Hybridfahrzeuge: Überblick aus technischer und makroökonomischer Sicht

Inhalt

I Abkürzungsverzeichnis

II Abbildungsverzeichnis

Hybridfahrzeuge
1. Der Hybridantrieb
1.1 Micro-Hybrid
1.2 Mild-Hybrid
1.3 Full-Hybrid
1.4 Plug-in-Hybrid

Die Makroökonomische Sichtweise
1. Technologische Treiber
1.1 Die Kunden als technologische Treiber
1.2 Der Staat als technologischer Treiber
1.3 Die Hersteller als technologische Treiber
2. Kritik an der Hybridtechnologie
3. Notwendigkeit der Hybridtechnologie
4. Die Hybridtechnologie als Unterform des Elektrofahrzeuges
4. 1 Elektrofahrzeuge
4. 2 Abgrenzung zur Hybridtechnologie
5. Besonderheiten des Hybrid-Automobilmarktes
IV Quellenverzeichnis

I Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

II Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Darstellung zur Unterscheidung der relevanten, neuen Antriebstechnologien

Abbildung 2: Bevorzugte Pkw-Art bei einer Neuanschaffung

Abbildung 3: Interesse der Pkw-Nutzer an alternativer Antriebstechnologie

Abbildung 4: Bevorzugte Antriebsarten von Pkw im Fall, dass dieser ein Geschenk ist

Abbildung 5: Neuzulassungen von Hybridfahrzeugen in Deutschland

Abbildung 6: Prognose zur weltweiten Verteilung von Neuwagentypen im Jahre 2020

Abbildung 7: Prognose zum Anteil der jeweiligen Antriebsart am weltweiten Pkw-Absatz im Jahre 2020

Abbildung 8: Beschäftigtenanzahl in der Automobilindustrie

Abbildung 9: Neuzulassung von Hybridfahrzeugen in Deutschland der Jahre 2009 und 2010 nach Herstellern

Hybridfahrzeuge

1. Der Hybridantrieb

Wie der Name schon vermuten lässt, definiert sich der Hybridantrieb durch das Vorhandensein von mindestens zwei unterschiedlichen Antriebssystemen. Hin­sichtlich Elektromotoren besitzt er somit mindestens zwei Energiewandler, also einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor sowie mindestens zwei Energiespeicher in Form von Batterie und Kraftstofftank.^[1],^[2],^[3]

Abbildung 2 lässt erkennen, dass Hybridantriebe aktuell in Micro-, Mild-, Full- und Plug-in-Hybrid unterschieden werden. Dabei sind die verschiedenen Stufen abhängig von der Leistung des Elektromotors pro Fahrzeugmasse bzw. der elekt­rischen Leistung in Volt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Darstellung zur Unterscheidung der relevanten, neuen Antriebstechnologien.

Quelle: eigene Darstellung.

1.1 Micro-Hybrid

In seiner Funktionalität beschreibt der Micro-Hybrid einen Startergenerator, der im Stand den Verbrennungsmotor automatisch abschaltet und beim Anfahren wieder startet. Die dabei genutzte Energie zum Anschalten des Verbrennungsmotors bringt ein Elektromotor auf. Hierfür wird ein riemengetriebener Elektro­motor mit einer Leistung von zwei bis zehn kW anstelle des konventionellen Generators eingesetzt. Dadurch werden die sogenannten Leerlaufverbräuche vermieden. Es entsteht ein Verbrauchssenkungspotential von 5 bis 10 %, innerstädtisch sogar 20 bis 30 %. Der Micro-Hybrid-Motor kann mit geringeren technischem Aufwand als kosten­günstige Lösung beschrieben werden.

Allerdings wird wenig bis gar kein Einfluss auf den Verbrauch bei Langstrecken genommen, da kein rekuperatives Bremsen, d.h. die Rückspeisung der Bremsenergie, möglich ist. Außerdem findet keine Unterstützung des Antriebsmotors durch den Elektromotor statt.^[4],^[5]

Dieses Konzept ist jedoch ausgereift und schon heute in den BMW 1er Modellen oder dem Citroën C3 zu finden.^[6]

1.2 Mild-Hybrid

Die Nachteile des Micro-Hybrid sind beim Mild-Hybridantrieb beseitigt. Genauer bedeutet das, dass ein Start-/Stoppgenerator vorhanden ist und eine Rekuperation kinetischer Energie beim Bremsen stattfindet. Der sogenannte „Booster“ beschreibt die gegebene Drehmomentunterstützung. Es handelt sich demnach um einen Elektromotor mit Antriebsstrang, der üblicher­weise eine Leistung zwischen 4 und 20 kW aufweist. Durch diesen entsteht ein Verbrauchssenkungspotential von bis zu 20 %. Bis auf das elektrische Fahren sind sämtliche Hybridfunktionen realisierbar.

Jedoch brauchen bei dieser Variante die zusätzlichen Batterien viel Platz und können das Transportvolumen des Fahrzeuges verringern. Zudem wird das Gesamtgewicht erhöht. Weiterhin ist diese Technik noch vergleichsweise teuer. Das Kosten- und CO2-Einsparungspotential liegt damit nur auf dem gleichen Niveau wie in den vorhandenen „Clean Diesel“-Konzepten.

Zu finden ist das Mild-Hybrid-Konzept im Honda Civic IMA, im Chevrolet Silverado Hybrid und im Mercedes Benz S400 Hybrid.^[7],^[8],^[9]

1.3 Full-Hybrid

Das Full-Hybrid-Konzept ermöglicht das begrenzte rein elektrische Fahren. Neben dem vorhandenen Start-/Stoppgenerater sowie der Rekuperation kinetischer Energie beim Bremsen ist der Booster, also die Drehmoment-unterstützung, ebenfalls integriert. Dieses Konzept besteht aus einer E-Maschine im Antriebsstrang und einer motorseitigen zweiten Kupplung, die die Abkopplung des Verbrennungsmotors ermög­licht. Diese E-Maschine kommt auf eine Leistung von über 20 kW und überzeugt durch eine gute Fahrleistung, einem höheren Sparpotential gegenüber gleich starken Benzinmotoren, einem möglichen kurz-zeitigen abgasfreien Fahren und einem insgesamten Verbrauchssenkungspotential von bis zu 45 %.

Gegenüber vergleichbaren Diesel-Modellen sind die Einsparungen vor allem auf Langstrecken jedoch gering. Das zusätzliche Gewicht sowie der hohe technische Aufwand und die hohen Anschaffungskosten sind weiterhin nachteilig.^[10]

Dennoch ist diese Technik unter anderem im Lexus RX 400h, in den Audi-Oberklasse-Hybridmodellen und im Toyota Prius zu finden.^[11],^[12]

1.4 Plug-in-Hybrid

Plug-in-Hybride unterscheiden sich nur in einer Hinsicht von Full-Hybriden und zwar durch die Möglichkeit, die vorhandene Batterie auch extern laden zu können. Eine fahrzeuginterne Energiegenerierung ist damit nicht zwingend notwendig.^[13],^[14]

[...]

^[1] Zur Vereinfachung des technischen Teils der Arbeit wird bei der Hybridtechnologie nur auf die Micro-, Mild- und Full-Hybrid bezogen.

^[2] Vgl. Wallentowitz/Freialdenhoven/Olschewski (2010), S. 52-54.

^[3] Vgl. Hofmann (2010), S. 42-52.

^[4] Vgl. Olschewski (2010), Folie 12-14.

^[5] Vgl. Wallentowitz/Freialdenhoven/Olschewski (2010), S. 54.

^[6] Vgl. Hofmann (2010), S. 42.

^[7] Vgl. Olschewski (2010), Folie 15-17.

^[8] Vgl. Wallentowitz/Freialdenhoven/Olschewski (2010), S. 54-55.

^[9] Vgl. Reif (2011), S. 100.

^[10] Vgl. Friederich (2012), S. 32.

^[11] Vgl. Olschewski (2010), Folie 18-22.

^[12] Vgl. Wallentowitz/Freialdenhoven/Olschewski (2010), S. 55-58.

^[13] Vgl. Wallentowitz/Freialdenhoven/Olschewski (2010), S. 58.

^[14] Vgl. Hofmann (2010), S. 46.