Spätestens beim Kauf eines Hybrid-Autos wird schnell erkennbar, dass es eine Reihe an unterschiedlichen Hybrid-Antriebssystemen gibt. Dazu zählt unter anderem auch ein serieller Hybrid. Erfahren Sie auf Auto-Werkstatt.de, was diesen Hybrid-Typus ausmacht und welche Vor- und Nachteile er bietet.
Wer sich dazu entscheidet, ein Hybridauto zu kaufen, hat eine Reihe an verschiedenen Modellen zur Auswahl, deren Antriebsart es genau zu kennen gilt. Denn Hybrid bedeutet zwar im Allgemeinen eine Kombination aus mindestens zwei verschiedenartigen Antrieben – meist sind das ein Verbrennungs- und ein Elektromotor. Doch wie diese gebaut und geschaltet sind, ist von Modell zu Modell unterschiedlich. So kann unter anderem zwischen seriellem und parallelem Hybrid unterschieden werden. In diesem Artikel informieren wir Sie darüber, wie ein serieller Hybrid funktioniert und wie effizient dieser in Hinblick auf Kraftstoffersparnis und Energie-Wirkungsgrad ist.
Wie funktioniert ein serieller Hybrid?
Ein serieller Hybrid-Antrieb besteht in der Regel aus einem Verbrennungsmotor, einem Generator, einem Elektromotor und einer Batterie. Grundsätzlich dienen der Verbrennungsmotor und der Generator als Energie- und Stromlieferanten für den Elektromotor – dem eigentlichen Antrieb des Fahrzeugs. Im Fahrmodus wird die Energie des Kraftstoffes über den Verbrennungsmotor und den Generator in elektrische Energie umgewandelt. Diese speist den mit der Antriebsachse verbundenen Elektromotor. Somit stellt ein Hybrid-Fahrzeug mit seriellem Antrieb eine Art Elektroauto dar, das jedoch nicht über eine Steckdose geladen werden muss, wie es bei einem Plug-in-Hybrid notwendig ist, sondern über den eingebauten Verbrennungsmotor.
Überschüssige, meist beim Bremsen entstehende Energie wird hingegen in elektrische Energie umgewandelt und in die Batterie eingespeist. Diese wiedergewonnene beziehungsweise rekuperierte Energie kann vom Elektromotor benutzt werden, falls mehr Leistung notwendig ist, beispielsweise bei Beschleunigungsvorgängen.
Wie effizient ist ein serieller Hybrid?
Ein serieller Hybrid-Antrieb bietet den Vorteil, dass nur ein kleiner Verbrennungsmotor notwendig ist. Dieser wird bei relativ konstanter Drehzahl betrieben und verbraucht somit nur wenig Kraftstoff. Damit stößt er auch bis zu 30 Prozent weniger Schadstoffe als herkömmliche Autos mit Verbrennungsmotoren aus. Ein großer Nachteil ist hingegen die umständliche Umwandlung von mechanischer Energie (Verbrennungsmotor) zu elektrischer (Elektromotor) und dann wieder zu mechanischer (Antriebsachse). Diese lange Wirkungsgrad-Kette erfordert stets ein hohes Maß an Mindestleistung, damit das Fahrzeug überhaupt fahren kann. So muss der Verbrennungsmotor für eine Antriebsleistung von 50 kW konstant ca. 60 kW liefern, damit Generator und Elektromotor betrieben werden können.
Als zukunftsträchtiger erweist sich hier der parallele Hybrid-Antrieb: Dank seiner Bauweise können der Verbrennungs- und der Elektromotor wahlweise einzeln oder gemeinsam beziehungsweise parallel arbeiten, womit die Antriebsleistung addiert werden kann. Ein serieller Hybrid kann aber auch mit einem Parallel-Hybrid „verzweigt“ werden: Diese sogenannten Misch-Hybride vereinen die Vorteile von seriellen und parallelen Hybridmotoren, indem der Fahrer mithilfe einer automatischen Kupplung je nach Bedarf den Antriebsmotor selbst auswählen kann. Dies macht sich vor allem in sehr unterschiedlichen Fahrsituationen bezahlt: Während die Nutzung des Elektromotor-Antriebs vor allem in Stadtgebieten und Stop-and-go-Situationen (beispielsweise im Falle eines Staus) von Vorteil ist, erweist sich das Befahren langer Strecken bei konstanter Geschwindigkeit mit einem Verbrennungsmotor als effizienter. Für kraftvolle Beschleunigungen bietet sich eine gleichzeitige Nutzung beider Motoren an.
Eingesetzt wird das Konzept des leistungsverzweigten Hybrids beispielsweise von Toyota, dem Pionier in der Entwicklung von Hybrid-PKWs: Der Toyota Prius zählt hier zu den erfolgreichsten Modellen im Mittelklassebereich. Dass bei sämtlichen Hybridautos die Preise noch äußerst hoch liegen – in der Regel 30 Prozent mehr als bei herkömmlichen Autos mit Verbrennungsmotor – liegt vor allem daran, dass in Deutschland bisher nur wenige Förderungen für Hybrid-Fahrzeuge angeboten werden und die Nachfrage zum Großteil immer noch relativ gering ist.
