Dienstag, 20.10.2020

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Sonderthema | Mobilität

Man liest und hört mittlerweile immer häufiger im Zusammenhang mit Antriebstechnik den Begriff Hybridfahrzeug oder Fahrzeug mit Hybridantrieb.

Was versteckt sich denn nun dahinter?

Hybridantrieb bezeichnet allgemein die Kombination verschiedener Antriebe für eine Antriebsaufgabe. Der Antrieb ist also hybrid.

Die Langform dieser Bezeichnung lautet Hybridelektrokraftfahrzeug. Dies ist ein Kraftfahrzeug, welches von mindestens einem Elektromotor und einem weiteren so genannten Energiewandler angetrieben wird und die Energie aus einer Speichereinrichtung für elektrische Energie (Batterie) und einem Betriebskraftstofftank bezieht. Beide müssen an Bord des Fahrzeugs sein.

Im Kfz Bereich werden die Elektromotoren meist zusammen mit Diesel- oder Ottomotoren betrieben. Dabei arbeiten die Motoren entweder parallel miteinander, oder seriell nacheinander.

Es gibt aber auch noch andere Kombinationen mit Elektromotoren. Das beginnt mit einem Fahrrad (Hybridfahrrad – Muskelkraft und Elektroantrieb), geht über Dieselelektrische Lokomotiven, bei denen Bremsenergie zurückgewonnen und gespeichert wird. Wasserfahrzeuge, die von Solarzellen und Dieselmotor betrieben werden, oder mit Windenergie und Motor.       

 

Auch in U-Booten, Hybridraketen, Flugzeugen und Baumaschinen wird mittlerweile auf Hybridantrieb gesetzt.

Im Serienautomobilbau wird diese Antriebsform eingesetzt, um die Effizienz zu verbessern, den fossilen Kraftstoffverbrauch zu verringern oder die Leistung im niedrigen Drehzahlbereich zu steigern. Derzeit werden Verbrennungsmotoren überwiegend mit Elektromotoren und Akkumulatoren kombiniert, es können aber auch beispielsweise Brennstoffzellen beziehungsweise Doppelschicht-Kondensatoren eingesetzt werden.

In Autos, LKWs und Bussen wird der Hybridantrieb als Hybridmotor bezeichnet. Streng genommen ist er jedoch nur ein Verbrennungsmotor, der Merkmale von Diesel- und Ottomotoren aufweist.

Durch den Hybridantrieb kann der Verbrennungsmotor häufiger und länger in einem günstigen Wirkungsgradbereich betrieben werden. Anfallende überschüssige Energie wird über einen Generator für die Batterieladung verwendet, beim Bremsen und im Schubbetrieb wird ein Teil der Bremsenergie in die Batterie zurückgeführt. Dies trägt insbesondere im Stadtverkehr und beim Bergabfahren zur Verbrauchsminderung bei. Wird keine oder wenig Antriebsleistung benötigt, wird der Verbrennungsmotor ganz abgeschaltet. Dies ist im Schubbetrieb, bei Stillstand oder beim Langsam fahren (Einparken) mit vollgeladener Batterie der Fall.

Die Stärke des Elektromotors liegt im unteren Drehzahlbereich, die des Verbrennungsmotors im Oberen. Auch kann nur ein Verbrennungsmotor über längere Zeit eine hohe Motorleistung bereitstellen.

 

Durch die Kombination beider Motoren kann das Fahrzeug um etwa 10-20 % schneller beschleunigen und bei schnellen Autobahnfahrten kann der Treibstoffverbrauch gesenkt werden.