Ob steigende Benzinpreise, der Schutz des Klimas oder die zukunftsweisenden, leisen Vorteile eines Elektroautos, es gibt viele Gründe, vom reinen Verbrennungsmotor abzukehren. Allerdings haben Kraftfahrzeuge, die ihren Kraftstoff in einem Tank mit sich führen, in einigen Bereichen Vorteile gegenüber denen, die mit Batterie und Elektromotor angetrieben werden. Einen Kompromiss zwischen diesen Technologien stellen Hybridautos dar. Aber wie funktioniert ein Hybridauto? Hier möchten wir euch die unterschiedlichen Arten von Hybridautos, ihre Funktionsweise und ihre Vor- und Nachteile vorstellen. So seid ihr bestens informiert, wenn ihr mit einem Hybrid unterwegs seid.
Arten von Hybridautos
Allen Hybridautos ist gemein, dass sie ihre Energie nicht aus einem, sondern aus zwei Energieträgern ziehen. Während andere Autos entweder Benzin, Diesel oder Wasserstoff in einem Tank mit sich führen oder elektrische Energie in einer großen Batterie speichern, verbinden Hybridautos zwei Energiequellen und nutzen so möglichst effizient die Vorteile beider Technologien. Fast alle Hybridautos besitzen einen Ottomotor, in dem sie Benzin verbrennen und so die für die Fortbewegung notwendige Bewegungsenergie erzeugen. Dieser wird häufig mit einem Elektromotor mit angeschlossener Batterie verknüpft. Hier unterscheidet man zwischen einem Mild-Hybrid und einem Voll-Hybrid.
Bei einem Mild-Hybrid leistet der Elektromotor nur unterstützende Arbeit während Beschleunigungsvorgängen, während Bremsvorgänge die kleine Batterie laden. Der Motor dient in diesem Fall als Generator. Ein Voll-Hybrid enthält einen deutlich stärkeren Elektromotor und eine entsprechend größere Batterie. Bis zu einer bestimmten Geschwindigkeit arbeitet der Elektromotor alleine, erst bei höheren Geschwindigkeiten oder einem niedrigen Ladestand der Batterie schaltet sich auch der Benzinmotor dazu. Wird die Batterie nicht nur durch Bremsvorgänge und den Motor, sondern auch durch ein Ladekabel aufgeladen, so spricht man von einem Plug-In-Hybrid. Einige in der Entwicklung befindliche Hybridmodelle ersetzen den Benzinmotor durch eine Brennstoffzelle, in der Wasserstoff und Sauerstoff zu elektrischer Energie umgewandelt werden. Auch in diesen Modellen speichert eine Batterie bei Bremsvorgängen Energie und gibt diese unterstützend beim Beschleunigen ab.
Funktionsweise eines Hybridfahrzeugs
Ein Hybridauto enthält je nach Typ eine mehr oder weniger leistungsstarke Batterie und einen entsprechenden Elektromotor. Während des Beschleunigungsvorgangs und bis zu einer bestimmten Geschwindigkeit beschleunigt der Elektromotor, entweder alleine oder in Verbindung mit dem Verbrennungsmotor, das Fahrzeug. Während bei Mild-Hybriden dies nur über wenige hundert Meter erfolgt, können in Voll-Hybriden Strecken von 10 oder mehr Kilometern alleine durch den Elektromotor bewältigt werden. Wird die Bremse betätigt, so wandelt der Elektromotor die Bewegungsenergie wieder in elektrische Energie, welche die Batterie lädt. Sobald die Batterie einen bestimmten Ladestand unterschreitet oder die gewünschte Geschwindigkeit die Leistungsfähigkeit des Elektromotors übersteigt, startet der Verbrennungsmotor und übernimmt die Arbeit wie in einem herkömmlichen Benziner. Gleichzeitig wird überschüssige Energie aus dem Elektromotor genutzt, um die Batterie erneut aufzuladen. Gesteuert werden diese Vorgänge durch eine ausgeklügelte Bordelektronik, welche die jeweils effizienteste Antriebsvariante auswählt. Dabei verfügen viele Voll-Hybridautos über verschiedene Fahrmodi. So kann auf Wunsch der Verbrennungsmotor auch beschleunigen und so die gewünschte Spritzigkeit liefern, während bei einem reinen Elektromodus die Batterie alleine die Antriebsenergie liefert, bis ein bestimmter Ladestand unterschritten wird.
Hybridauto: Vorteile dieser Technologie
Wie bei vielen Kombinationen unterschiedlicher Technologien ist ein Hybridauto der Versuch, das Beste aus zwei Welten zu kombinieren. So sind Elektroantriebe vor allem im relativ langsamen innerstädtischen Verkehr von Vorteil. Sie erzeugen nicht nur keine Schadstoffe, sondern sind auch leise und mit hervorragenden Fahreigenschaften ausgestattet. Verbrennungsmotoren haben den Vorteil, dass sie in hohen Geschwindigkeitsbereichen leistungsfähiger sind und ihre Reichweite durch das Mitführen von Kraftstoff erheblich höher ist als der von reinen Elektroautos. Durch das intelligente Umschalten zu der jeweils effizientesten Antriebsart werden die Vorteile beider Technologien ausgenutzt. Daneben spricht für Hybridautos auch die Nutzung der Bremsenergie. Während in einem Verbrennungsmotor die Bewegungsenergie während der Bremsvorgänge für Reibungswärme und Abnutzung an den Bremsen vergeudet wird, wandelt sie ein Elektromotor in Energie um, die für den nächsten Beschleunigungsvorgang zur Verfügung steht. Auch dies erhöht besonders im innerstädtischen Verkehr die Fahreffizienz.
Hybridauto: Nachteile von Hybridmotoren
Der Hauptnachteil von Hybridmotoren ist, dass sie zwar die Vorteile von beiden verbauten Technologien in sich vereinen, diese allerdings nicht voll ausspielen können. Platz- und gewichtsbedingt können in Hybridmotoren weniger leistungsstarke Batterien und Motoren als in vollen Elektroautos verbaut werden, wodurch zwangsläufig die Reichweite und Leistung des Elektroantriebs sinkt. So muss der Verbrennungsmotor bei Geschwindigkeiten und Entfernungen einspringen, die ein reines Elektroauto bewältigen könnte. Auch die Tanks für den Kraftstoff sind üblicherweise kleiner als die Tanks in reinen Verbrennungsautos. Gleichzeitig ist der Verbrennungsmotor auch in einem Hybridauto arbeitsintensiver, was seine Wartung betrifft. Hinzu kommt ein höheres Gewicht, dass einer Beschleunigung entgegenwirkt. So kann besonders bei langen Autobahnfahrten und bei Fahrten in hügeligem Terrain der Kraftstoffverbrauch im Vergleich zu einem reinen Verbrennungsauto steigen.
Insgesamt lässt sich sagen, dass Hybridautos vor allem für Autofahrer interessant sind, die im innerstädtischen Bereich unterwegs sind und nur gelegentlich größere Fahrten unternehmen. Aber auch für alle anderen Fahrertypen sind sie eine gute Alternative, die sich in den meisten Fällen nicht vor reinen Verbrennungsmotoren oder Elektromotoren verstecken muss.
