DPMA - Erfinderaktivitäten 2006/2007

Welt zum „Internationalen Motor 2004“ gewählt. Der
Durchschnittsverbrauch des „Prius“ im kombinierten
Betrieb liegt nach dem Messverfahren RL 80/1268/EWG
bei 4,3 l/100 km und die CO2-Emission bei 104 g/km. [10,
11, 12].
Über die oben rein beispielhaft genannten
Hybridfahrzeuge hinaus gibt es eine Vielzahl an Modellen,
Konzeptstudien und Prototypen nahezu aller
Automobilhersteller. Es würde jedoch den Rahmen dieses
Artikels sprengen, auf jedes Modell im Einzelnen
einzugehen. Eine Auflistung von Hybridfahrzeugen, von
Entwürfen bis hin zu aktuellen Planungen, sortiert nach
den Herstellern findet man im Internet unter [13].
3. Hybridantriebsvarianten
Hybridantriebssysteme werden entweder über die
konstruktive Anordnung des elektrischen Antriebssystems
im Antriebsstrang oder über dessen Leistungsvermögen
klassifiziert.
3.1. Einteilung nach Anordnung des elektrischen
Antriebssystems
3.1.1. Serieller Hybridantrieb
Beim seriellen Hybridantrieb sind die
Antriebskomponenten Verbrennungsmotor, Generator und
Elektromotor in Reihe angeordnet, wobei der
Verbrennungsmotor keine Verbindung zu den
Antriebsrädern aufweist und das Fahrzeug rein durch
einen oder mehrere Elektromotoren angetrieben wird. In
einer Verbrennungsmotor-Generator-Einheit wird die
gesamte vom Verbrennungsmotor erzeugte mechanische
Energie in elektrischen Strom umgewandelt, der nach
entsprechender Wandlung entweder in einem elektrischen
Energiespeicher zwischengespeichert oder direkt für den
elektrischen Antrieb genutzt wird. Die fehlende
mechanische Kopplung des Verbrennungsmotors mit den
Antriebsrädern erlaubt den stationären Betrieb des
Verbrennungsmotors im bestmöglichen
Wirkungsgradbereich. Der antreibende Elektromotor muss
ausreichend groß ausgelegt sein, da er die gesamte
Vortriebsleistung erbringen muss. [2, 8]. Ein Vertreter der
seriellen Hybridantriebssysteme war der unter 2. erwähnte
„Mixte“. Aber auch schwere Nutzfahrzeuge wie
beispielsweise der Großmuldenkipper „T282 B“ von
„Liebherr“ setzen auf das Prinzip eines seriellen
Hybridantriebs, hier realisiert auf der Basis eines dieselelektrischen
Antriebs [14, DE 202 06 821 U1].
In der Figur 3 ist nun der Konstruktionsaufbau eines
seriellen Hybridantriebs aus DE 196 33 194 C2 abgebildet.
Die Bezugsziffer 1 zeigt hierbei den Verbrennungsmotor
mit Abgaskatalysator 14, 2 die Kraftstoffleitung, 3 den
Benzintank, 4 die Kurbelwelle, 5 den Generator, 6 und 7
elektrische Verbindungsleitungen, 8 den Energiespeicher
und 9 den Antriebselektromotor.
Figur 3: Konstruktionsaufbau eines seriellen Hybridantriebs; aus
DE 196 33 194 C2.
3.1.2. Paralleler Hybridantrieb
Der parallele Hybridantrieb zeichnet sich dadurch aus,
dass die beiden Antriebssysteme derart angeordnet sind,
dass das Fahrzeug entweder rein elektrisch,
ausschließlich mit dem Verbrennungsmotor oder in einer
Kombination aus Elektromotor und Verbrennungsmotor
angetrieben werden kann. Die beiden Antriebssysteme
können hierzu über ein Getriebe miteinander verbunden
sein. Der Elektromotor kann beim parallelen
Hybridantriebskonzept am Verbrennungsmotorausgang,
am Getriebeeingang bzw. –ausgang oder getrennt an
einer zweiten Achse angeordnet sein. [2, 8]. Auch der
„Audi duo“ sowie die Hybridfahrzeuge von „Honda“ zählen
zu der Klasse der parallelen Hybridfahrzeuge.
Treiben Elektromotor und Verbrennungsmotor die gleiche
Antriebswelle an, so ist der Elektromotor dabei oftmals
durch eine Kupplung vom Verbrennungsmotor getrennt, so
dass sich ein rein elektromotorischer Antrieb sowie beim
generatorischen Betrieb eine optimierte Rekuperation der
kinetischen Energie ohne Verlust durch das
Schleppmoment des Verbrennungsmotors ergibt. Aber
auch ein Aufladen direkt über den Verbrennungsmotor ist
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