Hybrid Antrieb: Die Synergie von Verbrennungs- und Elektromotor

Maik Deusch
29. März
2 Min. Lesezeit

Hybridfahrzeuge sind längst keine Nischenlösung mehr – sie verbinden die Effizienz des Elektromotors mit der Reichweitenstärke des Verbrennungsmotors. Doch wie funktioniert das genau?

1. Einführung in den Hybridantrieb

Ein Hybridfahrzeug kombiniert zwei Antriebssysteme: einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor. Diese Technologie vereint die Vorteile beider Systeme und ermöglicht eine effizientere Nutzung von Kraftstoff sowie eine Reduzierung von Emissionen. Je nach Bauart kann der elektrische Antrieb die Leistung des Verbrennungsmotors ergänzen oder das Fahrzeug zeitweise rein elektrisch antreiben.

2. Technischer Aufbau eines Hybridantriebs

Die Hauptkomponenten eines Hybridfahrzeugs umfassen alle zentralen Bauteile eines reinen Elektrofahrzeugs, ergänzt durch einen Verbrennungsmotor und ein Hybrid-Managementsystem.

Dazu gehören:

2.1 Hochvoltbatterie (HV-Batterie)

Die Hochvoltbatterie speichert elektrische Energie und versorgt den Elektromotor. In Hybridfahrzeugen ist sie in der Regel kleiner als bei reinen Elektroautos, da sie primär für kurzfristige Energieunterstützung und Rekuperation genutzt wird.

2.2 Elektromotor

Der Elektromotor unterstützt den Verbrennungsmotor durch Bereitstellung zusätzlicher Leistung, insbesondere beim Beschleunigen. In Plug-in-Hybriden (PHEV) ermöglicht er zudem rein elektrisches Fahren über eine begrenzte Distanz.

2.3 Leistungselektronik (Inverter)

Der Wechselrichter wandelt den von der Batterie gelieferten Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) für den Elektromotor um. Er regelt auch das Zusammenspiel zwischen den beiden Antrieben.

2.4 DCDC-Wandler

Da Hybridfahrzeuge sowohl ein Hochvoltsystem als auch ein 12V-Bordnetz besitzen, ist ein DCDC-Wandler notwendig, um die Energieversorgung für herkömmliche elektrische Verbraucher sicherzustellen.

2.5 Hochvoltleitungen

Die Hochvoltleitungen sind in Orange gekennzeichnet, um auf die besondere elektrische Spannung hinzuweisen. Dies ist eine wichtige Sicherheitsmaßnahme für Servicetechniker und Werkstattmitarbeiter.

2.6 On-Board-Charger (bei Plug-in-Hybriden)

Plug-in-Hybride verfügen über eine externe Lademöglichkeit, sodass die Batterie an einer Ladestation oder Steckdose aufgeladen werden kann. Der On-Board-Charger wandelt Wechselstrom in Gleichstrom um und steuert den Ladevorgang.

2.7 Hybrid-Managementsystem

Das Steuergerät des Hybridfahrzeugs koordiniert das Zusammenspiel zwischen Verbrennungs- und Elektromotor, optimiert den Energieverbrauch und sorgt für eine reibungslose Umschaltung der Antriebsmodi.

3. Funktionsweise eines Hybridantriebs

Hybridfahrzeuge können verschiedene Betriebsmodi nutzen, abhängig vom Fahrzeugtyp und der Fahrsituation:

Reiner Elektrobetrieb: Das Fahrzeug fährt nur mit dem Elektromotor, solange die Batterieladung ausreicht.

Hybridbetrieb: Beide Antriebe arbeiten zusammen, um die Leistung zu optimieren.

Rekuperation: Beim Bremsen oder im Schubbetrieb wird Bewegungsenergie zurückgewonnen und in der Batterie gespeichert.

Verbrennungsmotorbetrieb: Der Motor übernimmt den Antrieb, insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten oder niedrigem Batteriestand.

4. Vorteile des Hybridantriebs

✔ Geringerer Kraftstoffverbrauch durch optimierte Nutzung des Elektromotors.

✔ Reduzierte Emissionen, besonders im Stadtverkehr mit häufigem Stop-and-Go.

✔ Rekuperation ermöglicht Energierückgewinnung und effizientere Nutzung der Batterie.

✔ Flexibilität durch Kombination von Elektro- und Verbrennungsmotor für lange Fahrstrecken.

✔ Leiser Betrieb im elektrischen Modus sorgt für mehr Fahrkomfort.

5. Fazit

Der Hybridantrieb stellt eine Brückentechnologie zwischen konventionellen Verbrennungsmotoren und reinen Elektrofahrzeugen dar. Durch die Kombination beider Systeme profitieren Fahrer von einer verbesserten Effizienz, geringeren Emissionen und höherem Fahrkomfort. In der Automobilbranche wird die Hybridtechnologie weiterhin eine bedeutende Rolle spielen, insbesondere als Lösung für Nutzer, die noch nicht vollständig auf Elektroautos umsteigen möchten.