Hybridmotor. Sollten Sie ein Hybridauto kaufen? Niedrige Geschwindigkeit spart Energie

Warum haben wir dieses Thema auf unserem Portal angesprochen? Und warum möchten wir Sie über die Funktionsweise von Hybridmotoren aufklären? Alles ist extrem einfach und unkompliziert. Fakt ist, dass viele Bereiche unseres Lebens buchstäblich vom Zusammenspiel verschiedenster Technologien durchdrungen sind, die in ihrer Symbiose viel effektivere Methoden, Gadgets und Mechanismen entstehen lassen. Und natürlich trauten sie sich nicht, die Motoren für unsere vierrädrigen Lieblinge beiseite zu legen. Und genau um solche Einheiten, ihre positiven und negativen Seiten, wie sie funktionieren, werden wir in diesem Thema sprechen. Machen wir in der Zwischenzeit einen kleinen Ausflug in die Geschichte. Gehen!

Ein bisschen Geschichte

Autos mit hybriden „Herzen“ sind keine neue Erfindung, wie es auf den ersten Blick erscheinen mag. Ein Jesuitenpriester namens Ferdinand Verbiest. 1665 begann er mit den Plänen für eine einfache vierrädrige Kutsche mit Dampf- und Pferdefuhrwerk. Doch schon an der Wende des 19. und 20. Jahrhunderts erblickten die ersten Serienmodelle mit Hybridantrieb das Licht der Welt. Zehn Jahre lang, beginnend im Jahr 1887, haben die Franzosen Compagnie Parisienne des Voitures Electriques eine Reihe von Autos mit Hybridmotoren veröffentlicht. Und 1900 schuf General Electric ein Hybridauto mit einem Vierzylinder-Benzinmotor. Die Walker Vehicle Company of Chicago produzierte bis 1940 Hybrid-Lkw.

Natürlich beschränkte sich die Produktion solcher Autos damals auf Kleinserien und die Herstellung verschiedener Arten von Prototypen. In unserer Zeit jedoch veranlassten eine akute Verknappung der Ölressourcen und eine ständig fortschreitende Wirtschaftskrise die Automobildesigner und -entwickler dazu, zu den Grundlagen zurückzukehren und die Produktion von Autos mit Hybridantrieb wieder aufzunehmen.

So funktioniert ein Hybridmotor – in einfachen Worten über neue Technologien

Nun, jetzt ist es an der Zeit herauszufinden, was für eine Art Hybrid-Motoreinheit ist und warum es so eifrig ist, Autos mit solchen Herzen zu produzieren? Ein Hybridmotor ist ein System aus zwei miteinander verbundenen Motoren: Benzin und Elektro. Zwei Motoren können sowohl zusammen als auch getrennt arbeiten, es hängt alles davon ab, welche Betriebsart gerade verwendet wird. Der Prozess der Umverteilung der "Mächte" wird von einem leistungsstarken Computer gesteuert, der irgendwann entscheidet, welche der Motoren jetzt funktionieren soll. Für die Fortbewegung im Vorort-Modus übernimmt der Benzinmotor die ganze Arbeit, denn die Batterie auf der Autobahn hält nicht lange. Um sich in der Stadt fortzubewegen, wird ein Elektromotor eingeschaltet.

Wird das Auto stark belastet oder muss es häufig und recht intensiv beschleunigen, dann arbeiten beide Motoren bereits zusammen. Eine interessante Tatsache ist, dass, während das Auto mit einem Benzinmotor fährt, der elektrische zu diesem Zeitpunkt aufgeladen wird. Ein Auto mit Hybridmotor stößt 90 % weniger Schadstoffe in die Atmosphäre aus als wir gewohnte Benzinmotoren, und das, obwohl es auch einen Benziner enthält. Auch der Benzinverbrauch in der Stadt lässt sich auf null reduzieren, was man bei Landfahrten natürlich nicht sagen kann.

Werfen wir einen Blick darauf, wie ein Hybridfahrzeug davonfährt. Ganz am Anfang der Bewegung und bei niedrigen Geschwindigkeiten funktionieren nur die Batterie und der Elektromotor. Die in der Batterie gespeicherte Energie speist die Energiezentrale, die sie dann an die Elektromotoren verteilt, die das Auto schon von einer Stelle leise und sehr sanft starten. Nach Erreichen der Höchstdrehzahl des Elektromotors wird auch das Benzinaggregat zugeschaltet. Das Drehmoment an die Antriebsräder wird bereits über Nacht von zwei Motoren geliefert. Bei dieser Arbeit gibt der Verbrennungsmotor einen Teil der erzeugten Energie an den Generator ab, der die Elektromotoren weiter speist und die Batterie entlädt, während die überschüssige Energie an die Batterie übertragen wird, sie wieder auffüllt, die Reserve geht verloren zu Beginn der Bewegung.

Bewegt sich das Auto im Normalbetrieb, wird von der führenden Maschine nur der Frontantrieb genutzt, in anderen Fällen wird die Momentenverteilung bereits auf zwei Achsen geliefert. Im Beschleunigungsmodus kommt das Drehmoment an den Rädern hauptsächlich vom Verbrennungsmotor, und wenn es erforderlich ist, die Dynamik zu erhöhen, kommen bereits die den Verbrennungsmotor ergänzenden Elektromotoren zum Einsatz. Aber der interessantere Punkt ist immer noch das Bremsen. Das elektronische "Gehirn" des Autos behält die Kontrolle über das Ein- und Ausschalten, wenn die Hydraulik angeschlossen werden muss und wenn es regeneratives Bremsen ist, aber das zweite wird immer noch bevorzugt. Das heißt, wenn der HV-Fahrer das Bremspedal drückt, gehen die Elektromotoren in den Generatorbetrieb und erzeugen dadurch ein Bremsmoment an den Rädern, das auch Strom erzeugt, der die Batterie durch das Stromverteilungszentrum speist. Darin verbirgt sich die ganze Essenz des "Highlights" des Hybridmotors.

Bei den Klassikern, die wir gewohnt sind, wird die beim Bremsen freigesetzte Energie verschwendet, geht einfach im Weltraum verloren wie die Wärme von Bremsscheiben und anderen Teilen. Die Nutzung der Bremsenergie ist im Stadtverkehr sehr effektiv, wenn häufiges Bremsen an Ampeln üblich ist. Das VDIM-System, die Fahrdynamikregelung, steuert den Betrieb aller aktiven Sicherheitssysteme im Auto und fasst sie zu einem einzigen „Organismus“ zusammen.

Das vielleicht erste erfolgreiche Exemplar, das mit einem Hybridmotor ausgestattet war und der breiten Masse zugänglich gemacht wurde, war der inzwischen bekannte Prius von der Firma Toyota. Etwas mehr als drei Liter Benzin verbraucht dieses Wunderauto auf 100 Kilometer im City-Modus. Das japanische Unternehmen ging auch mit seinem Luxus-Hybrid-Crossover Lexus RX400h noch weiter. Aber die Kosten für dieses Auto liegen im Durchschnitt bei 70.000 USD. Beachten Sie, dass der Toyota Prius der ersten Generation Autos der gleichen Klasse mit Verbrennungsmotoren in Bezug auf Geschwindigkeit und Leistungscharakteristik unterlegen war, im Gegensatz zum Lexus RX400h, der anfangs in seiner Klasse gut konkurrierte.

Nach Toyota achteten auch die weltweit führenden Automobilkonzerne auf den Einsatz von Hybridmotoren, da dies als Lösung für das globale Problem der Umweltverschmutzung und des Kraftstoffverbrauchs gesehen wurde. Und so folgte die Ankündigung der Schaffung eines Hybrid-Lkw und Transportfahrzeugs der Volvo Group. Nach ihren Berechnungen wird die Freisetzung dieser Produkte im Laufe der Zeit den Kraftstoffverbrauch um bis zu 35 % senken.

Doch bei all dem großen Wunsch und Kalkül der Automobilkonzerne sind Autos mit Hybridantrieb noch nicht wie warme Semmeln weltweit ausverkauft. Die Popularität von Hybridfahrzeugen gewinnt nur in Kanada und den Vereinigten Staaten an Dynamik. Die Nachfrage nach Hybriden in der amerikanischen Bevölkerung ist aufgrund der stark gestiegenen Kraftstoffpreise, die zuvor gnadenlos befeuert wurden, gestiegen. Schließlich ist die amerikanische Autoindustrie seit jeher berühmt für ihre „Muscle Cars“ mit unglaublich starken Motoren und einem enormen Verbrauch an brennbarer Flüssigkeit. Europäische Autoenthusiasten standen Hybridfahrzeugen im Allgemeinen neutral gegenüber. Es wird von einem ziemlich umweltfreundlichen und sparsameren, vertrauenswürdigen Veteranen betrieben - Diesel.

Die meisten Autos in Europa werden mit Diesel betrieben, was man von den Vereinigten Staaten nicht sagen kann. Darüber hinaus sind Autos mit Dieselmotoren viel billiger als Hybridfahrzeuge, außerdem sind sie einfacher und zuverlässiger in ihrer Konstruktion. Schließlich kennt jeder dieses Postulat: "Je komplexer das System ausgelegt ist, desto weniger zuverlässig." Dieser Faktor bestimmt die Anzahl der Hybridfahrzeuge in unserem Land. Offiziell werden solche Autos nicht an uns geliefert und das Problem einer Tankstelle ist im Pannenfall einfach vorprogrammiert. Es gibt in unserem Land einfach keine spezialisierten Servicestationen für die Reparatur von Hybridmotoren. Und allein, so ein Gerät, denken wir, wird sich kaum jemand daran machen, es zu reparieren.

Hybridmotorgerät - Schaltungsbeschreibung

Deshalb haben wir kurz besprochen, was ein Hybridmotor ist und warum sein Einsatz in der Welt nicht so weit verbreitet ist, wie wir es gerne hätten. Jetzt möchte ich tiefer "graben" und das Schema seiner Struktur betrachten. Aber es sind drei davon. Wir schlagen vor, mit der einfachsten Schaltung zu beginnen, die uns am wenigsten interessiert - dem sequentiellen Hybridmotor.

Reihenschaltbild eines Hybridmotors

In diesem Schema wird das Auto von einem Elektromotor gestartet. Der Verbrennungsmotor steht in Verbindung mit einem Generator, der das Batteriepaket mit Strom versorgt. Plug-in-Hybridfahrzeuge sind oft mit einer Plug-in-Option am Ende der Reise erhältlich. Das Vorhandensein dieser Funktion impliziert die Verwendung von Hochenergiespeicherbatterien, was die Kraftstoffkosten für die Verwendung eines Verbrennungsmotors erheblich senkt, was wiederum die Menge an schädlichen Emissionen in die Atmosphäre reduziert. Zu diesen Autos gehören der Chevrolet Volt und der Opel Ampera. Sie werden auch als Elektroautos mit großer Reichweite bezeichnet. Diese Autos können nur mit Batteriestrom bei einer Geschwindigkeit von 60 km / h und mit der Energie eines Generators fahren, der einen Benzinmotor bis zu 500 Kilometer antreibt.

Parallelschaltung eines Hybridautos

Bei diesem Schema sind ein parallel geschalteter Verbrennungsmotor und ein Elektromotor so eingebaut, dass sie sowohl getrennt voneinander als auch zusammen arbeiten können. Dieser Effekt wird durch die Konstruktion der Einheit erreicht, bei der Benzinmotor, Elektromotor und Getriebe durch automatisch gesteuerte Kupplungen verbunden sind. Ein Auto mit diesem Hybridmotordesign verwendet einen Elektromotor mit geringer Leistung von etwa 20 kW. Seine Hauptaufgabe besteht darin, den Verbrennungsmotor beim Beschleunigen des Fahrzeugs mit Leistung zu versorgen.

In den meisten dieser Konstruktionen zwischen Verbrennungsmotor und ist ein Elektromotor eingebaut Es dient auch als Generator und Starter. Die bekanntesten Vertreter unter den Autos mit sequenziellem Hybridmotor sind BMW Active Hybrid 7, Honda Insight, Volkswagen Touareg Hybrid, Honda Civic Hybrid. Dieses Schema entstand dank der Manifestation der Initiative des Unternehmens Honda mit seinem Integrated Motor Assist - IMA-System. Der Betrieb dieses Systems kann in mehrere charakteristische Modi unterteilt werden:

- Arbeit vom Elektromotor aus;

Gemeinsame Arbeit eines Elektromotors und eines Verbrennungsmotors;

Betrieb am Verbrennungsmotor mit paralleler Ladung der Batterie mit Hilfe eines Elektromotors, der als Generator fungiert;

Laden Sie die Batterie während des regenerativen Bremsens auf.

Serien-Parallel-Hybridschaltung

Bei diesem Schema sind ein Elektromotor und ein Verbrennungsmotor über ein Planetengetriebe verbunden. Dadurch ist es möglich, von jedem der Motoren gleichzeitig Leistung in einem Verhältnis von 0 bis 100 % der Nennleistung auf die Antriebsräder zu übertragen. Die Serien-Parallel-Schaltung unterscheidet sich von der vorherigen dadurch, dass auf der ersten ein Generator installiert ist, der Energie für den Betrieb eines Elektromotors erzeugt.

Berühmte Vertreter von Autos mit einem solchen Hybridmotorschema sind Toyota Prius, Ford Escape Hybrid, Lexus RX 450h. Toyota ist mit seinem Hybrid Synergy Drive - HSD in diesem Segment des Hybridmarktes führend. Der Antriebsstrang des Hybrid Synergy Drive Systems wird wie folgt dargestellt:

- ICE kommuniziert mit einem Planetengetriebe;

Ein Elektromotor, der mit dem Hohlrad des Planetengetriebes verbunden ist;

Das Sonnenrad des Planetengetriebes ist mit dem Generator verbunden.

Der Verbrennungsmotor arbeitet im Atkinson-Zyklus, was bedeutet, dass er bei niedrigen Drehzahlen eine geringe Leistung erzeugt, was zu einer besseren Kraftstoffeffizienz und weniger Abgasen führt.

Hybridauto – Vor- und Nachteile

Positive Aspekte von Hybridmotoren

1. Der wichtigste Vorteil von Hybridfahrzeugen ist ihre Wirtschaftlichkeit. Der Kraftstoffverbrauch dieser Autos ist 25 % geringer als der von Oldtimern mit Verbrennungsmotor. Und das ist in unserer Situation mit ständig steigenden Benzinpreisen ein ganz wichtiger Faktor.

2. Der nächste wichtige Punkt Der nächste wichtige Punkt unter den positiven Aspekten von Hybridmotoren ist die Umweltfreundlichkeit. Hybridautos schaden unserer Umwelt viel weniger als klassische Autos. Dies wird durch einen effizienteren Kraftstoffverbrauch erreicht. Und wenn das Auto komplett zum Stehen kommt, stellt der Verbrennungsmotor den Dienst ein und übergibt die Zügel an den Elektromotor. Folglich wird die Atmosphäre beim Anhalten des Hybridfahrzeugs nicht durch CO2-Emissionen belastet.

3. Hybridbatterien werden von einem Benzinmotor aufgeladen, was bei Elektrofahrzeugen nicht der Fall ist, wodurch die Reichweite des Benzinmotors erheblich verlängert wird. Und es kann auch länger ohne Tanken gehen.

4. Moderne Hybridautos stehen einer ähnlichen Klasse traditioneller Autos in allen grundlegenden Eigenschaften in nichts nach. Lassen Sie uns also diesen Mythos zerstreuen, den viele wahrscheinlich glauben werden.

5. In einer städtischen Umgebung mit häufigen Haltestellen funktionieren Hybridfahrzeuge wie Elektrofahrzeuge.

6. Im Stillstand ist das Hybridfahrzeug völlig geräuschlos, da es nur mit dem Elektromotor läuft.

7. Das Betanken eines Hybrids erfolgt mit Benzin und auf die gleiche Weise wie bei einem herkömmlichen Auto.

Nachteile von Hybridautos

Nichts ist perfekt auf der Welt, daher haben Hybridantriebe auch ihre Nachteile.

1. Und der Hauptnachteil sind teure Reparaturen. Da die Konstruktion solcher Motoren sehr komplex ist, ist es sehr schwierig, einen Spezialisten zu finden, der sich mit der Behebung von Problemen befasst. Dies erklärt die hohen Kosten für die Wartung von Hybriden.

2. Batterien, die auf Hybriden installiert sind, sind anfällig für Selbstentladung. Sie vertragen auch keine plötzlichen Temperaturänderungen. Und ihre Lebensdauer ist sehr begrenzt. Bisher haben wir jedoch noch nicht herausgefunden, welche Auswirkungen die Batterien auf die Umwelt haben, weshalb deren Entsorgung eine problematische Aufgabe ist.

Dass Hybridmotoren mehr Vor- als Nachteile haben, liegt auf der Hand, aber in unserem Land haben sie sich bisher nicht durchgesetzt. Der erste Grund dafür ist der Preis. Die Kosten für den beliebten Toyota Prius in der Ukraine betragen 850.000 UAH. Aber es ist nicht nur das beliebteste in seiner Popularität, sondern auch das billigste. Auch in Russland war geplant, einen Hybrid namens "Yo-mobile" auf den Markt zu bringen, das Projekt wurde jedoch abgebrochen. Das bisher stärkste Hybridfahrzeug ist der BMW ActiveHybrid X6.

Der Kampf für die Umwelt in unserer Zeit ist in vollem Gange und sehr eifrig, in dem Autofahrer dazu angehalten werden, Autos mit Hybridantrieb zu kaufen. In Amerika werden den Besitzern solcher Autos also bestimmte Vorteile und kostenlose Parkplätze geboten. Ähnliche Gesetze sollen auch in unserem Land eingeführt werden, insbesondere sollen die Einfuhrzölle auf Autos mit Hybridantrieb gesenkt werden. Ottomotoren treten bereits langsam in den Hintergrund und verlieren ihre Positionen. Und Hybridmotoren sind einer der wichtigsten Schritte, um dies zu erreichen. Aber solange die Preisklasse dieser Autos auf dem gleichen Niveau bleibt, wird die Nachfrage nach ihnen gering sein.

Über Preise für Autos mit Hybridantrieb

Wie alles Neue, Ungewöhnliche und Interessante unterscheiden sich Autos mit Hybridantrieb von ihren klassischen Gegenstücken durch höhere Kosten. Hybridautos sind heute viel teurer als Autos mit ähnlichen Eigenschaften, aber mit Benzinmotoren. Zum Beispiel ist der Hybrid Toyota Camry fast 7.000 Dollar teurer als sein Benzin-Pendant. Der Hybrid Honda Civic ist um 4.000 US-Dollar höher als sein traditionelles Modell. Der Lexus GS 450h ist ein hervorragendes dynamisches Auto (von 0 auf 100 in nur 5,9 Sekunden), das auch viel sparsamer ist als vergleichbare Power-Limousinen mit Achtzylindermotoren. Der Kraftstoffverbrauch dieses Fahrzeugs beträgt ca. 8 Liter pro 100 Kilometer im kombinierten Zyklus. Der durchschnittliche Verkaufspreis für dieses Auto in der Ukraine beträgt durchschnittlich etwa 80.000 US-Dollar.

Zum Thema Einführung von Hybridautos kann man natürlich lange reden und bestimmte Positionen einnehmen und seine Standpunkte verteidigen, aber eines ist klar – die Zukunft ist nicht mehr weit und bald wird dieser Sprung gemacht . Die Veränderungen in der Automobilindustrie stehen unmittelbar bevor! Und wir hoffen, dass dies das ist, was wir alle brauchen.

Autos mit Hybridantrieb gewinnen langsam aber sicher weiter an Boden auf dem globalen Automobilmarkt. Das Wachstum der Popularität und des Produktionsvolumens solcher Modelle wird durch ganz objektive Faktoren begünstigt - stetig steigende Preise für Dieselkraftstoff und Benzin, die Einführung immer strengerer Anforderungen an Effizienzindikatoren und neue Umweltstandards von Motoren.

Hybridauto: Was ist das?

"Hybrid" in der Übersetzung aus dem Lateinischen ist ein Objekt, das durch die Kombination von Elementen unterschiedlicher Herkunft entsteht. In der Welt der Automobiltechnik beinhaltet dieses Konzept eine Kombination von zwei Antriebsarten. Die Rede ist von einem Verbrennungsmotor (ICE) und einem Elektromotor (alternativ einem Druckluftmotor). Gleichzeitig setzen moderne Automobilhersteller auf intelligentes Energiemanagement.

Es gibt zwei Arten von Kraftwerken für Pkw-Hybride - Voll- (Vollhybride) und Leichtbau (Mild-Hybride). Die erste Option besteht darin, das Auto mit einem leistungsstarken Elektromotor auszustatten, der effektiv mit einem Verbrennungsmotor gepaart ist und das Auto bei niedriger Geschwindigkeit selbstständig fahren kann. In der Light-Version hat der Elektromotor nur eine Nebenrolle.

Ein kleiner Ausflug in die Geschichte

Die ersten serienmäßigen Hybrid-Prius-Liftbacks liefen vor fast zwei Jahrzehnten, im Jahr 1997, vom Band. Zwei Jahre später brachte Honda das Insight-Modell auf den Markt, und nach einer Weile schlossen sich europäische und amerikanische Autogiganten - Ford, Audi, Volvo, BMW - den japanischen Herstellern an. Bis 2014 hatte die Gesamtzahl der verkauften Hybride in der Flotte die 7-Millionen-Marke überschritten.

Allerdings darf man nicht meinen, dass der Verbrennungsmotor und der Elektromotor erst Ende des 20. Jahrhunderts parallel zu arbeiten begannen. Der Lohner-Porshe Semper Vivus, ein Auto des legendären österreichischen Designers Ferdinand Porsche im fernen Jahr 1900, wurde nach unserem heutigen Verständnis der Erstgeborene unter den Autohybriden.

Diagramme von Hybridkraftwerken

Parallel

Bei Autos, in denen eine Parallelschaltung realisiert ist, ist der Verbrennungsmotor der führende. Nebenbei spielt ein leistungsstarker Elektromotor, der sich beim Beschleunigen oder Verzögern einschaltet und regenerative Energie speichert. Die Konsistenz des Betriebs des Verbrennungsmotors und des Elektromotors wird durch ein Computersteuerungssystem sichergestellt.

Konsistent

Das einfachste Schema für ein Hybridauto. Sein Funktionsprinzip basiert auf der Übertragung des Drehmoments vom Verbrennungsmotor auf einen Generator, der Strom erzeugt und die Batterie auflädt. Die Bewegung der Maschine erfolgt durch elektrische Traktion.

Gemischt

Eine Variante der gleichzeitigen Realisierung einer Serien- und Parallelschaltung. Beim Anfahren und Fahren mit niedrigen Geschwindigkeiten nutzt das Auto elektrische Traktion, und der Verbrennungsmotor sorgt für den Betrieb des Generators. Das Fahren mit hoher Geschwindigkeit beruht auf der Übertragung des Drehmoments vom Verbrennungsmotor auf die Antriebsräder. Bei erhöhten Lasten übernimmt die Batterie die Versorgung des Elektromotors mit zusätzlicher Leistung. Das Zusammenspiel von Elektromotor und Verbrennungsmotor wird durch ein Planetengetriebe erreicht.

Vorteile

Das Hybridauto vereint die Vorteile von Elektro- und Verbrennungsmotor. Die Vorteile eines Elektromotors sind ein hervorragendes Drehmomentverhalten und ein Verbrennungsmotor ist ein flüssiger Kraftstoff und ein komfortabler Energieträger. Der erste ist im Modus der häufigen Stopps und Starts wirksam, der für den Stadtverkehr typisch ist, der zweite - bei konstanter Drehzahl. Die unbestreitbaren Vorteile eines solchen Tandems:

• Effizienz (bei gleicher Laufleistung ist der Kraftstoffverbrauch des Hybrids 20-25% geringer als der des klassischen Modells);
• große Gangreserve;
• Umweltfreundlichkeit (verringerte Menge schädlicher Emissionen in die Atmosphäre durch rationellen Kraftstoffverbrauch);
• minimaler Verschleiß der Bremsbeläge (gesichert durch regeneratives Bremsen);
• verbesserte Leistungsindikatoren;
• die Möglichkeit zu sparen und wiederzuverwenden sind Batterien und spezielle Kondensatoren).

Nachteile

• Hohe Kosten aufgrund der Komplexität der Auslegung des Kraftwerks.
• Teure Hybridfahrzeugreparatur und Batterieentsorgungsprobleme.
• Relativ schwer.
• Anfälligkeit zur Selbstentladung.

Was sagen Autobesitzer?

Autoenthusiasten auf der ganzen Welt tauschen aktiv ihre Erfahrungen mit der Eroberung von Straßen und Eindrücken von Autos aus und analysieren die Vor- und Nachteile von Modellen, die sie gut kennen. Auch Hybridautos wurden nicht ignoriert. Die Bewertungen ihrer Besitzer bezeugen beredt die Zuverlässigkeit solcher Maschinen und die Fähigkeit, einen Teil des für den Kauf von Kraftstoff aufgewendeten Familienbudgets erheblich einzusparen. Der letzte Vorteil ist für Fernreisende sehr wichtig. Zu den Nachteilen zählen die hohen Wartungskosten von Hybriden und die im Vergleich zu Oldtimern schlechteste Kurvenstabilität.

Top beste Modelle

Toyota Prius ("Toyota Prius")

Pionier der Hybridfamilie, ausgestattet mit zwei Elektromotoren (42 kW und 60 kW) in Kombination mit einem 1,8-Liter-Verbrennungsmotor (98 PS). Die Höchstgeschwindigkeit beträgt 180 km/h. Erschwingliche Preise und ein außergewöhnlicher Kraftstoffverbrauch haben den Toyota Prius seit vielen Jahren zu einem meistverkauften Konkurrenten in seinem Segment gemacht.

Toyota Camry Hybrid

Ein Hybridauto mit deutlicher Wirtschaftlichkeit, attraktivem Design, Komfort und Hightech. Ein weiterer Vorteil, der den Toyota Camry von seinen Hybrid-Kollegen unterscheidet, ist seine schnelle Beschleunigung (dieses Modell kann in 7,4 Sekunden auf 100 km / h beschleunigen).

Chevrolet Volt

Ein praktischer viersitziger Schrägheck mit hervorragenden Fahreigenschaften. Wiederaufladbarer Hybrid (Plug-in-Hybridfahrzeug). Es ist mit einem Benzinmotor (Volumen 1,4 Liter, Leistung 84 PS), einem Lithium-Ionen-Akku mit langer Lebensdauer und einem Elektromotor ausgestattet, der das Auto antreibt. Die elektrische Laufleistung im Stadtzyklus beträgt etwa 54-60 km.

Volvo V60 Plug-in

Das erste Modell unter den Pkw-Hybriden mit Turbodieselmotor (Volumen 2,4 Liter, Leistung 215 PS, durchschnittlicher Dieselverbrauch pro 100 km beträgt 1,9 Liter). Die Fähigkeiten des Elektromotors dieses Diesel-Kombi ermöglichen es, 50 km mit elektrischer Traktion zu fahren.

Honda Civic Hybrid

Die Entwickler des Autos haben sich auf so wichtige Eigenschaften für den Verbraucher wie Komfort, Kraftstoffverbrauch und Praktikabilität verlassen. Die Hauptkomponenten der Popularität des Honda Civic Hybrid sind Kompaktheit, die aufgrund spezieller Designlösungen auffallend mit der Kapazität des Hybrids kombiniert wird, Wirtschaftlichkeit und attraktives Design.

Perspektiven oder ein kurzer Appell an einen Skeptiker

Hybride Technologien haben ihre Befürworter und Gegner. Einige sind von ihrer Relevanz und Wirksamkeit überzeugt, andere werden nicht müde, auf die Mängel hinzuweisen. Wenn Sie bereits einen Oldtimer mit Diesel- oder Benzinmotor besitzen, mit seinem Design, dem geringen Kraftstoffverbrauch, den technischen und fahrtechnischen Eigenschaften zufrieden sind, sollten Sie sich vielleicht nicht beeilen, einen Hybrid zu kaufen. Warten Sie, bis die Hersteller fortschrittlichere Versionen auf den Markt bringen.

Dehne die Wartezeit nur nicht zu lange, damit du die verlorene Zeit nicht bereuen musst und dich wunderst, warum du den Kauf so lange aufgeschoben hast. Auf den Straßen von Megacities und Kleinstädten wird sich laut Experten in den kommenden Jahren ein Hybridauto durchsetzen. Gleichzeitig wird eine deutliche Erweiterung der bestehenden Modellpalette prognostiziert. Hybride werden ihren rechtmäßigen Platz in jedem Segment der Autopalette einnehmen – von Crossovern und Supersportwagen bis hin zu Minivan-Arbeitern.

Die überwiegende Mehrheit der modernen Autos verwendet einen Verbrennungsmotor als Antriebseinheit. Vor dem Hintergrund der schleichenden Erschöpfung der Ölreserven sowie steigender Anforderungen an die Umweltfreundlichkeit entwickeln Automobilingenieure neue Technologien, die den Einsatz von Kohlenwasserstoffen als Kraftstoff eliminieren oder zumindest den Verbrauch senken.

Es gibt zwei Möglichkeiten, dieses Problem zu lösen: Statt des Verbrennungsmotors einen Elektromotor oder einen Hybridmotor zu installieren. Letzteres wird von vielen Automarken verwendet.

Wie der Name schon sagt, ist ein solches Aggregat ein klassischer Verbrennungsmotor und gleichzeitig ein Elektromotor, kombiniert zu einem Ganzen. Aus vielen Gründen ist eine solche Lösung der reinen Elektrotraktion vorzuziehen.

Heutzutage hat ein Elektroauto gravierende Nachteile. Die wichtigsten davon sind das Fehlen eines ausgebauten Netzes von Elektrotankstellen sowie die unzureichende Fahrstrecke ohne Aufladen (für verschiedene Modelle von Elektrofahrzeugen reicht sie von 80 bis 160 km).

Zudem dauert es mehrere Stunden, bis die Akkus vollständig aufgeladen sind, wodurch sich die Mobilität eines solchen Autos auf Fahrten von der Wohnung zur Arbeit und zurück beschränkt.

Nichtsdestotrotz dürfen wir die Vorteile eines Elektromotors nicht vergessen, darunter ein höherer Wirkungsgrad (bei einem Verbrennungsmotor wird der maximale Wirkungsgrad nur bei bestimmten Drehzahlen erreicht), die Abwesenheit von Emissionen und ein großes Drehmoment.

Der Elektromotor benötigt im Gegensatz zu einem mit Erdölprodukten betriebenen Antrieb keine ständige Kraftstoffzufuhr. Es kann so lange wie nötig im ausgeschalteten Zustand sein, bis es mit Strom versorgt wird. Mit Strom versorgt, überträgt er blitzschnell die maximale Traktion auf die Räder.


Der Hybridmotor vereint die Vorteile beider Motoren und erreicht dadurch Effizienz, Umweltfreundlichkeit und gute dynamische Eigenschaften.

Wie Hybridmotoren funktionieren

Der Hybridmotor ist so ausgelegt, dass beide Motoren relativ aufeinander wirken. Der Verbrennungsmotor dreht den Generator und versorgt den Elektromotor mit Energie, wodurch der „Partner“ ohne plötzliche Schwankungen und Belastungen im optimalen Modus arbeiten kann. Darüber hinaus sind Hybride in der Regel mit einem KERS-System zur kinetischen Energierückgewinnung (ähnlich wie bei Formel-1-Autos) ausgestattet.

Dieses System ermöglicht das Aufladen der Batterien beim Bremsen und im Schubbetrieb. Das Funktionsprinzip besteht darin, dass die Räder beim Bremsen von einem Elektromotor angetrieben werden, der in diesem Fall selbst die Rolle eines Generators übernimmt und die Batterien auflädt. KERS ist besonders nützlich, wenn Sie im „Start-Stopp“-Modus durch die Stadt fahren.

Je nach Hybridisierungsgrad wurden die Triebwerke in drei Typen unterteilt: „moderat“, „voll“ und „plug-in“. Bei "moderaten" läuft der Verbrennungsmotor ständig und der Elektromotor wird nur eingeschaltet, wenn zusätzliche Leistung benötigt wird.

Ein Auto mit einem "Voll"-Hybrid kann mit einer elektrischen Traktion fahren, ohne Kraftstoff zu verbrauchen.

Plug-in kann wie ein Vollhybrid nur mit Strom fahren, kann aber an der Steckdose aufgeladen werden, wodurch alle Vorteile eines Elektroautos kombiniert und dessen Hauptnachteil beseitigt wird - begrenzte Kilometerleistung ohne Aufladen. Wenn die Batterien leer sind, funktioniert das Plug-in wie ein normaler Hybrid.

Interaktionsschemata zwischen Elektromotor und Verbrennungsmotor

Ingenieure verschiedener Unternehmen haben unterschiedliche Herangehensweisen an das Thema Hybrid-Motorenbau. Moderne Autos sind mit Hybridmotoren ausgestattet, die nach einem von drei Schemata der Interaktion von Kraftstoff und elektrischen Komponenten gebaut sind, die im Folgenden erörtert werden.

Serienschaltung

Dies ist die einfachste Möglichkeit. Das Funktionsprinzip ist wie folgt: In diesem Fall wird das Drehmoment des Verbrennungsmotors ausschließlich auf den Generator übertragen, der Strom erzeugt und die Batterien auflädt. In diesem Fall bewegt sich das Auto nur mit elektrischer Traktion.

Ein kinetisches Energierückgewinnungssystem wird auch verwendet, um die Batterie aufzuladen. Seinen Namen verdankt dieses Schema den sukzessiven Energieumwandlungen: Die Verbrennungsenergie des Verbrennungsmotors wird in mechanische Energie, dann mit Hilfe eines Generators in elektrische Energie und wieder in mechanische Energie umgewandelt.


Die Vorteile dieses Designs sind wie folgt:

• Der Verbrennungsmotor läuft immer mit konstanter Drehzahl und maximaler Effizienz;
• es besteht keine Notwendigkeit, das Auto mit einem leistungsstarken und gefräßigen Motor auszustatten;
• keine Notwendigkeit für Kupplung und Getriebe;
• Durch die in der Batterie gespeicherte Energie kann sich das Auto auch bei ausgeschaltetem Verbrennungsmotor bewegen.

Das sequentielle Schema hat jedoch seine Nachteile:

1. Energieverluste im Transformationsprozess;
2. große Größe, Gewicht und hohe Kosten von wiederaufladbaren Batterien.

Dieses Schema ist am effektivsten, wenn Sie mit häufigen Stopps fahren, wenn KERS aktiv arbeitet. Daher fand sie Anwendung im öffentlichen Verkehr. Sequentielle Hybridmotoren werden auch in Mining Trucks verwendet, die zum Betrieb ein hohes Drehmoment und keine hohe Geschwindigkeit erfordern.

Parallelschaltung

Das Funktionsprinzip eines "parallelen" Hybridmotors unterscheidet sich völlig von dem oben beschriebenen. Autos mit Hybridmotor in Parallelschaltung werden sowohl von einem Verbrennungsmotor als auch von einem Elektromotor angetrieben. In diesem Fall muss der Elektromotor reversibel sein, d.h. als Generator arbeiten kann. Der koordinierte Betrieb beider Motoren wird durch Computersteuerung erreicht.

Je nach Fahrmodus verteilt das Steuergerät die Drehmomente beider Hybridelemente. Die Hauptarbeit leistet der Verbrennungsmotor, der Elektromotor wird bei zusätzlichem Leistungsbedarf (beim Anfahren, Beschleunigen) zugeschaltet, beim Bremsen und Verzögern arbeitet er als Generator.


Die Vorteile dieser Anordnung bestehen darin, dass keine Batterie mit großer Kapazität installiert werden muss, der Energieverlust viel geringer ist als bei einem sequentiellen Schema, da der Verbrennungsmotor direkt mit den Antriebsrädern verbunden ist, und darüber hinaus die Konstruktion selbst ist recht einfach, was bedeutet, dass es billig ist.

Die Hauptnachteile des Systems sind eine geringere Kraftstoffeffizienz im Vergleich zu anderen Optionen und eine geringe Effizienz unter städtischen Bedingungen. Autos mit Hybridmotor in Parallelbauweise sind auf der Autobahn am effizientesten.

Hybridautos der Marke Honda werden nach diesem Schema gebaut. Der Leitgedanke der Unternehmensführung: Das Konzept des Hybridmotors soll so einfach und günstig wie möglich sein, und die Funktion des Elektromotors besteht nur darin, dem Verbrennungsmotor zu helfen, so viel Kraftstoff wie möglich zu sparen. Diese Marke hat zwei Hybridmodelle - Civic (eingestellt im Jahr 2010) und Insight.

Seriell-Parallel-Schaltung

Eine Serien-Parallel-Schaltung ist eine Kombination der ersten beiden. Die Parallelschaltung wurde um einen zusätzlichen Generator und Leistungsteiler erweitert. Aus diesem Grund bewegt sich das Auto beim Anfahren und bei niedrigen Geschwindigkeiten nur mit elektrischer Traktion, der Verbrennungsmotor sorgt nur für den Betrieb des Generators (wie bei einem sequentiellen Schema).

Bei hohen Geschwindigkeiten werden auch die Antriebsräder vom Verbrennungsmotor angetrieben. Bei erhöhter Belastung (z. B. beim Bergauffahren), wenn der Generator nicht den erforderlichen Strom liefern kann, erhält der Elektromotor zusätzliche Energie aus der Batterie (Parallelschaltung).


Da das System über einen separaten Generator verfügt, der die Batterie auflädt, wird der Elektromotor nur zum Antrieb der Antriebsräder und beim regenerativen Bremsen verwendet. Über das Planetengetriebe (auch bekannt als Verteilergetriebe) wird ein Teil des Drehmoments des Verbrennungsmotors teilweise auf die Räder übertragen und teilweise für den Betrieb des Generators verwendet, der entweder einen Elektromotor oder einen Akku speist. Die elektronische Steuereinheit regelt ständig die Stromzufuhr aus beiden Quellen.

Die Vorteile eines Seriell-Parallel-Hybridmotors dieses Schemas sind maximale Kraftstoffeffizienz und hohe Umweltfreundlichkeit. Die Nachteile des Systems sind der konstruktive Aufwand und die hohen Kosten, da ein zusätzlicher Generator, eine ausreichend große Batterie und eine aufwendige elektronische Steuereinheit erforderlich sind.

Eine Serie-Parallel-Schaltung wird bei Toyota-Fahrzeugen (Prius, Camry, Highlander Hybrid, Harrier Hybrid) sowie bei einigen Lexus-Modellen verwendet. Ähnliche Hybridmotoren werden im Ford Escape Hybrid und Nissan Altima Hybrid verwendet.

Ein Hybridmotor (oder Hybrid) ist ein Kraftwerk, das mehrere Kraftstoffarten (zwei oder mehr Quellen) und einen synergistischen Effekt aus ihrer kombinierten Verwendung verwendet. Es kann Benzin und Strom, Benzin und Gas, Diesel und Strom, Wasserstoff, Benzin und Strom und viele andere Kombinationen sein. Glücklicherweise ermöglicht Ihnen die moderne Technologie dies.

Geschichte der Hybridmotoren.

Es ist ein Trugschluss, einen Hybridmotor als eine Art hochmoderne Erfindung zu betrachten. Ja, moderne Hybride sind ein High-Tech-Engineering-Projekt, aber wenn man es sich ansieht, stammt der Hybridmotor aus dem 19. und 20. Jahrhundert. So begann 1897 das französische Unternehmen Parisienne des Voitures Electriques mit der Produktion von Autos mit Hybridantrieb.

Etwas später, im Jahr 1900, begann der berühmte amerikanische Konzern General Electric, die Herstellung von Hybriden zu beherrschen. Interessanterweise wurden Hybrid-Lkw bis 1940 in Chicago hergestellt, obwohl es sich im Allgemeinen um eine Nichtserienproduktion handelte.

Die Hybridtechnologie hat sich damals aus mehreren Gründen nicht durchgesetzt. Erstens waren die Preise für Kraftstoffe und Energieressourcen in diesen Jahren so niedrig, dass sie jede wirtschaftliche Machbarkeit der Herstellung von Hybriden übertrafen. Zweitens war die Leistung eines herkömmlichen Benzinmotors dann eindeutig viel größer.

Die Energiekrise der letzten Jahre, verbunden mit rasant steigenden Energiepreisen, sowie die Verschärfung der Umweltstandards haben die Hersteller dazu bewogen, effiziente Hybridmotoren einer neuen Generation zu entwickeln und zu produzieren. Ein moderner Hybrid ist in der Regel ein System aus zwei Hauptkraftwerken: Benzin (oder Diesel) und Elektro. Darüber hinaus sind mehrere weitere Stützknoten an der Kette beteiligt. Dies können beispielsweise sein: ein elektrischer Generator, ein Akku (speichert eine Ladung), ein Wechselrichter (wandelt Gleichstrom in Wechselstrom um) und ein elektronischer Variator. All dies wird von einem modernen leistungsstarken Computer gesteuert und gesteuert, der die Effizienz des Energieressourcenverbrauchs im Vergleich zur traditionellen manuellen oder analogen Steuerung verzehnfacht. Der Kraftstoffteil des Systems kann gleichzeitig mit dem elektrischen arbeiten, es sind jedoch auch separate Zyklen vorgesehen. Es ist wichtig, dass während des Betriebs des Kraftstoffsystems das elektrische nicht im Leerlauf steht, sondern Energie akkumuliert (akkumuliert).

Das Gerät, das Funktionsprinzip eines Hybridmotors. Heute gibt es verschiedene Arten von Hybriden:

• Seriell (Serienhybrid). Dabei treibt ein Verbrennungsmotor einen Generator an, der den Elektromotor mit Strom versorgt. Letzterer wiederum dreht die Räder des Autos. Dieser Ansatz ermöglicht die Verwendung eines Benzinmotors mit geringer Leistung, vorausgesetzt, er läuft jederzeit mit maximaler Effizienz. Autos mit diesem Schema sind normalerweise klein und haben eine große Batterie (zum Beispiel der Chevrolet Volt);
• Parallelhybrid In diesem Fall werden die Räder des Autos sowohl von einem Benzin- als auch einem Elektromotor angetrieben. Je nach Fahrbedingungen kann der Elektromotor zusätzliche Leistung erzeugen. Dieses Schema ist sehr verbreitet. In diesem Fall sind die Batterien kompakt und werden während der Fahrt geladen. Der größte Nachteil hierbei ist, dass der Elektromotor nicht gleichzeitig die Räder drehen und die Batterie laden kann. Ein ähnliches Schema wird bei Civic Hybrid- und Volkswagen Touareg Hybrid-Fahrzeugen implementiert;
• Seriell-Parallel (gemischt). Aus dem Namen lässt sich leicht vermuten, dass der dritte Typ die beiden vorherigen kombiniert. Dies ist derzeit das effizienteste Hybridsystem. Zum Drehen der Räder kann eine kombinierte Traktion (Benzinmotor plus Elektromotor) verwendet werden. Außerdem kann der Elektromotor gleichzeitig Strom erzeugen (als Generator arbeiten) und Schub erzeugen (wie ein Motor). Der Nachteil der Regelung sind die sehr hohen Kosten.

Ein Beispiel für ein gemischtes Schema ist der Hybrid Synergy Drive von Lexus (Toyota). Es gibt einen 3,3-Liter-Benzinmotor, 2 Elektromotoren und einen Akku. Zur Kommunikation zwischen diesen drei Bauelementen wird eine kompakte Planeten-Leistungsverteilungsvorrichtung verwendet, die Energieverluste durch Reibung reduziert. Zur Steuerung der Energieflüsse stehen eine Steuereinheit und ein Halbleiterschaltgerät zur Verfügung. Der Wechselrichter im HSD-Gerät wandelt den Gleichstrom der Batterie in Wechselstrom für den Elektromotor um.

Ein Elektromotor wird verwendet, um das Auto bei niedrigen Geschwindigkeiten zu bewegen und zu starten. So sparen Sie Benzin und fahren ruhig. Beim Umschalten in den normalen Fahrmodus wird der Benzinmotor eingeschaltet, der parallel zu den Elektromotoren läuft. Überschüssige Energie wird an die Batterie gesendet. Beim Beschleunigen läuft der Verbrennungsmotor aktiv. Im Bremsbetrieb kommt das sogenannte regenerative Bremssystem zum Einsatz, bei dem die Elektromotoren im Generatorbetrieb arbeiten und die Batterie wieder aufladen. Jene. in den Hauptbetriebsarten wird ein Benzinmotor verwendet und in Zwischen- (Übergangs-)Betriebsarten ein elektrischer.

Vor- und Nachteile eines Hybridmotors. Natürlich hat die Hybridanlage trotz des hohen Stands der Technik sowohl unbestreitbare Vorteile als auch einige Nachteile, an denen führende Ingenieure weiter arbeiten. Beginnen wir mit den Vorzügen:

• effizienter Kraftstoffverbrauch und Einsparungen von bis zu 35%;
• geringe Toxizität der Abgase;
• wenig Lärm;
• ausgezeichnetes Handling und sanftere Beschleunigung des Autos;
• vollständige Kontrolle der Anlage über einen Bordcomputer und elektronische Systeme;
• Batteriekomponenten von Hybridfahrzeugen sind leicht zu recyceln und zu recyceln;
• regeneratives Bremssystem hilft Energie zu sparen;
• lange Batterielebensdauer für ein Hybridfahrzeug.

Zu den Nachteilen von Hybriden gehören die folgenden:

• hohe Kosten für Fahrzeuge mit Hybridkraftwerk;
• hohe Kosten für Bauteile und Reparaturen. Es ist unwahrscheinlich, dass es selbst repariert werden kann, und ein vollwertiger Service für solche Autos kann vorerst nur in sehr großen Städten angeboten werden. Außerdem kann es zu Verzögerungen bei der Lieferung der notwendigen Ersatzteile kommen;
• das elektrische System verträgt keine signifikanten Temperaturänderungen.

Ein weit verbreitetes Missverständnis über Hybridmotoren ist der Mythos vom Leistungs- und Wirkungsgradverlust im Kraftwerk. Dies ist bei der Power des Hybrids in voller Ordnung nicht der Fall. Außerdem wird kein Sonderkraftstoff zum Betanken benötigt.

Die weltweit führenden Automobilhersteller haben die Vorteile von Hybridmotoren bereits erkannt. Die Zahl der Hybridfahrzeuge wächst von Jahr zu Jahr und erfreut sich bei Autofahrern immer größerer Beliebtheit. Märkte expandieren. Der Hybridmotor ist ein wahres Meisterwerk der Ingenieurskunst, ein hochmodernes sparsames und umweltfreundliches Gerät, hinter dem die nahe Zukunft der globalen Automobilindustrie steht. Angesichts der steigenden Kosten für Kohlenwasserstoff-Brennstoff kann mit Sicherheit vorausgesagt werden, dass Hybridkraftwerke in 5-10 Jahren weltweit verbreitet sein werden.

Wie es funktioniert, betrachten Sie das Beispiel des Touareg mit Hybridantrieb.

Was bedeutet Hybridtechnologie?

Der Begriff "Hybrid" stammt vom lateinischen Wort hybrida ab und bedeutet etwas gekreuztes oder gemischtes. In der Technik ist ein Hybrid ein System, bei dem zwei unterschiedliche Technologien miteinander kombiniert werden. Im Zusammenhang mit Antriebskonzepten wird der Begriff Hybridantriebstechnik für zwei Bereiche verwendet: Dual-Fuel-(oder Dual-Fuel-)Antriebsstrang Hybridantriebsstrang

Hybridantriebstechnik ist eine Kombination aus zwei unterschiedlichen Antriebssträngen, die nach unterschiedlichen Wirkprinzipien arbeiten. Als Hybridantriebstechnik wird derzeit die Kombination eines Verbrennungsmotors und eines Elektromotors/Generators (elektrische Maschine) bezeichnet. Diese elektrische Maschine kann als Generator zur Erzeugung von elektrischem Strom, als Fahrmotor zum Antrieb eines Autos und als Anlasser zum Starten eines Verbrennungsmotors verwendet werden. Je nach Ausführung des Grundaufbaus werden drei Arten von Hybridantrieben unterschieden: die sogenannten. "Micro-Hybrid"-Aggregat, das sogenannte. "Mid-Hybrid"-Aggregat, das sogenannte. "Vollhybrid"-Aggregat.

„Micro-Hybrid“-Antriebsstrang

Bei diesem Antriebskonzept dient die elektrische Komponente (Starter / Lichtmaschine) ausschließlich der Start-Stopp-Funktion. Ein Teil der kinetischen Energie kann als elektrische Energie wiederverwendet werden (Rekuperation). Eine alleinige elektrische Traktion ist nicht vorgesehen. Die Parameter der 12-Volt-Glasfaserbatterie sind auf häufige Motorstarts abgestimmt.

Antrieb „Mittelhybrid“

Der Elektroantrieb hält den Verbrennungsmotor am Laufen. Die Bewegung des Autos nur mit elektrischer Traktion ist unmöglich. Bei einem „Mid-Hybrid“-Antrieb wird der Großteil der kinetischen Energie beim Bremsen zurückgewonnen und als elektrische Energie in der Hochvoltbatterie gespeichert. Die Hochvoltbatterie sowie die elektrischen Komponenten sind für höhere elektrische Spannungen und damit höhere Leistungen ausgelegt. Dank der Unterstützung des Generatormotors kann die Betriebsart der Wärmekraftmaschine in den Bereich des maximalen Wirkungsgrades verschoben werden. Dies wird als Lastpunktverschiebung bezeichnet.

„Vollhybrid“-Antriebsstrang

Der leistungsstarke Elektromotor/Generator wird mit einem Verbrennungsmotor kombiniert. Nur elektrisches Fahren ist möglich. Der Elektromotor/Generator unterstützt, wenn die Bedingungen es zulassen, den Betrieb des Verbrennungsmotors. Die Bewegung mit niedriger Geschwindigkeit wird nur mit elektrischer Traktion durchgeführt. Implementierung der Start-Stopp-Funktion für einen Verbrennungsmotor. Die Regeneration dient zum Laden der Hochvoltbatterie. Durch eine Entkopplungskupplung zwischen Verbrennungsmotor und Elektromotor/Generator kann die Entkopplung der beiden Systeme sichergestellt werden. Der Verbrennungsmotor wird nur bei Bedarf in Betrieb genommen.

Hybride Grundlagen

Vollhybrid-Antriebsstrangsysteme werden in drei Untergruppen unterteilt: paralleler Hybridantriebsstrang, geteilter Antriebsstrang (mit geteilten Leistungsströmen) und sequenzieller Hybridantriebsstrang.

Parallel-Hybrid-Antriebsstrang

Das parallele Design des Hybridantriebsstrangs ist einfach. Es wird verwendet, wenn es notwendig ist, ein bestehendes Fahrzeug zu "hybridisieren". Verbrennungsmotor, Elektrogenerator und Getriebe befinden sich auf einer Achse. Typischerweise verwendet ein paralleles Hybridantriebsstrangsystem einen einzelnen Elektromotor/Generator. Die Summe der Einheitsleistung des Verbrennungsmotors und der Leistung des Elektromotors des Generators entspricht der Gesamtleistung. Dieses Konzept bietet eine hohe Anleihe am Vorgängerfahrzeug. Bei allradgetriebenen Fahrzeugen mit Parallelhybridantrieb werden alle vier Räder von einem Torsen-Differential und einem Verteilergetriebe angetrieben.

Separater Hybridantrieb

Das Split-Hybrid-System verfügt neben dem Verbrennungsmotor über einen Elektromotor/Generator. Beide Motoren befinden sich unter der Haube. Das Drehmoment des Verbrennungsmotors sowie des Elektromotors des Generators wird über das Planetengetriebe auf das Getriebe des Fahrzeugs übertragen. Im Gegensatz zum Parallelhybridantrieb lässt sich so die Summe der Einzelleistungen für den Radantrieb nicht ableiten. Der erzeugte Strom wird teils für den Antrieb des Autos verbraucht und teils in Form von elektrischer Energie in der Hochvoltbatterie gespeichert.

Sequentieller Hybridantriebsstrang

Das Fahrzeug ist mit einem Verbrennungsmotor, einem Generator und einem Elektromotor-Generator ausgestattet. Im Gegensatz zu den beiden zuvor beschriebenen Konzepten hat der Verbrennungsmotor jedoch nicht die Fähigkeit, das Fahrzeug unabhängig mit einer Welle oder durch ein Getriebe anzutreiben. Die Kraft des Verbrennungsmotors wird nicht auf die Räder übertragen. Der Hauptantrieb des Autos erfolgt durch einen Elektromotor-Generator. Ist die Kapazität der Hochvoltbatterie zu gering, startet der Verbrennungsmotor. Der Verbrennungsmotor lädt die Hochvoltbatterie über einen Generator. Der Elektromotor-Generator kann wiederum von der Hochvoltbatterie gespeist werden.

Separater serieller Hybridantriebsstrang

Der Split-sequentielle Hybridantriebsstrang ist eine Mischform der beiden oben beschriebenen Hybridantriebe. Das Fahrzeug ist mit einem Verbrennungsmotor und zwei Elektromotoren und Generatoren ausgestattet. Unter der Motorhaube befinden sich der Verbrennungsmotor und der erste Elektromotor/Generator. Der zweite Elektromotor/Generator befindet sich an der Hinterachse. Dieses Konzept wird bei allradgetriebenen Fahrzeugen verwendet. Der Verbrennungsmotor und der erste Elektromotor/Generator können über das Planetengetriebe das Getriebe des Fahrzeugs antreiben. Und in diesem Fall gilt die Regel, dass einzelne Antriebsleistungen nicht in Form von Gesamtleistungen dem Radantrieb entnommen werden können. Ein zweiter Elektromotor / Generator an der Hinterachse wird bei Bedarf aktiviert. Bei dieser Antriebsauslegung befindet sich die Hochvoltbatterie zwischen beiden Achsen des Fahrzeugs.

Andere Begriffe und Definitionen Andere Begriffe und Definitionen, die im Zusammenhang mit der Hybridtechnologie gebräuchlich sind, werden hier kurz erläutert.

Erholung. Im Allgemeinen bedeutet dieser Begriff in der Technik eine Methode der Energierückführung. Bei der Rekuperation wird die vorhandene Energie einer Art in eine andere umgewandelt, die in der späteren Energieform genutzt wird. Die potentielle chemische Energie des Kraftstoffs wird im Getriebe in kinetische Energie umgewandelt. Wird das Auto mit einer konventionellen Bremse gebremst, wird die überschüssige Bewegungsenergie durch Reibung der Bremsen in Wärmeenergie umgewandelt. Die dabei entstehende Wärme wird an die Umgebung abgegeben und kann daher in Zukunft nicht genutzt werden.

Wird hingegen, wie bei der Hybridantriebstechnik, zusätzlich zu den klassischen Bremsen der Generator als Motorbremse eingesetzt, wird ein Teil der Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt und steht so für eine spätere Nutzung zur Verfügung. Die Energiebilanz des Fahrzeugs wird verbessert. Diese Art des regenerativen Bremsens wird als regeneratives Bremsen bezeichnet.

Sobald im Zwangsleerlauf die Fahrgeschwindigkeit durch Bremsen durch Treten des Bremspedals reduziert wird oder das Fahrzeug ausrollt oder das Fahrzeug bergab fährt c Das Hybridantriebssystem schaltet den Elektromotor-Generator ein und nutzt ihn im Generatorbetrieb.

In diesem Fall lädt er die Hochvoltbatterie. Also im erzwungenen Ruhemodus
move wird es möglich, Fahrzeuge mit Elektro-Hybridantrieb mit Strom zu „betanken“.
Beim Segeln des Fahrzeugs wird der im Generatorbetrieb arbeitende Elektromotor-Generator
wandelt aus Bewegungsenergie nur so viel Energie in elektrische Energie um, dass
für den Betrieb eines 12-Volt-Bordnetzes erforderlich.

Elektromotor Generator (elektrische Maschine)

Anstelle der Begriffe Generator, Elektromotor und Starter wird der Begriff Elektromotor-Generator oder elektrische Maschine verwendet. Grundsätzlich kann jeder Elektromotor auch als Generator verwendet werden. Wird die Welle des Elektromotors von einem Fremdantrieb angetrieben, erzeugt der Elektromotor wie ein Generator elektrische Energie. Wird einer elektrischen Maschine elektrische Energie zugeführt, funktioniert diese wie ein Elektromotor. Somit ersetzt der Elektromotor/Generator von Elektro-Hybridfahrzeugen sowohl den konventionellen Starter des Verbrennungsmotors als auch den konventionellen Generator (Lichtgenerator).

Elektrisches Gaspedal (E-Boost)

Ähnlich der Kickdown-Funktion von Verbrennungsmotoren, die die maximale Motorleistung zur Verfügung stellt, verfügt der Hybridantrieb über ein elektrisches Gaspedal namens E-Boost. Bei Nutzung der Funktion liefern der Elektromotor-Generator und der Verbrennungsmotor ihre maximalen Einzelleistungen, die zum höheren Wert der Gesamtleistung addiert werden. Die Summe der Einzelleistungen beider Motorentypen entspricht der Gesamtleistung des Getriebes.

Aufgrund von Leistungsverlusten im Elektromotor-Generator ist dessen Leistung im Generatorbetrieb geringer als im Fahrmotorbetrieb. Die Leistung des Elektromotor-Generators im Motorbetrieb beträgt 34 ​​kW. Die Leistung des Elektromotor-Generators im Generatorbetrieb beträgt 31 kW. Der Touareg mit Hybridantrieb verfügt über einen Verbrennungsmotor mit einer Leistung von 245 kW und einen Elektromotor-Generator mit einer Leistung von 31 kW. Im Fahrmotorbetrieb leistet der Elektromotor-Generator 34 kW. Zusammen entwickeln der Verbrennungsmotor und der Elektromotor-Generator im Fahr-Elektromotor-Modus eine Gesamtleistung von 279 kW.

Start-Stopp-Funktion

Argumente für Hybridtechnologie

Warum kombinieren wir einen Elektromotor-Generator mit einem Verbrennungsmotor? Um das Drehmoment abzunehmen, darf die Drehzahl des Verbrennungsmotors die Leerlaufdrehzahl nicht unterschreiten. Im gestoppten Zustand kann der Motor kein Drehmoment liefern. Mit zunehmender Drehzahl des Verbrennungsmotors erhöht sich sein Drehmoment. Der Elektromotor-Generator erzeugt mit den ersten Umdrehungen das maximale Drehmoment. Dafür gibt es keine Leerlaufdrehzahl. Mit zunehmender Drehzahl sinkt sein Drehmoment. Durch den Betrieb des Elektromotor-Generators wird die schwierigste Betriebsart des Verbrennungsmotors ausgeschlossen: im Bereich unterhalb der Leerlaufdrehzahl. Dank der Unterstützung des Elektromotor-Generators kann der Verbrennungsmotor in effizienteren Modi betrieben werden. Diese Lastpunktverschiebung verbessert die Effizienz des Antriebsstrangs.

Warum wird ein Vollhybrid-Antriebsstrang (Antrieb) verwendet?

Der komplette Hybridantriebsstrang kombiniert im Gegensatz zu anderen Hybridvarianten integrierten Start-Stopp, E-Boost, Rekuperation und die Möglichkeit, nur einen Elektromotor anzutreiben (elektrischer Traktionsmodus).

Elektromotor Generator

Der Elektromotor-Generator befindet sich zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Automatikgetriebe. Es handelt sich um einen Drehstrom-Synchronmotor. Die 288 V Gleichspannung wird mittels eines Leistungselektronikmoduls in eine dreiphasige Wechselspannung umgewandelt. Dreiphasige Spannung erzeugt im Elektromotor-Generator ein dreiphasiges elektromagnetisches Feld.

Hochspannungsbatterie

Die Hochvoltbatterie ist durch den Bodenbelag im Gepäckraum zugänglich. Es ist als Modul konzipiert und enthält die verschiedenen Komponenten des Touareg-Hochvoltsystems. Das Hochvolt-Batteriemodul wiegt 85 kg und kann nur als komplette Einheit ausgetauscht werden.

Die HV-Batterie ist nicht mit einer herkömmlichen 12-V-Batterie zu vergleichen, im Normalbetrieb arbeitet die HV-Batterie im freien Bereich von 20 % bis 85 % Ladezustand. Eine gewöhnliche 12-Volt-Batterie kann solche Lasten nicht lange tragen. Daher sollte die Hochvoltbatterie als Online-Energiespeicher für einen Elektroantrieb betrachtet werden. Wie ein Kondensator kann er elektrische Energie speichern und wieder abgeben. Grundsätzlich kann Rekuperation, Energierückgewinnung, als Möglichkeit angesehen werden, ein Auto während der Fahrt mit Energie zu betanken. Der Einsatz einer Hochvoltbatterie in einem Hybridfahrzeug ist durch den Wechsel von Lade- (Rekuperation) und Entladezyklen (elektrisch angetrieben) der Hochvoltbatterie gekennzeichnet.

Beispiel: Vergleicht man die Energie einer Hochvoltbatterie mit der Energie, die durch die Verbrennung von Kraftstoff erzeugt wird, dann entspricht die Energiemenge, die die Batterie erzeugen kann, etwa 200 ml Kraftstoff. Dieses Beispiel zeigt, dass auf dem Weg zum Elektrofahrzeug die Batterien hinsichtlich ihrer Energiespeicherfähigkeit deutlich aufgewertet werden müssen.