Was ist ein Hybrid? Infos zum innovativen Antrieb

Hybridantriebe werden immer öfter bei neuen Fahrzeugmodellen integriert. Dieser Antriebstyp gilt als ökologischer als der herkömmliche Verbrennungsmotor und Hybridautos sind noch alltagstauglicher als Elektroautos. Doch was zeichnet die Technologie aus, welche Varianten gibt es und was könnte in der Zukunft auf uns zukommen? Hier erhalten Sie die Antworten!

Beim Hybridantrieb handelt es sich um die Kombination zweier Antriebstechnologien. Ein Hybridfahrzeug verfügt über einen Antrieb, der aus einem Elektromotor und einer Batterie besteht, die diesen mit Strom versorgt. Zusätzlich kommt ein weiterer Antrieb bzw. Energiewandler dazu – aktuell ist das bei einem Großteil der verfügbaren Modelle ein Brennstoffmotor. Eine weitere Komponente des Antriebsstrangs ist zudem ein Generator. Dieser dient dazu, die Wärme, die beim Fahren durch den Betrieb des Verbrennungsmotors entsteht, in Energie umzuwandeln, mit dem wiederum die Batterie geladen wird, die den E-Motor mit Strom versorgt. Wesentlich bei Hybridautos ist die Nutzung von Synergien und die Steigerung der Effizienz, indem die Leistung erhöht und der Verbrauch an Kraftstoff reduziert wird.

Hybridantriebe gibt es in verschiedenen Varianten. Diese werden auf zwei Arten klassifiziert: zum einen durch die elektrische Leistung, zum anderen durch den unterschiedlichen Aufbau bzw. der Systemstruktur.

Hinsichtlich der Leistung unterscheidet man gegenwärtig (Stand 2024) zwischen folgenden Ausführungen:

• Micro Hybrid: Streng genommen handelt es sich bei dieser Form nicht um einen Hybridantrieb, da hier die Autos lediglich mit einem Startergenerator und einer kleinen Batterie ausgestattet sind. Der Startergenerator ist mit dem Verbrennungsmotor verbunden. Dadurch hat das Fahrzeug eine Start-und-Stopp-Automatik und es ist Bremsenergierückgewinnung (Rekuperation) möglich, sodass der Verbrauch des Kraftstoffs reduziert werden kann.
• Mild Hybrid: Dieser hat einen ähnlichen Aufbau wie ein Vollhybrid, nur dass E-Motor, Batterie und Generator um einiges kompakter und dadurch weniger leistungsstark sind. Der elektrische Teil des Antriebs kann den Verbrennungsmotor beim Starten und Beschleunigen des Autos unterstützen.
• Vollhybrid: Diese verfügen über einen leistungsstarken Elektroantrieb, sodass die Autos in bestimmten Situationen auch rein elektrisch fahren können. Vollhybride können ohne Anschluss an eine externe Stromquelle betrieben werden.
• Plug-In Hybrid: Dieser Antrieb zeichnet sich dadurch aus, dass man das Fahrzeug, ähnlich wie bei einem Elektroauto, an eine externe Stromquelle anschließen und die Batterie so laden kann. Eine Besonderheit ist dabei, dass Plug-in-Hybride auch rein mit dem Elektroantrieb gefahren werden können und so auch mittlere Distanzen vollelektrisch gefahren werden können.
• Range Extender: Dieser wird auch als “Reichweitenverlängerer" bezeichnet. Diese Technologie kann in einem seriellen Hybrid verbaut werden. Dabei handelt es sich um einen kleinen Benzinmotor, der lediglich dazu dient, die Batterie für den Elektromotor nachzuladen und so die Reichweite zu vergrößern. Der Verbrennungsmotor ist dabei nicht mit den Antriebsrädern verbunden. Im Vergleich zur Technologie, die in anderen Hybridautos verbaut ist, sind Range Extender leichter, führen jedoch nicht zu einer Leistungssteigerung.

Weitere Informationen über die verschiedenen Varianten finden Sie in unserem Blogartikel "Lohnen sich Hybrid Autos für Wenigfahrer?".

Bei Hybridfahrzeugen wird zudem noch zwischen verschiedenen Systemen bzw. Aufbauweisen unterschieden:

1. Serieller Hybrid: Bei dieser Variante gibt es einen Antriebsstrang und zwei Motoren. Serielle Hybride zeichnen sich dadurch aus, dass der Verbrennungsmotor in erster Linie dazu da ist, um den Generator anzutreiben, damit der Elektromotor mit Strom versorgt wird. Das Fahrzeug wird dabei nur über den E-Motor betrieben. Diese Struktur erlaubt es, dass beide Motoren unabhängig voneinander betrieben werden können, das Fahrzeug kann also bei Bedarf auch rein elektrisch gefahren werden. Bei manchen Modellen kann der Verbrennungsmotor zudem auch als Range Extender genutzt werden.

2. Paralleler Hybrid: Hier gibt es zwei Motoren sowie zwei Antriebe und auch der Verbrennungsmotor ist direkt mit dem Antriebsstrang verbunden. Das erlaubt einen flexiblen Betrieb beider Antriebe, sodass das Auto sowohl rein elektrisch fahren kann, aber auch nur mit dem Verbrennungsmotor oder auch mit beiden Antrieben gleichzeitig. Zum Einsatz kommen diese Systeme typischerweise in Mild- oder Vollhybriden. Im Unterschied zu seriellen Hybriden haben parallele Hybride einen E-Motor, der sowohl als Antrieb als auch als Generator fungieren kann.

3. Mischhybrid: Diese Variante wird auch "leistungsverzweigender Hybrid" genannt. Dabei werden serielle und parallele Antriebe kombiniert, die während des Betriebs des Fahrzeugs variabel geschaltet werden können. Dadurch werden verschiedene Betriebszustände ermöglicht, also der Verbrennungsmotor kann sowohl als Generator fungieren, der die Energie für den Elektromotor erzeugt, als auch als Antrieb für die Räder. Eine automatische Kupplung kann dabei zwischen dem seriellen und dem parallelen Hybrid wählen.

Einer der wesentlichsten Unterschiede zwischen einem Auto mit konventionellem Kraftstoffantrieb und einem Hybridauto ist vor allem die Nutzung der Energie, die während des Betriebs bzw. der Fahrt entstehen. Während beim Benziner oder Dieselfahrzeug diese einfach verpufft, ist ein Hybridantrieb so konstruiert, dass die Wärme, die vom Verbrennungsmotor abgegeben wird, in kinetische Energie umgewandelt wird. Mit dieser wird die Batterie geladen, die wiederum den Elektroantrieb mit Strom versorgt. Außerdem ist bei Hybridautos im Unterschied zu konventionellen Verbrennern sogenannte Rekuperation bzw. Bremsenergierückgewinnung möglich. Bei der Anschaffung eines Plug-in Hybrids hat man zudem den Vorteil, dass man Förderungen in Anspruch nehmen kann, sodass sich der Anschaffungspreis reduziert.

Da bei einem Hybridauto mit dem Elektromotor, der Batterie und dem Generator zusätzliche Komponenten verbaut sind, ist das Gewicht höher und der Tank etwas kleiner, sodass man in manchen Fahrsituationen etwas häufiger nachtanken muss. Allerdings gibt es auch Fahrten, bei denen der Großteil der Strecke auch rein elektrisch zurückgelegt werden kann, wie beispielsweise in städtischen Gebieten.

E-Autos werden rein elektrisch betrieben und haben deshalb keinen Schadstoffausstoß beim Fahren. Im Unterschied dazu sind Hybride immer mit einem zusätzlichen Brennstoffmotor ausgestattet – unabhängig davon, ob dieser zum Antrieb des Fahrzeugs dient oder nur den Generator für den Elektromotor betreibt. Das bedeutet also, dass für den Betrieb des Hybridfahrzeugs fast immer ein Kraftstoff wie beispielsweise Benzin oder Diesel benötigt wird. Ein wesentlicher Unterschied im Vergleich zu reinen Elektroautos ist, dass man längere Fahrten nicht im Vorfeld planen muss. Genau wie bei einem konventionellen Verbrenner kann bei einem Hybriden bei Bedarf einfach nachgetankt werden, sodass man keine Ladepausen einkalkulieren muss und man so im Vergleich zu einem E-Auto auch zeiteffizienter unterwegs ist.

Der technologische Fortschritt schreitet rasant voran, und in dieser Hinsicht bilden auch Hybridautos keine Ausnahme. Um die Fahrzeuge in Zukunft noch effizienter zu gestalten, liegt ein Schwerpunkt vor allem auf der Weiterentwicklung der Antriebsstränge und insbesondere der Batterien. Die Energiespeicher künftiger Modelle sollen noch robuster, langlebiger und leistungsfähiger werden. So könnten in der Zukunft möglicherweise auch größere Strecken rein elektrisch zurückgelegt werden, wenn man auf eine vorausschauende Fahrweise achtet.

Ein weiteres Augenmerk der Forschung an Hybridfahrzeugen liegt auf der Reduktion des Gewichts. Dieses Ziel könnte erreicht werden, indem beispielsweise Schaumstoffkomponenten verbaut werden. Dadurch könnten die ausgestoßenen Emissionen beim Betrieb der Hybridfahrzeuge reduziert werden. Ebenso soll das Innenleben von Batterien optimiert werden, sodass ein noch besseres thermisches Gleichgewicht gewähreistet wird, also der Energiespeicher nicht zu heiß wird. Zudem sollen die Akkus sowohl kompakter als auch leistungsfähiger werden.

Im Sinne der Nachhaltigkeit ist zudem die Verwendung recycelter Materialien beim Bau der Fahrzeuge geplant.

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