Auto & Umwelt

Hybrid-Typen

Eine Wunderwaffe für die Erhaltung der Mobilität vor dem Hintergrund schrumpfender Rohstoff-Vorräte ist der Hybrid-Antrieb nicht, denn dieser kommt nicht ohne konventionellen Motor aus.

Dennoch sind viele Automobilhersteller, auch die Nachzügler in Europa, aktiv damit beschäftigt, ihre bestehenden Flotten und zukünftigen Entwicklungen zumindest teilweise mit Hybrid-Lösungen zu versehen. Dabei gibt es eine ganze Reihe von unterschiedlichen Ansätzen. Sowohl hinsichtlich der grundsätzlichen Beschaffenheit eines Hybrid-Antriebes als auch in Bezug auf die Reichweite, d.h. in welchem Ausmaß das Fahrzeug "hybridisiert" worden ist, gibt es wesentliche Unterschiede.

Um nur einen vorwegzunehmen: Gerade deutsche Autobauer, denen gegenüber fernöstlichen Fahrzeugherstellern ein mächtiger Rückstand attestiert wird, setzten vielfach auf "Micro-Hybrid"-Technologien, um konventionelle Motoren zu optimieren.

Plug-In-Hybrid

Zu einem Hybrid-Antrieb gehört ein Energiespeicher, der ganz verschieden aussehen kann. Unterschieden wird grundsätzlich, ob dieser Speicher ausschließlich während der Fahrt durch einen eingebauten Generator aufgeladen wird oder ob man ihn vor der Fahrt auflädt, etwa durch das Stromnetz. Letzterer heißt dann Plug-In-Hybrid. Diese Form stellt einen Versuch dar, den Kraftstoffverbrauch des Hybrid-Antriebes weiter zu verringern. Die Batteriekapazität wird dabei erweitert, um weitere Strecken ohne Emissionen zurückzulegen. Vor allem der Kurzstrecken-Betrieb, der als besonders verbrauchsintensiv und damit umweltschädlich gilt, ist das Ziel derartiger Bemühungen: Der Verbrennungsmotor bliebe für längere Strecken vorbehalten.

Wie weit bereits serienmäßig hergestellte Hybrid-Fahrzeuge davon noch entfernt sind bzw. welchen Sprung hinsichtlich der Verwendbarkeit das Prinzip bringen würde, zeigt ein Blick auf die Daten des Toyota Prius. Allein mit dem Elektromotor beträgt die Reichweite des Fahrzeugs zwei Kilometer bei 50 km/h und vier Kilometer bei 25 km/h.

Verschiebung des Problems?

Grundsätzlich klingt dieser Ansatz nicht verkehrt, doch würde es wenig bringen, wenn der Plug-in-Hybrid das Problem des Verbrauchs fossiler Energieträger nur verschieben würde. Es bringt wenig, wenn statt des Verbrennens von Benzin der Strom, der zum Aufladen des Akkus verwendet wird, durch ein Kohlekraftwerk oder ein anderes hergestellt wird. Erst wenn der Strom selbst auch umweltschonend hergestellt wird, wäre das Prinzip in der Energiegesamtbilanz ein wesentlich positiverer Faktor. Interessant ist in diesem Zusammenhang allerdings die Zukunftstechnologie: Wasserstoff und Solarenergie (eventuell auch Windenergie) könnten einen Schlüssel darstellen. In der Gegenwart gibt es bereits zarte Ansätze in diese Richtung, so zum Beispiel, dass Solarzellen auf dem Autodach oder ein ganzes Solardach zum Aufladen der Akkus in Hybrid-Antrieben verwendet wird.

Serieller Hybrid

Bei dieser Form des Hybrid-Antriebes haben Verbrennungsmotor und Antriebsachse keine direkte Verbindung mehr. Der Motor treibt nur einen Generator an, der die Elektro-Maschinen mit Strom versorgt oder den Energiespeicher lädt. Der Vorzug liegt im Downsizing des Verbrennungsmotors, weil der Energiespeicher bei Leistungsspitzen zusätzliche Energie liefern kann. Ein Nachteil wird in der oftmals geringeren Höchstgeschwindigkeit gesehen.

Paralleler Hybrid

Bei dieser Variante des Hybrid-Antriebes wirken der Verbrennungsmotor und der bzw. die Elektromotoren gemeinsam auf den Antriebsstrang. Dabei können der Elektromotor bzw. die Elektromotoren und der Verbrennungsmotor kleiner ausfallen, was positive Auswirkungen auf das Gewicht und damit auch den Kraftstoff-Verbrauch hat. Die Leistung beider Teile des Hybrid-Antriebes wird addiert, somit können die jeweiligen Teile dem Downsizing unterzogen werden.

Mischybride

Diese Form des Hybrid-Antriebes kombiniert den seriellen und parallelen Hybrid-Antrieb. Während der Fahrt wird das mit Blick auf die Fahrsituation verändert: So kann der Verbrennungsmotor entweder den Energiespeicher aufladen, was dem seriellen Hybrid-Antrieb entspricht, oder aber mit den Antriebswellen verbunden sein, was eine Form des parallelen Hybrid-Antriebs entspräche. Möglich ist auch beides gleichzeitig, etwa, wenn zwei oder mehr elektrische Maschinen eingebaut sind.

Mikrohybrid

Bei dieser Version des Hybrid-Antriebes wird eine Start-Stopp-Funktion im Motor integriert, zudem ein System eingebaut, mit dem sich Bremsenergie zurückgewinnen und zum Aufladen der Starter-Batterie verwenden lässt. Der Elektro-Motor ist dabei nicht zum Antrieb des Fahrzeugs gedacht.

Mildhybrid

Bei dieser Form des Hybrid-Antriebs wird der Elektromotor zur Leistungssteigerung oder zur Erhöhung der Effizienz verwendet. Wieder bildet die Rückgewinnung der Energie beim Bremsen dazu als wichtiger Faktor. Vor allem parallele Hybrid-Antriebe sind tendenziell Formen des Mildhybrids.

Vollhybrid

Ein Fahrzeug, das in der Lage ist, mit seinem Elektromotor (im gewissen Rahmen) selbstständig zu fahren, insbesondere beim Anfahren und Beschleunigen, gilt als Vollhybrid-Fahrzeug. Wenn von Seriell-Hybriden die Rede ist, dann handelt es sich vorzugsweise um Hybrid-Konzepte, die auf dem Vollhybriden basieren. Als Beispiel kann der Toyota Hybrid Synergy Drive gelten, der den Toyota Prius auf 50 km/h beschleunigen kann, ohne auf den Verbrennungsmotor zurückgreifen zu müssen.