Alternative Antriebe – Hybridantrieb

Hybridantrieb:

Das Doppelherz unter der Motorhaube

Die Ratgeber bieten allgemeine Informationen. Produktdetails von CosmosDirekt finden Sie auf den jeweiligen Produktseiten.

In einem Hybridauto kommen zwei Antriebstechnologien zum Einsatz: Ein Benzin- oder Dieselmotor arbeitet mit einem Elektromotor zusammen. Dadurch stößt der Hybridantrieb weniger Schadstoffe aus und verbraucht weniger Kraftstoff. Im Folgenden erklären wir, wie genau das Zusammenspiel von Verbrennungs- und E-Motor funktioniert, wie hoch die Kosten sind und welche Modelle mit Hybridantrieb auf dem Markt erhältlich sind.

Diese Fachbegriffe sollten Sie kennen
Begriff
Erklärung
PHEVSteht für „Plug-in Hybrid Electric Vehicle“. Der Plug-in-Hybride ist eine Weiterentwicklung des Hybridantriebs. Die Akkus werden nicht nur über den Verbrennungsmotor, sondern auch über die Steckdose aufgeladen.
Euro NCAPSteht für „European New Car Assessment Programme“. Eine Vereinigung europäischer Verkehrsministerien, Automobilclubs und Versicherungsverbände mit Sitz in Brüssel. Hauptaufgabe ist die Durchführung von Crashtests, um die Sicherheit neuer Autos zu bewerten. Höchste Auszeichnung sind 5 von 5 Sternen.

    Was ist ein Hybridantrieb?

    In einem Hybridfahrzeug gibt es mindestens zwei Kraftquellen. Die entsprechende Rahmenrichtlinie der EU – „Richtlinie 2007/46/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 5. September 2007 zur Schaffung eines Rahmens für die Genehmigung von Kraftfahrzeugen und Kraftfahrzeuganhängern sowie von Systemen, Bauteilen und selbstständigen technischen Einheiten für diese Fahrzeug“ – spricht aber nicht ohne Grund von „Hybridelektrofahrzeugen“. Denn charakteristisch für das Hybridauto ist, dass bei ihm ein Elektromotor mit einem Verbrennungsmotor kombiniert wird. Hauptsächlich setzt man Benzinmotoren ein, aber auch Verknüpfungen mit Diesel-Aggregaten sind möglich.

    Info

    Der Begriff „Hybride“ stammt aus dem Altgriechischen und bezeichnet etwas „Gemischtes“. Er wird vom Wort „Hybris“ abgeleitet. „Hybride“ bezeichnet also eine „gemischte Kraft“.

    Durch den Hybridantrieb kann der Verbrennungsmotor effizienter arbeiten. Er verbleibt länger in optimalen Drehzahlbereichen, in denen sein Wirkungsgrad höher ist. Die überschüssige Energie fließt in die Akkus, die den E-Motor antreiben. Auch Bremsenergie wird zurückgewonnen. Arbeiten beim Beschleunigen oder Anfahren Verbrennungs- und Elektromotor zusammen, kann die Größe des Verbrennungsmotors reduziert werden. Dies nennt man im Fachjargon Downsizing. Besteht in einer Fahrsituation kein Bedarf, kann der Benzin- oder Dieselmotor ganz abgeschaltet werden. Dadurch stoßen Hybridautos weniger Emissionen und Schadstoffe aus und sind leiser.

    Info

    Der Hybridantrieb ist eines von verschiedenen Konzepten, mit denen die Abhängigkeit vom Erdöl reduziert und die Umwelt geschont werden sollen. Eine Übersicht von A wie „Autogas“ bis W wie „Wasserstoff“ finden Sie im Ratgeber Alternative Antriebe.


    Welche Kategorien von Hybridautos gibt es?

    Die offizielle Definition von Hybridfahrzeugen ist sehr allgemein. So kann sie der Vielfalt unterschiedlicher Antriebstechnologien, die mittlerweile unter dem Begriff „Hybridauto“ vermarktet werden, kaum gerecht werden. Deshalb wird der Begriff weiter differenziert. Zum einen werden Hybridautos nach dem Grad ihrer Hybridisierung unterschieden, zum anderen nach dem verwendeten Konstruktionsprinzip.

    Einteilung nach Grad der Hybridisierung

    • Mikrohybriden: Solche Fahrzeuge gelten nur in einem weiteren Sinn als Hybridautos. Denn ihnen fehlt das zweite Antriebsaggregat. Stattdessen gewinnen sie beim Bremsen die mechanische Energie zurück. Dieser Vorgang heißt Rekuperation. Der Antrieb erfolgt nicht über einen Elektro-, sondern über einen Verbrennungsmotor.
    • Mildhybriden: Bei dieser Art von Hybridauto wird ebenfalls Bremsenergie wiederverwendet, hier aber an einen Elektromotor weitergereicht. Allerdings besitzt der Hybridantrieb nicht genügend Drehmoment und auch die Akkuleistung ist nicht ausreichend, um den E-Motor des Fahrzeugs allein antreiben zu können. Doch der Elektromotor liefert bei Bedarf mehr Leistung und hilft zum Beispiel beim Beschleunigen nach.
    • Vollhybriden: Nur diese Hybridautos sind in der Lage, allein mit Strom zu fahren. Der E-Motor besitzt so viel Leistung, dass er auch Anfahren und Beschleunigen schafft. Dafür werden zwei verschiedene Konstruktionsprinzipien verwendet: Möglich sind eine serielle und eine parallele Schaltung, sowie eine Mischung beider Konzepte.

    Einteilung nach Konstruktionsprinzip

    • Serieller Hybride: Es besteht keine mechanische Verbindung zwischen Elektro- und Verbrennungsmotor. Der E-Motor ist allein für den Antrieb zuständig. Der Verbrennungsmotor liefert Energie für einen elektrischen Generator, der zusätzlichen Strom bereitstellt oder die Akkus des Elektromotors auflädt. Da durch diese Technologie die Reichweite des Hybridfahrzeugs vergrößert wird, wird dieses Konzept auch als „Range Extender“ bezeichnet.
    • Paralleler Hybride: Bei diesem Konzept werden Verbrennungsmotor und Elektromotor in Reihe geschaltet. Dadurch können sie gleichzeitig das Auto antreiben. Da der Verbrennungsmotor bei Hybridautos kleiner ausfällt als bei konventioneller Bautechnik, wird auch von „Downsizing“ gesprochen. Bei konstanter Geschwindigkeit ist allein der E-Motor für den Antrieb zuständig, nur beim Beschleunigen und bei leeren Akkus wird der Verbrennungsmotor zugeschaltet.
    • Misch-Hybride: Manche Hybridautos kombinieren einen seriellen mit einem parallelen Ansatz. Diese Variante wird auch als „Leistungsverzweigter Hybridantrieb“ bezeichnet. Die Verzweigung besteht darin, dass die Leistung gleichzeitig über einen mechanischen und einen elektrischen Weg bereitgestellt wird. Ein Teil der Leistung, die der Verbrennungsmotor erzeugt, dient der Stromgewinnung. Der gemeinsame Antrieb aus E- und Verbrennungsmotor erfolgt über ein spezielles Getriebe.

    Sonderform: Plug-in-Hybride

    Ein Plug-in-Hybrid – häufig auch als PHEV für „Plug-in Hybrid Electric Vehicle“ bezeichnet – stellt eine Mischung aus Vollhybriden und Elektroauto dar. Die Akkus des Elektromotors können beim Plug-in-Hybriden nicht nur über den Verbrennungsmotor, sondern auch über das Stromnetz aufgeladen werden. Daher der Name: „plug in“ bedeutet „einstecken“ oder „anschließen“. Verwendet werden meist Lithium-Ionen-Akkus, wie sie auch bei Smartphones oder Laptops verbaut werden. Dadurch können die Akkus relativ schnell wieder aufgeladen werden. Zudem sind sie größer dimensioniert als bei vergleichbaren Hybridautos. Ihre Reichweite ist nicht nur auf Kurzstrecken begrenzt, sondern erlaubt auch längere Fahrten bis zu 50 Kilometern rein auf Strombasis.

    Tipp

    Neben Hybridfahrzeugen sind „reine“ Elektroautos zwar weniger verbreitet, allerdings sind auch diese Autos weiter auf dem Vormarsch. Unser Ratgeber zum Thema Elektroauto erklärt alles, was Sie zum Thema wissen müssen.


    Kann ein Auto zum Hybridfahrzeug nachgerüstet werden?

    Im Prinzip ist es möglich, ein Auto mit konventionellem Verbrennungsmotor auf Hybridbetrieb umzurüsten. Dafür müssen sowohl ein Elektromotor als auch ein passendes Steuergerät eingebaut werden. Zudem ist eine spezielle Software notwendig. Bislang lag die Nachrüstung ausschließlich in der Hand findiger Tüftler. Alle Antriebe waren Einzellösungen, bei denen auch schon einmal ein gewöhnliches Starthilfegerät als Ladestation verbaut wurde. Wie zuverlässig der Hybridantrieb funktionierte und ob es eine Zulassung vom TÜV dafür geben würde, war meist fraglich. Seit einiger Zeit professio­nalisiert sich die Branche. Zulieferer wie Continental und Linde haben standardisierte Nachrüstlösungen vorgestellt und arbeiten beim Einbau mit Autowerkstätten ­zusammen­.

    Ein Neuwagen mit Hybridantrieb ist auf den ersten Blick teurer als ein Gebrauchtwagen, der mit einem entsprechenden Nachrüst-Kit zum Hybriden umgebaut wird. Doch der neue Wagen punktet zum einen mit einer Technik, die den jeweils modernsten Standards entspricht. Zum anderen müssen Hersteller aufwendige Zulassungsverfahren bestehen und dadurch wird ein Neuwagen-Käufer bestmöglich vor Überraschungen und Fehlfunktionen geschützt. Die Motoren mussten sich vor Markteinführung eines entsprechenden Fahrzeugmodells bereits unter echten Bedingungen beweisen. Zudem haben viele Autobauer in der letzten Zeit ihr Angebot an Modellen mit Hybridtechnik deutlich ausgeweitet. Je nach Geldbeutel und Garagengröße erhält man Hybridautos vom Kleinwagen bis zum Oberklasse-Fahrzeug und Luxus-SUV.


    Welche Neuwagen gibt es mit Hybridantrieb?

    Marktübersicht: Hybridautos
    Modell
    System­leistung (kW)V/max (km/h)CO2 (g/km)Preis (Euro)
    Ford Mondeo 2.0 Hybrid1381879236.550

    Hyundai Ioniq Hybrid

    104

    185

    92

    24.200

    Infiniti Q50 Hybrid

    268

    250

    144

    49.500

    Infiniti Q50 Hybrid AWD

    268

    250

    159

    52.500

    Infiniti Q70 Hybrid

    268

    250

    145

    59.450

    Kia Niro Hybrid

    104

    162

    101

    24.990

    Lexus CT 200h

    100

    180

    94

    26.950

    Lexus GS 300h

    164

    190

    115

    47.100

    Lexus GS 450h

    254

    250

    145

    56.100

    Lexus IS 300h

    164

    200

    97

    38.500

    Lexus LC 500h

    264

    250

    148

    99.200

    Lexus LS 500h

    264

    250

    147

    93.300

    Lexus LS 500h E-Four

    264

    250

    161

    96.900

    Lexus NX 300h FWD

    145

    180

    121

    41.250

    Lexus NX 300h E-Four

    145

    180

    123

    42.950

    Lexus RC 300h

    164

    190

    116

    48.150

    Lexus RX 450h E-Four

    230

    200

    127

    58.900

    Mercedes-Benz C 300h Limousine

    150

    244

    103

    47.338

    Mercedes-Benz C 300h T-Modell

    150

    238

    106

    49.004

    Mercedes-Benz S 450 Limousine

    270

    250

    171

    93.385

    Mercedes-Benz S 500 Limousine

    320

    250

    171

    103.691

    Renault Scenic ENERGY dCi 110 Hybrid Assist

    81

    184

    92

    28.690

    Renault Grand Scenic ENERGY dCi 110 Hybrid Assist

    81

    183

    94

    29.990

    Toyota Auris Hybrid1001809123.790
    Toyota Auris Touring Sports Hybrid1001759224.990
    Toyota C-HR Hybrid901708727.790
    Toyota Prius901807628.150
    Toyota Prius+1001659631.500
    Toyota RAV4 Hybrid14518011833.790
    Toyota RAV4 Hybrid E-FOUR14518012236.790
    Toyota Yaris741658218.240
    • Quelle: https://www.greengear.de/vergleich-liste-hybrid-autos-hev

    Welche Kosten verursachen Hybridautos?

    Dass Hybridautos Geld sparen, sieht man an der Tankstelle. Der Kraftstoff­verbrauch fällt geringer aus als bei Modellen, die aus­schließlich mit einem Verbrennungs­motor betrieben werden. Je nach Fahrweise und Strecke kann der Verbrauch von Benzin und Diesel zwischen 20 und 40 Prozent gesenkt werden. Zudem müssen die Akkus von Hybriden, im Gegensatz zu denen „reiner“ Elektroautos, nicht extra aufgeladen werden. Dies übernimmt der Verbrennungs­motor. Die Ausnahme sind Plug-in-Hybriden, die zusätzlich über die Steckdose aufgeladen werden können. Den Einsparungen stehen höhere Kauf­kosten gegenüber. Abhängig von Modell und Fahrzeug­klasse muss man bis zu 30 Prozent Aufschlag für einen Hybrid­antrieb zahlen.

    Staatliche Förderungen

    Die Bundesregierung hat das Ziel, dass bis 2020 rund 1 Mio. Elektro­autos in Deutschland zugelassen sein sollen. Um die Zulassungs­zahlen anzukurbeln, wird seit Mitte Mai 2016 der Kauf von Elektro­autos mit einer Prämie von 4.000 Euro gefördert. Auch Plug-in-Hybridautos profitieren von einer Kauf­prämie in Höhe von 3.000 Euro. Für alle anderen Hybrid-Varianten gibt es keine staatliche Unterstützung. Gefördert werden aber nur Plug-in-Hybriden, deren Netto-Listenpreis (für das Basisfahrzeug) unter 60.000 Euro liegt.


    Wie ist die Sicherheit von Hybridfahrzeugen?

    Hybridautos sind genauso sicher wie Fahrzeuge mit konventionellem Benzin- oder Dieselmotor. Beim Euro-NCAP-Crashtest erhielten beispielsweise der Toyota Prius, der Opel Ampera und der Mitsubishi Outlander PHEV in der Gesamtwertung 5 von 5 Sternen. Ein gewisses Risiko besteht durch das Hochspannungsnetz. Elektromotor und Akkus sind durch ein Kabel verbunden, das Spannungen zwischen 250 und 650 Volt führt. Aus Sicherheitsgründen dürfen nur qualifizierte Fachleute am Hybridantrieb arbeiten. Sensoren sorgen dafür, dass bei einem Unfall die Akkus sofort vom Stromnetz getrennt werden. Der Stromspeicher wird zudem gegen Aufprallschäden besonders geschützt. Laut Dekra besteht zudem keine erhöhte Brandgefahr durch Lithium-Ionen-Akkus.

    Tipp

    Der ADAC empfiehlt, eine Rettungs­karte hinter der Sonnen­blende anzubringen. Sie enthält die wichtigsten fahrzeug­spezifischen Daten und Hinweise auf Gefahren­quellen, mit denen die Rettungs­kräfte vielleicht noch nicht vertraut sind.


    Wie sieht die Zukunft des Hybridantriebs aus?

    Es hat eine Weile gedauert, bis die großen Autobauer das Potenzial von Hybridantrieben erkannt haben. Doch nun arbeiten fast alle Hersteller an eigenen Technologien oder kooperieren bei der Motorenentwicklung. Da die vorhandenen Lösungen derzeit noch teuer sind, suchen alle Unternehmen nach neuen, günstigeren Ansätzen. Eine Möglichkeit erprobt der PSA-Konzern. Zusammen mit Bosch entwickeln die Franzosen den Air-Hybrid. Er kommt ohne teure Akkus aus, stattdessen speichert ein Drucklufttank die überschüssige Energie. Eine andere Möglichkeit, Kosten zu senken, wäre der 48-Volt-Antrieb. Auch hieran ist Bosch beteiligt. Die Spannung ist weniger gefährlich, eignet sich im Moment aber noch nicht für das rein elektrische Fahren.

    Info

    Die Brennstoffzelle, die das Auto mithilfe von Wasserstoff antreibt und nur Wasser hinterlässt – sie ist noch Zukunftsmusik. In unserem Ratgeber zum Thema Wasserstoff lesen Sie aber schon heute, warum dieser Antrieb revolutionär sein könnte.


    Vorteile und Nachteile von Hybridautos

    Vorteile
    Nachteile
    • Verbrauchen weniger Kraftstoff
    • Anschaffung teurer
    • Stoßen weniger Schad­stoffe aus
    • Akku-Herstellung oft in Umwelt­bilanz nicht be­rücksichtigt
    • Höherer Fahr­komfort
    • Reichweite des Elek­tro­motors bei Voll­hybriden begrenzt
    • Kleinere Ver­brennungs­motoren reichen aus
    • Geringere Höchst­ge­schwindigkeit
    • Staatliche Förderung für Plug-in-Hybride bis 60.000 Euro Neu­wert
    • Staatliche Förderung nur für Plug-in-Hybride

      Fazit: Die Zukunftstechnologie Hybridantrieb ist bereits alltagstauglich

      Der Hybridantrieb kombiniert die Stärken von Verbrennungs- und Elektromotor, um die jeweiligen Schwächen auszugleichen. Der Benzin- oder Dieselmotor wird nur dann zugeschaltet, wenn der Wirkungsgrad optimal ist. Überschüssige Energie wird zwischengespeichert und speist bei Bedarf den Elektromotor. Das reduziert den Ausstoß von Schadstoffen, zugleich sinkt der Verbrauch an Kraftstoff. Sowohl Fahrer als auch Umwelt profitieren von Hybridfahrzeugen. Da der Elektromotor besser beschleunigt als sein kraftstoffbefeuerter Verwandter, steigt auch der Fahrkomfort. Die Reichweite ist, anders als beim Elektroauto, nicht von vornherein begrenzt. Mittlerweile haben sich Hybridautos im Alltag bewährt und zeigen, dass sie eine saubere und leise Alternative zu Autos mit konventionellem Antrieb sind.



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