Seite 4: Wo bleibt der europäische Hybrid?

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Wenn man den Weg der Hybridisierung konsequent geht, entfallen sämtliche Nebenaggregate, die bisher per Riemen vor dem Motor durch die Kurbelwelle angetrieben werden. Die Kurbelwelle ist dadurch entlastet, während beim „Einwellenhybrid“ am anderen Ende mit der E-Maschine eine zusätzliche Belastung hinzukommt. Dies macht eine grundsätzliche Neuauslegung und versuchstechnische Absicherung aller angetriebenen Aggregate nötig, einschließlich Kurbelwelle und Nockenwellen.

Trotz Arbeitsteilung – höhere Lasten für den Verbrennungsmotor
Ein Verbrennungsmotor in einem „idealen“ Hybridantrieb wird durch höhere Lasten gekennzeichnet sein, da er in diesen Bereichen effizienter arbeitet. Man kann davon auszugehen, dass diese Betriebsweise die Lebensdauer und das Verschleißverhalten beeinflusst. Möglicherweise müssen spezielle Motorenöle für diese Einsatzspezifikation entwickelt werden. Die Konzentration auf hohe Lastbereiche bietet andererseits die Chance, den Verbrennungsmotor konsequent darauf zu optimieren. Die negativen Auswirkungen in Form einer Verschlechterung des Teillastwirkungsgrades sind durch die Kombination mit dem elektrischen Energiewandler dann nicht mehr relevant.

Der Motor kann einfacher konstruiert werden
In dieselbe Richtung zielen Maßnahmen zur Vereinfachung des Verbrennungsmotors. Bauteile wie Nockenwellensteller und Saugrohrumschaltung, die für einen guten Teillastwirkungsgrad sorgen, könnten entfallen. Ein weiterer Ansatz zur Optimierung des Gesamtaggregats ist eine zeitweilige Zylinderabschaltung. Die geringere Dynamik kann in diesem Fall zusätzlich zur Unterstützung durch die E-Maschine mit einem Abgasturbolader gesteigert werden, der elektrisch unterstützt wird.

Eine besondere Beachtung erfordert die Auslegung des Abgasnachbehandlungssystems. Ohne Gegenmaßnahmen kommt es nach längerem Fahren im E-Modus zur Auskühlung des Katalysators, sodass die Abgasreinigung nicht mehr einwandfrei funktioniert. Eine Möglichkeit, dies zu verhindern, wäre die Rückbesinnung auf einen elektrisch beheizten Katalysator, der sich im konventionellen Fahrzeug wegen des hohen Stromverbrauchs nicht durchsetzen konnte. Mit den weitaus größeren Stromreserven eines Hybridfahrzeugs kommt diese Technik wieder in Frage. Allerdings ist auch hier zu beachten, dass der Nutzen in einem gesunden Verhältnis zum (Energie-) Aufwand stehen muss.

Der Hybrid braucht speziell konzipierte Getriebe
Wenn der Elektromotor nicht integraler Bestandteil des Getriebes ist, wie zum Beispiel beim Toyota Prius, wird man zunächst meist nur geringfügig modifizierte Standardgetriebe einsetzen. In Zukunft werden jedoch vermehrt speziell konzipierte Getriebe auf den Markt kommen, die in der Regel kein Anfahrelement mehr enthalten, möglicherweise eine geringere Spreizung und weniger Schaltstufen haben und auf den Rückwärtsgang verzichten. Getriebehersteller können dadurch eine neue Rolle als Modullieferanten von E-Motor und Getriebe spielen.

Der Getriebetyp kann ebenso ein Stirnradgetriebe in Ein- oder Zweikupplungsbauweise sein wie ein Planetengetriebe. Vorzugsweise sollte das Getriebe automatisiert sein, da nur so, in Verbindung mit einer elektronischen Steuerung, das komplizierte Zusammenspiel der zwei Antriebseinheiten und damit die volle Leistungsfähigkeit des Antriebs dargestellt werden kann.

Hybridfahrzeuge von allen Automarken
Noch bieten vor allem japanische Unternehmen Hybridfahrzeuge an. Doch die gesamte Automobilindustrie arbeitet intensiv an der Entwicklung von Serienlösungen. In den kommenden Jahren werden alle Automarken mit Hybridfahrzeugen auf dem Markt vertreten sein. Die Full-Hybrid-Versionen sind in der Regel den großen Limousinen und SUVs vorbehalten, während die kleineren Fahrzeuge mit Micro- oder Mild-Hybrid-Lösungen starten werden.