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Hybrid Auto

Hybrid-Auto

Hybridautos oder Hybridfahrzeuge

Hybridautos oder Hybridfahrzeuge verfügen grundsätzlich über zwei unterschiedliche Antriebe. Die Variante gibt es nicht nur bei Autos, sondern auch im Schienenverkehr oder bei Bussen. Die behördliche Definition, die unter anderem steuerliche Auswirkungen hat, ist relativ simpel: Wenn es zwei verschiedene Antriebe gibt, ist es ein Hybrid. Doch dabei existieren höchst unterschiedliche Ausprägungen. Gerade im Straßenverkehr und insbesondere bei Pkws gab es in den letzten 20 Jahren sehr rasante Entwicklungen. Toyota stellte mit dem Prius schon 1997 ein Hybridauto in Großserie her, noch immer gilt der Hersteller als Vorreiter dieser Technologie. Doch die Konkurrenten haben schnell nachgezogen, Hybridfahrzeuge bietet praktisch jeder Automobilkonzern an. Es gibt einige typische Klassifikationen, nämlich den Micro-, Mild-, Voll- und Plug-in-Hybrid, doch die Übergänge – Achtung! – können fließend sein. Außerdem stammen sie aus verschiedenen Betrachtungsweisen. So ist der Plug-in-Hybrid (lässt sich an der Steckdose laden) gleichzeitig ein Vollhybrid, weil er wirklich rein elektrisch fährt. Daher soll am Anfang eine kurze, generelle Einführung in die Technologie und ihre Vorteile stehen.

Landläufiges Verständnis von Hybridfahrzeugen

Grundsätzlich können alle möglichen Antriebe miteinander kombiniert werden, so beispielsweise auch eine Wasserstoffbrennzelle mit einem konventionellen Verbrenner (Benzin oder Diesel) bzw. mit einem Elektromotor. Auch das wäre ein Hybridantrieb. Doch wir verstehen derzeit (Anfang) 2020 landläufig darunter die Kombination von Verbrennungs- und Elektromotor. Der Verbrennungsmotor ist überwiegend, aber nicht ausschließlich ein Ottomotor. Nur Plug-in-Hybride beziehen ihre elektrische Aufladung aus der Steckdose. Ansonsten wirkt der Verbrennungsmotor als Generator und liefert beim Bremsen elektrische Energie für die Aufladung des Akkus. Dieses Prinzip der sogenannten Rekuperation wird weiter unten genauer erläutert.

Zielstellungen beim Hybridantrieb

Es gibt für diese Antriebe unterschiedliche Zielvorgaben. Eine davon ist die Erhöhung der Reichweite, eine andere das Einsparen von Kraftstoff und damit insgesamt Antriebskosten, eine dritte mehr Wartungsarmut, weil Elektromotoren sehr wartungsarm bis wartungsfrei sind. Die vierte und am häufigsten betonte Zielvorgabe ist das Verringern von Emissionen durch den Verbrennungsmotor. Daneben beschleunigen Elektromotoren auch besser, was ein weiterer Vorteil von Hybridantrieben ist.

Beim Wirkungsgrad ergeben sich ebenfalls Vorteile. Immerhin muss ein Verbrennungsmotor zunächst die chemische Energie seines Kraftstoffes in Wärme umwandeln, die dann mechanische Energie erzeugt. Die Primärenergie verpufft leider zu einem großen Teil in den Abgasen und durch die nötige Kühlung. Daher weist ein Ottomotor bestenfalls einen Wirkungsgrad von 37 % auf, bei ungünstigen Drehzahlen auch deutlich weniger. Es gibt Untersuchungen, die Verbrennungsmotoren einen durchschnittlichen Wirkungsgrad von 20 % zuschreiben. Wenn aber der Verbrennungsmotor im Hybridfahrzeug seine Energie vorrangig im Stadtverkehr beim Bremsen per Rekuperation an den Akku abgibt, steigt sein Wirkungsgrad. Gleichzeitig sinkt der Verbrauch um bis zu 60 %.

Der Elektromotor wiederum kann einen sehr hohen Wirkungsgrad um 90 % erreichen. Um den Gesamtwirkungsgrad eines Hybridfahrzeugs zu berechnen, muss auch der Speicherwirkungsgrad der Batterie berücksichtigt werden, der die Bilanz etwas verschlechtert. Insgesamt sind Hybrid-Autos aber sehr viel effizienter als reine Verbrennungsmotoren. Es ist allerdings zu beachten, dass die beiden Motoren und der Akku das Auto erheblich schwerer machen. Bei langen Autobahnfahren ohne Rekuperation kann daher der Spritverbrauch deutlich steigen. Andererseits verfügen Hybridfahrzeuge über besser optimierte Verbrennungsmotoren. Sie müssen schließlich nicht ständig allein das Fahrzeug antreiben. Dadurch verbrauchen sie auch weniger.

Ausblick auf die PHEV im Jahr 2020

Trotz der beschriebenen Schwierigkeiten steigt derzeit das Angebot an Plug-in-Hybriden sprunghaft. Das liegt auch an neuen CO₂-Grenzwerten der EU. Die Hersteller müssen folglich ihren Flottenverbrauch senken. Wenn sie das nicht mit reinen Elektroautos schaffen, könnten die PHEV einen wertvollen Beitrag leisten. Eine wichtige Zielgruppe sind die Privatfahrer. Zwar werden die Plug-in-Hybride schon seit 2019 in Deutschland steuerlich noch stärker begünstigt als zuvor, was sie wiederum zu begehrten Dienstwagen macht. Doch das beschriebene Problem der „Ladefaulheit“ von Dienstwagenfahrern ist inzwischen bekannt, weshalb die Hersteller den privaten Autofahrer ansprechen, der freiwillig – um Kraftstoff zu sparen und aus reinem Umweltbewusstsein – seinen Plug-in-Hybrid an die Ladestation hängt. Die Anschaffung wird vom Staat seit 2020 noch besser gefördert als vorher. Konkret:

  • Für einen neuen Plug-In-Hybrid unter 40.000 Euro Kaufpreis erhält der Käufer einen staatlichen Zuschuss von 4.500 Euro (vorher: 3.000 Euro).
  • Ab 40.000 Euro Listenpreis beträgt die Förderung 4.000 Euro.
  • Der gebrauchte Plug-In-Hybrid wird mit 3.750 Euro gefördert, wenn er maximal 12 Monate alt und maximal 15.000 Kilometer gefahren ist.

Die Dienstwagensteuer wurde schon 2019 auch für PHEV halbiert. Bis zum 31.12.2018 mussten Dienstwagenfahrer ein Prozent des Bruttolistenpreises für Privatfahrten versteuern, seit 2019 ist es nur noch ein halbes Prozent. Für Elektroautos gab es 2020 eine nochmalige Absenkung, bei den PHEV blieb der Wert gleich. Die Förderungen machen Plug-in-Hybride sehr attraktiv. Einige von ihnen kosten nicht mehr in der Anschaffung und im Unterhalt als ein Kleinwagen. Damit aber ein PHEV-Fahrzeug wie beschrieben gefördert wird, muss es eine rein elektrische Reichweite von mindestens 50 Kilometern erreichen. Nun wurde die Berechnung des Verbrauchs schon 2018 auf den deutlich strengeren WLTP-Zyklus umgestellt. Damit fielen etliche Plug-in-Hybride aus den Förderprogrammen. Die Hersteller reagierten darauf vielfach mit höheren Akkukapazitäten. Die meisten Plug-in-Hybride, die im Jahr 2020 angeboten werden, schaffen daher locker die geforderten 50 km. Es gibt allerdings einige Hochpreismodelle, bei denen es wohl nicht so sehr darauf ankommt, weil ab 65.000 Euro Listenpreis die Förderung ohnehin entfällt. Diese fahren manchmal noch unter 50 km rein elektrisch, weil es für die SUVs nicht so starke Akkus gibt. Den Käufern dieser Wagen ist das offenkundig nicht so wichtig.


Mild-Hybrid

Was ist ein Mild-Hybrid-Fahrzeug?

Die Mild-Hybrid-Fahrzeuge haben einen eigenen Elektromotor, der aber nicht stark genug ist, um das Fahrzeug völlig selbstständig anzutreiben. Hierfür reichen weder das Drehmoment noch die Akkuleistung. Die E-Maschine unterstützt lediglich den Verbrenner. Man könnte sie als eine Art von elektrischem Turbolader bezeichnen, der für mehr Durchzugsvermögen sorgt. Beispiele für solche Fahrzeuge sind der Honda Insight und der Civic Hybrid bis zum Modelljahr 2006 (danach wurden fast Vollhybride aus diesen Autos), der Smart Fortwo, der 7er BMW und die Mercedes S-Klasse. BMW und Mercedes haben die Technologie für diese Baureihen gemeinsam entwickelt. Natürlich nutzt auch ein Mild-Hybrid die Start-Stopp-Funktion und die […]

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Micro-Hybrid

Was ist ein Micro-Hybrid-Fahrzeug?

Ein Micro-Hybrid (auch: Mikro-Hybrid) verfügt über eine Start-Stopp-Automatik, was Kraftstoff spart, und gewinnt darüber hinaus Energie durch Rekuperation. Das geschieht beim Ausrollen und Bremsen. Der Antrieb ist ein Verbrennersmotor. Die gewonnene elektrische Energie der Rekuperation geht in die Starterbatterie, die in wenigen Fällen sogar einen winzigen Elektromotor antreiben kann. Das ist beim Micro-Hybrid aber eher selten. Daher gibt es eigentlich keinen elektrischen Antrieb. Dennoch spart das Konzept Kraftstoff vorrangig durch die Start-Stopp-Automatik, es können um 10 % sein. Eine zweite Einsparung ergibt sich durch den technischen Aufbau der Rekuperation, der effizienter funktioniert als eine konventionelle Lichtmaschine. Diese lädt schließlich auch […]

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Was ist ein Vollhybrid?

Was ist ein Vollhybrid Fahrzeug?

Als Voll-Hybrid werden jene Fahrzeuge bezeichnet, deren Elektromotor selbstständig und nennenswert einen Beitrag zum Fahren leistet, also auch rein elektrische Strecken ab mindestens 30 km ermöglicht. Das erste dieser Autos war ab 1997 der Toyota Prius. Es gab zwar schon vorher Modelle und vereinzelte Kleinserien, doch der Prius ging in Großserie und ist bis heute ein großer wirtschaftlicher Erfolg. Bei den Voll-Hybriden sind zwei grundsätzliche Konstruktionsprinzipien zu unterscheiden: der serielle und der parallele Hybrid. Parallel-Hybrid Beim Parallel-Hybrid arbeiten der Verbrennungs- und der Elektromotor parallel, sie sind in Reihe geschaltet. Es lassen sich zwar bei vielen Fahrzeugen mit einem Parallel-Hybrid – […]

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