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Hintergrund: Hybridformen und -konzepte

Mildhybrid

Mildhybrid mit unterstützendem E-Antrieb. Bild: Mercedes-Benz

Die ersten Hybridmodelle einiger Fahrzeughersteller waren lediglich als Mildhybride konzipiert. Exemplarisch dafür steht der 2009 auf den Markt gekommene Mercedes-Benz S400 Blue Hybrid (W221). Die Hochvoltbatterie verfügte über eine vergleichsweise geringe Kapazität und nur 120 V. Der zwischen V-6-Triebwerk und Getriebe angeordnete Elektromotor leistet maximal 15 kW.

Hauptmerkmale

  • Verbrennungsmotor als Hauptantrieb
  • vergleichsweise leistungsschwacher E-Motor als Mitantrieb
  • Hochvoltsystem mit Hochvoltbatterie mit relativ geringer Kapazität
  • Bremsenergie-Rückgewinnung zum Laden der Hochvoltbatterie
  • Start-Stopp-System
  • kein elektrisches Fahren möglich
  • E-Motor unterstützt (boostet) beim Anfahren und in Beschleunigungsphasen

Vollhybrid

Schematische Darstellung eines Vollhybrids. Bild: Toyota

Der Hauptunterschied vom Vollhybrid zum Mildhybrid besteht in der Tatsache, dass der Elektroantrieb nicht nur unterstützend wirkt, sondern auch rein elektrisches Fahren ermöglicht.

Hauptmerkmale

  • Verbrennungsmotor als Primärantrieb
  • Elektromotor als Sekundärantrieb, lässt rein elektrisches Fahren zu
  • Hochvoltsystem mit einer Batterie, deren Kapazität einen E-Fahrmodus bis zu einer bestimmten Geschwindigkeit und für eine kurze Wegstrecke (zum Beispiel bis max. 5 km) ermöglicht
  • Bremsenergie-Rückgewinnung zum Laden der Hochvoltbatterie
  • Start-Stopp-System
  • elektrisches Fahren begrenzt möglich

Plug-in-Hybrid

Schematische Darstellung eines Plug-in-Hybrids. Bild: Toyota

Der Plug-in-Hybrid erfüllt grundsätzlich die Kriterien eines Vollhybriden. Im Unterschied verfügt er jedoch über eine Hochvoltbatterie mit größerer Kapazität, die zudem per Steckdose aufladbar ist.

Hauptmerkmale

  • Verbrennungsmotor und E-Motor arbeiten je nach Fahrsituation im Mix oder einzeln
  • Kapazität der Hochvoltbatterie ermöglicht größere Reichweiten und höhere Maximalgeschwindigkeiten im E-Modus
  • Hochvoltbatterie mit vergleichsweise hoher Kapazität, per Steckdose aufladbar
  • Bremsenergie-Rückgewinnung zum teilweisen Wiederaufladen der Hochvoltbatterie
  • Start-Stopp-Funktion
  • rein elektrisches Fahren über größere Distanzen (zum Beispiel bis zu 50 km) mit relativ hohen Geschwindigkeiten (zum Beispiel bis zu 120 km/h) möglich

Brennstoffzellenfahrzeug

Schematische Darstellung eines Brennstoffzellenfahrzeugs. Bild: Toyota

Fahrzeuge mit Brennstoffzelle (engl.: fuel-cell) werden teilweise als eine Form des Hybridfahrzeugs, teilweise als eine Form des Elektrofahrzeugs oder aber auch als eigenständige Kategorie gesehen.

Hauptmerkmale

  • Elektromotor übernimmt Fahrzeugantrieb (gespeist durch Brennstoffzelle, teils durch Batterie)
  • Brennstoffzelle erzeugt elektrische Energie für den Antrieb des E-Motors
  • Hochvoltsystem mit Hochvoltbatterie als Energiezwischenspeicher (geladen durch Brennstoffzelle und Bremsenergie-Rückgewinnung)
  • Wasserstofftank, dessen Füllmenge eine Reichweite von mehreren hundert Kilometern ermöglicht
  • Rekuperation
  • emissionsfreies Fahren

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Literatur zum Thema

In der Reihe Krafthand-Technik sind zum Thema Hochvolttechnik zwei neue Bücher erschienen: Hybrid- und Elektrofahrzeuge – Technik, Wartung, Prüfarbeiten von Torsten Schmidt und Grundlagen Kfz-Hochvolttechnik – Basiswissen, Komponenten, Sicherheit von Martin Frei.

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