Autofahren ist teuer – der Preis, den die Umwelt dafür zahlt, ist allerdings noch viel höher. Der Treibhauseffekt kennt keinen Halt und somit wird spritsparendes Fahren nicht nur aus Kostengründen immer wichtiger. Ein Hybrid senkt den Treibstoffverbrauch, doch lässt sich ein solcher auch nachrüsten?
Alles auf einen Blick:
- Ein Hybrid-Fahrzeug wird von einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor angetrieben.
- Der Elektroantrieb entlastet den Verbrenner und senkt so erheblich den Treibstoffverbrauch.
- Ein Hybrid-System passt sich Fahrsituationen an und sorgt damit für einen effiziente Energienutzung.
- Hybrid-Umrüstungskits werden hauptsächlich für Unternehmen in der Automobilbranche entwickelt und sind für Privatpersonen zu kostspielig.
Definition
Der Hybridantrieb ist auf dem Vormarsch. Während die energiesparende Technik vor 20 Jahren noch belächelt und ein serieller Verbau einer entsprechenden Motorkonstruktion ausgeschlossen wurde, gilt die Hybridtechnik heutzutage als zukunftsweisend und als Königsklasse in der Automobiltechnik.
Was ist ein Hybridantrieb?
Ein Hybrid-Fahrzeug bedient sich einer Kreuzung zweier Motoren: Die Kraft eines Verbrennungsmotors (Benzin oder Diesel) wird mit der eines Elektromotors gekoppelt. Das Hybrid-System besteht aus einem Elektromotor, einem Verbrenner, einem Steuersystem und einem Generator. Im Vergleich zu reinen Elektroautos besitzt ein Hybrid-Fahrzeug einen kleineren Elektromotor, welcher generell über eine geringere Batterieleistung verfügt. Die Batterie lädt sich selbstständig auf, während der Verbrennungsmotors in Betrieb ist. Ein zusätzliches Laden der Batterie ist daher nicht notwendig.
Das Steuersystem verbindet die Motoren miteinander und bestimmt in den verschiedenen Verkehrssituationen, welcher Antrieb eingesetzt wird. Der elektrische Antrieb kommt im Stadtverkehr bei niedrigen Geschwindigkeiten und kurzen Fahrstrecken zum Einsatz. Erreichen Sie mit Ihrem Fahrzeug auf der Autobahn oder einer Landstraße eine gleichmäßige konstante Geschwindigkeit übernimmt der Verbrenner.
Kommt es zu einer abrupte Beschleunigung, zum Beispiel bei einem Überholmanöver auf der Landstraße, arbeiten beide Motoren zusammen. Beim Bremsen, einem Gefälle und Ausrollen schalten sich die Motoren ab und es entsteht ein Überschuss an Bewegungsenergie. Diese Energie nutzt der Elektromotor, um seine Batterie aufzuladen. Der elektrische Motor gewinnt also durch jede Bergabfahrt und Bremsvorgang einen Energieschub. Ein optimales, energiesparendes und vor allem umweltfreundliches Zusammenspiel zweier Motorsysteme.
Doch was ist mit den Millionen Autos, die eine solche Technik nicht besitzen? Praktisch wäre hier ein Nachrüstsatz, der Autos universell mit einem Hybrid-System ausstatten würde. Zunächst die Ernüchterung: eine serienmäßige Ausführung einer preiswerten Hybridnachrüstung gibt es bei Automobilherstellern bislang noch nicht. Jedoch arbeiten viele namenhaften Branchenzulieferer, Institute und Ingenieure an dieser modernen Elektro-Technologie.
Was sind die Vorteile eines Hybridantriebs?
Ein Hybrid-Auto kombiniert die Vorteile eines Elektromotors mit denen eines herkömmlichen Vielstoffmotors. Der Verbrenner bringt dabei Stärke, Geschwindigkeit sowie Reichweite mit sich. Gleichzeitig hat ein hybridbetriebenes Fahrzeug die gleichen Eigenschaften eines Elektroautos: Bessere CO2-Bilanz und reduzierter Lärm.
Besonders folgende Vorteile sprechen für hybridangetriebene Autos:
- schnelle Beschleunigung (10 bis 20 Prozent schneller) und hoher Wirkungsgrad durch hohes Drehmoment des Elektromotors
- bis zu 50 Prozent weniger Kraftstoffverbrauch als herkömmliche Fahrzeuge
- effizienter Einsatz der Energieressourcen
- kein Aufladen wie bei Elektroautos nötig, da Batterie sich selbstständig auflädt
- Reduzierung von CO2-Ausstoß und Lärmemission
- staatlich finanzielle Förderung für Elektromobilität
Einer der größten Kritikpunkte an einem E-Antrieb ist die geringe Reichweite. Mittlerweile schafft ein Tesla, der Marktführer im Bereich E-Auto, mit dem Model 3 Long Range eine Reichweite von rund 500 Kilometern. Das kommt an ein kraftstoffbetriebenes Fahrzeug jedoch noch nicht heran. Gegenüber reinen Elektroautos gleicht ein Hybrid-Fahrzeug diesen Nachteil durch den zusätzliche Verbrenner wieder aus.
Umsetzung
Das Diesel-Fahrverbot vertreibt nach und nach Diesel-Fahrzeuge aus den deutschen Großstädten. Die Automobilindustrie setzt zunehmend auf Elektroautos sowie Hybrid-Fahrzeuge. Für Dieselfahrer würde sich ein Umbau-Kit anbieten, welches herkömmliche Pkws in ein Hybrid-Auto umbaut. An einem entsprechenden bezahlbaren und zulässigen Nachrüstsystem arbeiten in den vergangenen Jahren zahlreiche Unternehmen und Forschungsinstitute.
Wie könnte ein Hybridantrieb nachgerüstet werden?
Frühere Entwicklungen zeigen: der nachrüstbare Hybridantrieb ist durchaus umsetzbar. Im Jahre 2009 stellte der dänische Ingenieur Ulrik Poulsen seinen „Poulsen Hybrid“ vor – ein Nachrüstpaket, das aus jedem Kompaktwagen einen Hybridwagen machte. Untersuchungen zeigten, dass etwa 15 PS ausreichen, um einen Wagen auf ebener Strecke mit konstanten 90 Kilometern pro Stunde anzutreiben. Eine zusätzliche Antriebskraft wird lediglich für die Beschleunigung und Anstiege benötigt.
Das Nachrüstkit von Poulsen besteht letztlich auszwei Radnabenantrieben, welche außen an entweder Vorder- oder Hinterrädern montiertwerden und mit je 7 PS einen Antrieb von 60 Kilometern pro Stunde bei Kompaktwagen ermöglichen. Mit dabei: entsprechende Motorsteuerungsanlagen, ein Rekuperationssystem (Bremsenenerigerückgewinnung), Akkumulatoren und Ladegerät, welche im Kofferraum verstaut werden können.
Welche Möglichkeiten gibt es auf dem Markt?
Die Elektrifizierung des Antriebes wird heutzutage über vielerlei Ansätze möglich. Die Bandbreite reicht dabei von Start-Stopp-Funktionen bis hin zum vollelektrischen Hochspannungs-Antrieb des Vollhybrides. Der Automobilzulieferer Continental hat 2016 eine Hybridlösung auf den Markt gebracht.
Diese soll sich relativ problemlos in die Architektur konventionell betriebener Autos integrieren, und somit nachrüsten lassen und gleichzeitig sogar vollelektrische Funktionen bieten, die bisher den wesentlich aufwändigeren Hybridantrieben vorbehalten waren. So soll das „48 Volt Eco Drive“ System das Abschalten des Verbrennungsmotors während der Fahrt (sog. „Segeln“), einen schnellen Motorstart und eine effiziente Bremsenergierückgewinnung (Rekuperation) gewährleisten. Im städtischen Raum getestet ergaben sich etwa 21 Prozent Energieeinsparungen bei einem herkömmlichen 1,2-Liter-Benzinmotor. Das 48 Volt Eco Drive-System wurde bereits 2016 von zwei großen europäischen Autoherstellern in die Serienproduktion aufgenommen und wurde auch in den folgenden Jahren von weiteren namenhaften Herstellern in Anspruch genommen. Zuletzt im Dogde Ram 1500 (Modell 2019).
Im Jahre 2010 wurde vom Deutschen Unternehmen Sportservice Lorinser das Projekt „Easybrid“ vorgestellt. Ein Radnabenmotor mit 41 PS, ebenfalls zum Nachrüsten, der das Auto bis 25 Kilometer pro Stunde rein elektrisch antreibt und danach auf den Verbrennungsmotor umschaltet. Ab hier wirken die Radnabenmotoren nur noch unterstützend. Das Konzept des „Easybrids“ wurde mittlerweile in der Produktion und Weiterbearbeitung eingestellt. Das Projekt wurde ausschließlich privat finanziert und die Entwickler erhielten auch nach mehreren Anfragen keine staatliche Unterstützung. Am Ende scheitert der Erfolg dieser Innovation an der Marksituation, dem hohen Preis und der fehlenden finanziellen Unterstützung.
Staatliche Förderung erhielt jedoch die Wirtschaftsförderung und Technologie Transfer Schleswig-Holstein GmbH (WTSH). In einem Förderzeitraum von 2010 bis 2013 floss eine Summe von fast 290.000 Euro in die Netzwerkgründung von nachgerüsteten Hybridantrieben für LKW. Das sogenannte EasyDrive-Hybrid-Konzept hatte es zum Ziel, die Motoren von zum Fernverkehr eingesetzter LKWs zu hybridisieren – ein Diesel-Hybrid. Das Energiekonzept: Rekuperation, Stromerzeugung über Stoßdämpfer und Energiegewinn aus der Abgaswärme versprechen nachgerüstet Kraftstoffersparnisse von bis zu 10 Prozent.
Die entsprechende Technologie ist zwar da, aber für die Privatperson sind diese Innovationen zu kostspielig. Die Unternehmen, welche diese Umbau-Systeme anbieten, wenden sich hauptsächlich an Autohersteller.
Welche andere Möglichkeiten gibt es, auf Hybrid umzusteigen?
Der Umbau eines konventionellen Autos in einen Hybrid ist für die Privatperson nicht erschwinglich und entsprechende Umbau-Kits auf dem Markt nicht verfügbar. Die Elektrotechnologie in der Automobilbranche entwickelt sich rasant und dementsprechend sind in den letzten Jahren eine Reihe von effizienten Hybrid-Serienmodellen auf den Markt gekommen. Die Auswahl eines Neuwagens mit Hybridsystem ist dementsprechend groß. Eine günstigere Option ist es natürlich auch hier, auf Gebrauchtautos zurückzugreifen.
Aber ein Verbrenner-Auto in ein E-Auto zu verwandeln scheint dagegen auch für die Privatpersonen umsetzbar zu sein. Mittlerweile gibt es günstige Lösungen für einen radikalen Umstieg auf reine Elektroautos, ohne dabei das alte Auto verschrotten zu müssen. Das französische Start-Up Unternehmen Transition One entwickelte zum Beispiel ein zugelassenes Umrüstung-Kit für 8.000 Euro, das kleine Pkws mit Verbrennungsmotor in ein E-Auto verwandelt. Der neue Elektroantrieb bietet eine Reichweite von 100 Kilometern.
Fazit
Eine Hybrid-Umrüstungs-Technologie ist zwar bereits vorhanden, aber ist hauptsächlich für große Automobilhersteller gedacht. Der Hybridantrieb bietet eine zukunftsweisende Technik für immer wichtiger werdende Kraftstoffersparnis und damit auch für einen niedrigeren CO2-Ausstoß. Ein Diesel-/Benzin-Elektro-Hybridfahrzeug erzielt durch die zwei unterschiedlichen Energiequellen einen hohen Wirkungsgrad sowie eine optimale Fahreffizienz. Alle Verbrennungsmotoren radikal aus dem Gebrauch und dem Handel zu nehmen ist weder umsetzbar noch ökologisch sinnvoll. Nachrüstungskonzepte wären daher ein gute Techniklösung. Erfahrungen aus der Vergangenheit zeigen, dass das Problem der nachrüstbaren Hybridtechnologie für die Privatperson nicht in der Technik liegt, sondern an oft am Preis.
