sich nicht nur hinsichtlich der Antriebsart, sondern auch in Bezug auf den Hybridisierungsgrad. Es gibt:

  • Micro-Hybride
  • Mild-Hybride
  • Voll- bzw. Full-Hybride.

Micro-Hybride verfügen lediglich über eine Start-Stopp-Automatik und eine Bremsenergierückgewinnung. Es wird also keine elektrische Energie für den Antrieb des Fahrzeuges genutzt. Bei Mild-Hybriden hat der Elektromotor nur eine unterstützende Funktion. Er ermöglicht schnelles Anfahren und sorgt für eine bessere Beschleunigung. Nur Full-Hybride können rein elektrisch fahren. Die Batterien werden mithilfe des Verbrennungsmotors und durch Rekuperation geladen, also durch die Rückgewinnung der Bremsenergie. Bei Plug-in-Hybriden lässt sich der Akku durch den Aufbau – wie der Name schon andeutet – auch per Kabel über das Stromnetz aufladen. Der Toyota Prius ist einer der bekannteren Voll-Hybriden, der als Plug-in-Variante erhältlich ist. Er wird in Japan schon seit 1997 serienmäßig hergestellt. Moderne Varianten des Fahrzeuges haben mit reinem E-Antrieb eine Reichweite von bis zu 50 km. Bei Plug-in-Hybriden übernimmt der Verbrennungsmotor vor allem im normalen Straßenverkehr nur eine unterstützende Funktion. Der Akku kann ohne ihn aufgeladen werden. Auf Youtube sind die Funktionen und Vorteile eines Plug-in-Hybriden anhand einer erklärenden Animation dargestellt:

Vorteile eines Voll-Hybriden: ökologische Aspekte und Förderungsmöglichkeiten

Der entscheidende Vorteil von Voll-Hybriden bzw. Full-Hybriden sind die geringeren Abgaswerte. Die Hybridfahrzeuge stoßen weniger CO₂ aus als Fahrzeuge, die nur einen Verbrennungsmotor besitzen, da viel Arbeit von den elektrischen Motoren übernommen wird. Dies führt dazu, dass der Verbrauch abnimmt, was wiederum die Haltungskosten senkt. Im Gegensatz zu reinen Elektroautos sind Hybride zudem in der Lage, auch längere Strecken zurückzulegen. Zur Not können sie auf den Benzin- oder Dieselmotor zurückgreifen. Letzterer kommt seltener zum Einsatz, da Fahrzeuge, die mit Diesel betrieben werden, ohnehin sparsamer sind. Außerdem kosten Dieselmotoren mehr und fügen zusätzliches Gewicht zu der bereits schweren Hybridkonstruktion hinzu. Ottomotoren haben zwar einen geringen Wirkungsgrad bei niedriger Drehzahl, aber diese Schwäche gleichen die E-Motoren durch ihren effizienten Aufbau aus. Hybride beschleunigen daher auch sehr gut. Wer Interesse an einem Pkw mit dieser Funktion hat, sollte sich von den hohen Preisen nicht abschrecken lassen. Wegen staatlicher Förderung sind die Fahrzeuge günstiger geworden. Für Plug-in-Hybriden gibt es eine Umweltprämie von bis zu 6.000 Euro. Für Firmenwagen fällt zudem nur der halbe Steuersatz an.

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