Bei Hybridfahrzeugen werden Verbrennungsmotoren und Elektromotoren kombiniert, um einen geringeren Kraftstoffverbrauch und geringere Emissionen zu erreichen. Allerdings handelt es sich bei Hybridfahrzeugen nicht um ein einheitliches Konzept; sie werden anhand der Rolle des Elektromotors und der Lademethode der Batterie in MHEVs (Mild Hybrid Electric Vehicles) und PHEVs (Plug-in Hybrid Electric Vehicles) unterteilt. Was sind die Unterschiede zwischen diesen beiden Typen und welcher ist für Sie besser geeignet? Lassen Sie uns sie im Folgenden kurz vorstellen.
Arbeitsprinzip
MHEV: Dem Verbrennungsmotor wird ein Elektromotor mit geringerer Leistung hinzugefügt, der im Allgemeinen von einer 48-V-Batterie gespeist wird. Dieser Elektromotor kann das Fahrzeug nicht selbstständig antreiben, sondern unterstützt den Verbrennungsmotor lediglich in Situationen wie Start-Stopp und Beschleunigung und reduziert so den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen.
Es gibt zwei Arten von Elektromotoren in MHEVs (Mild Hybrid Electric Vehicles): BSG (Belt-Driven Starter Generator) und ISG (Integrated Starter Generator).
BSG: Über einen Riemen mit dem Motor verbunden, kann es beim Starten des Motors Drehmoment bereitstellen oder beim Bremsen Energie zurückgewinnen.
ISG: Direkt zwischen Motor und Getriebe installiert, kann es die Drehzahl und das Drehmoment des Motors effektiver steuern.
MHEV-Batterien verwenden typischerweise Lithium-Ionen-Batterien mit geringer Kapazität und erfordern kein externes Laden. Das Laden und Entladen der Batterie erfolgt hauptsächlich über einen DC/DC (Transformator), der 48 Volt in 12 Volt oder andere erforderliche Spannungen umwandelt.
MHEVs arbeiten in den folgenden Modi:
Start-Stopp-Modus: Wenn das Fahrzeug steht, schaltet sich der Verbrennungsmotor automatisch ab und der Elektromotor bleibt bereit. Wenn ein Start erforderlich ist, startet der Elektromotor den Verbrennungsmotor schnell und nahtlos neu.
Segelmodus: Wenn das Fahrzeug rollt, wird der Verbrennungsmotor automatisch abgeschaltet und der Elektromotor hält das Fahrzeug in Bewegung. Wenn eine Beschleunigung erforderlich ist, startet der Motor automatisch neu und arbeitet mit dem Elektromotor zusammen.
Beschleunigungsmodus: Wenn das Fahrzeug beschleunigt, liefern sowohl der Verbrennungsmotor als auch der Elektromotor gleichzeitig Drehmoment und verbessern so die Leistung des Fahrzeugs.
Regenerationsmodus: Wenn das Fahrzeug bremst oder verzögert, wird der Motor abgeschaltet oder seine Leistung reduziert und der Elektromotor fungiert als Generator, der Bremsenergie zurückgewinnt und so die Batterie auflädt.
Das Funktionsprinzip von MHEVs ist relativ einfach, verbessert aber effektiv den Kraftstoffverbrauch und die Emissionsleistung. MHEVs können den Kraftstoffverbrauch und die CO2-Emissionen um etwa 10 bis 15 Prozent senken.
PHEVs (Plug-in Hybrid Electric Vehicles) hingegen kombinieren Elektromotoren und Verbrennungsmotoren für einen effizienteren und umweltfreundlicheren Fahrmodus. PHEVs verfügen über einen Ladeanschluss, der ein externes Laden der Batterie ermöglicht. Sie können die Batterie auch über den Motor oder die Bremsenergierückgewinnung aufladen. PHEVs können je nach Fahrbedingungen zwischen reinem Elektromodus, Hybridmodus oder Range-Extender-Modus wählen.
Im reinen Elektromodus wird das Fahrzeug ausschließlich durch die Batterie und den Elektromotor angetrieben und ist für Kurzstreckenfahrten mit niedriger Geschwindigkeit geeignet.
Im Hybridmodus liefern der Verbrennungsmotor und der Elektromotor gleichzeitig oder abwechselnd Leistung, was für mittlere bis lange Strecken und schnelles Fahren geeignet ist.
Im Range-Extender-Modus wird der Motor ausschließlich zum Laden der Batterie verwendet und treibt die Räder nicht direkt an. Dadurch verlängert sich die Reichweite, wenn die Batterieladung niedrig ist.
Vorteile und Nachteile:
MHEV (Mild-Hybrid-Elektrofahrzeug):
Vorteile:
- Verbessert die Laufruhe beim Start und Stoppen des Motors und das Fahrerlebnis.
- Reduziert den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen des Motors.
- Reduziert die Abhängigkeit von Batteriekapazität und Ladeinfrastruktur.
- Senkt die Kosten und das Gewicht von Hybridsystemen.
Nachteile:
- Rein elektrischer Fahrmodus kann nicht erreicht werden.
- Erfüllt nicht den Anspruch auf politische Anreize für Fahrzeuge mit alternativer Antriebstechnik.
- Verbessert die Fahrzeugleistung nicht wesentlich.
PHEV (Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug):
Vorteile:
- Kann einen rein elektrischen Fahrmodus erreichen, geeignet für Kurzstreckenfahrten mit niedriger Geschwindigkeit.
- Berechtigt zu politischen Anreizen für Fahrzeuge mit neuer Antriebstechnologie, wie etwa grünen Nummernschildern und kostenlosem Parken.
- Die Batterie kann über eine externe Stromquelle aufgeladen werden, wodurch die Abhängigkeit von Benzin reduziert wird.
- Kann den Motor zum Laden der Batterie verwenden und so die Reichweite verlängern.
Nachteile:
- Erfordert sowohl Aufladen als auch Auftanken, was die Betriebskosten erhöht und Unannehmlichkeiten mit sich bringt.
- Hängt von der Verteilung und Verfügbarkeit der Ladeinfrastruktur ab und kann zu Ladeproblemen führen.
- Bringt eine größere Batteriekapazität und die zusätzlichen Kosten und das Gewicht von Hybridsystemen mit sich.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sowohl MHEV als auch PHEV ihre eigenen Vor- und Nachteile haben. Wenn Sie den Kraftstoffverbrauch nur geringfügig senken möchten, nicht zu viel Geld ausgeben möchten und sich den Ladeaufwand sparen wollen, ist ein MHEV möglicherweise eine gute Wahl. Wenn Sie die Emissionen minimieren möchten, die Vorteile neuer Energierichtlinien nutzen möchten und bereit sind, mehr Geld und Zeit in das Aufladen zu investieren, ist PHEV möglicherweise die bessere Wahl für Sie.
