Hybridantrieb (Funktionsweise)
Der Hybridantrieb ist eine Kombination verschiedener Antriebsprinzipien oder unterschiedlicher Energiequellen für nur eine Antriebsaufgabe. Der Hybridantrieb kommt in Fahrzeugen zum Einsatz, angefangen von Elektofahrrädern, über normale Autos bis hin zu Lokomotiven und Schiffen.
Der Hybridmotor vereint zwei unterschiedliche Kraftquellen, z.B. einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor in einem Auto.
Damit man die Vorteile beider Antriebe auch nutzen kann, werden sie bei Bedarf wechselseitig oder auch gemeinsam genutzt. Ein dauerhafter Parallelbetrieb ist nicht von Vorteil.
Beispiel:
Beim Anfahren und beim Fahren mit geringer Geschwindigkeit wird der Elektromotor eingesetzt. Der Verbrennungsmotor wird nicht benötigt. Lärm- und Abgasbelastung werden reduziert. Das Hybridfahrzeug bewegt sich emissionsfrei durch die Stadt. Wenn das Auto etwa 25 bis 30 Stundenkilometer erreicht, kommt der Elektromotor an sein Limit.
Bei gleichmäßiger Geschwindigkeit ist der Verbrennungsmotor wieder effizienter. Er übernimmt die Energieerzeugung und treibt das Auto an. Gleichzeitig kann er noch die Batterien des Elektromotors aufladen. Für den Fall, dass plötzlich starke Kraftentfaltung gefordert ist (Überholen), arbeiten beide Motoren zusammen. Die Batterie speist zusätzliche Energie ein. So ist eine dynamische Leistungsentfaltung gewährleistet.
Beim Abbremsen oder bergab fahren wird keine Antriebsenergie benötigt. Es muss sogar Bewegungsenergie abgebaut werden. Beim normalen Fahrzeug geht diese Energie verloren. Beim Hybridfahrzeug wird aber der Elektromotor zum Generator. Er nutzt die Energie zum Aufladen der Batterien.
Ein Verbrennungsmotor liefert in einem bestimmten Drehzahlbereich ein hohes Drehmoment. Der Elektromotor stellt aber schon beim Anfahren das maximale Drehmoment zur Verfügung und lässt erst bei höherer Drehzahl im Drehmoment nach. Durch die Kombination beider Motoren kann das Auto 10 bis 20 % schneller beschleunigen. Beim Einsatz eines Hybriden ist es möglich, den Benzinmotor in einem besseren Wirkungsgradpunkt zu betreiben. Bei Dieselmotoren ist dies nur begrenzt möglich, da er bereits in den meisten Motorbetriebspunkten einen sehr guten Wirkungsgrad aufweist. Beim Dieselmotor kann aber eine erhebliche Verringerung der Schadstoffemission (Stickoxid) erreicht werden. So hat dieser Hybrid nicht nur einen Verbrauchsnutzen aufzuweisen, sondern auch einen Emissionsnutzen. Es wird geforscht, um die Batteriekapazität zu vergrößern, um auch längere Strecken ohne Emission zurücklegen zu können.
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