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Ziele der neuen alternativen Antrieben für das Auto

Ziel der alternativen Antriebstechniken ist es, weg von dem zu Neige gehenden Erdöl und Erdgas zu kommen und die Abgasemissionen zu mindern. Die Wirkungsgrade sollen erhöht werden und somit die eingesetzte Energie effizienter genutzt werden.
Die Zukunft der Autos hängt davon ab ob es gelingt, einen alternativen Fahrzeugantrieb zu entwickeln, der keine fossilen Brennstoffe braucht und möglichst vollkommen Umweltneutral ist.

Das Elektroauto, Vorteile des Elektromotors, Hybrid

Es ist schon bemerkenswert, dass das erste Auto kein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor, sondern elektrisch angetrieben, also ein Elektroauto war.
Ein Elektromotor kann einen hervorragenden Wirkungsgrad von über 95% erreichen. Der Drehmomentverlauf ist so günstig, dass kein Getriebe mehr benötigt wird. Insbesondere das sehr hohe Anfahrmoment und die praktisch immer volle Leistung bei jeder Drehzahl, sind für einen Fahrzeugantrieb optimal. Ein Fahrzeug mit einem Elektromotor hat eine gleichmässige lineare Beschleunigung, ähnlich wie ein Flugzeug beim Start.

Der ausgezeichnete Wirkungsgrad und optimale Drehmomentverlauf hat die weitere grosse Vorteile:
  • eine Verringerung der Gesamtemissionen von CO2 um über 70% gegenüber konventioneller PKWs
  • die beachtliche Lärmreduktion
  • geringere Wartungskosten
  • die Reduktion der Import Abhängigkeit von Erdöl

Ein reines Elektrofahrzeug hat heute jedoch auch noch einige Nachteile bzw. Probleme. So sinkt die ohnehin beschränkte Reichweite bei reinen Elektroautos, noch weiter beim Fahren mit Licht, Heizung, Klimaanlage und sonstige elektrische Verbraucher.

Drehmomentvergleich Verbrennungsmotor Elektromotor

Dagegen erreichen die besten Verbrennungsmotoren heute einen Wirkungsgrad von 60% bei einem sehr ungünstigen Drehmomentverlauf, der ein Getriebe unverzichtbar macht.
Der Elektromotor hat keine Abgasemissionen, ein ausgezeichneten Wirkungsgrad und die benötigte Energie kann aus beliebigen Quellen hergestellt werden. Der grosse Pferdefuss ist die Speicherung der benötigten Energie.
Wer mit einem heutigen Elektroauto mit handelsüblichen Akkus, 500 Km am Stück fahren möchte, müsste einen ganzen Anhänger voller Batterien für die Strecke mitnehmen, nach dem heutigen Stand der Batterie Technik.

Will man diesen Komfort beibehalten, bleibt nichts anderes übrig, als die benötigte Energie mittels Verbrennungsmotor herzustellen (Serieller Hybrid), oder den Verbrennungsmotor als Hilfe oder Reserve zu benutzen (Paralleler Hybrid).
Das nennt man hybride Antriebstechnik oder einfach Hybrid.



Paralleler Hybrid Antrieb

Bei dem Parallelen Hybrid Antrieb, sind der Elektromotor und der Verbrennungsmotor jeweils mit der Antriebsachse verbunden.

Schema Paralleler Hybrid Antrieb

Beide Motoren können einzeln oder zusammen die Achse antreiben. Das heisst, das Auto kann durch den Elektromotor oder durch den Verbrennungsmotor angetrieben werden, sowie durch beide Motoren gleichzeitig also zusammen, also parallel. Dieses System ist unter den hybriden Antriebskonzepten am weitesten verbreitet.

Der Vorteil bei dem Parallelen Hybrid System ist, dass beide Motoren, relativ klein gehalten werden können. Kraftstoffverbrauch und Abgasemissionen sind verringert.
In der Praxis sind z.B. der Toyota Auris Hybrid oder Audi A8 mit diesem Antriebssystem ausgestattet.


Serieller Hybrid Antrieb

Bei dem Seriellen Hybrid Antrieb, hat der Verbrennungsmotor keine Verbindung zu der Antriebsachse. Er dient nur noch dazu einen Generator anzutreiben, der den Elektromotor bzw. die Batterien bei Bedarf mit Energie versorgt. Dieses Konzept wird auch "Range-Extender" genannt.

Schema Serieller Hybrid Antrieb

Den gesamten Antrieb des Fahrzeugs übernehmen der Elektromotor oder mehrere Elektromotoren, die meist direkt an den Rädern wirken. Die Vorteile bei diesem Konzept sind, dass die Bremsenenergie über den Elektromotor direkt zurück in elektrische Energie umgewandelt werden kann, die in die Batterie wieder zurück gespeichert wird. Ferner braucht der Verbrennungsmotor keine aufwändige Gemischaufbereitung, da er zum Aufladen nur in einem Kraftstoff verbrauchsarmen Drehzahl und Lastbereich arbeitet. Er kann bei dem höchst möglichen Wirkungsgrad arbeiten.

Die Vorteile liegen darin, dass man sich je nach Bauart ein aufwändiges Getriebe sparen kann, die geringen Abgasemissionen und die grosse Reichweite.
Als grosser Automobilhersteller hat GM mit dem Opel Ampera dieses System umgesetzt, angelehnt an den GM Volt.

Leistungsverzweigender Hybrid (Mischhybrid)

Als Mischhybrid werden Hybride bezeichnet, die den Parallelen Hybrid und Seriellen Hybrid als Kombination nutzen. Entweder der Verbrennungsmotor ladet die Batterie oder er hilft bei der Fortbewegung des Fahrzeugs über die Antriebsachse. Mittels einer automatischen Kupplung wird die Betriebsart geändert.

Mikrohybrid

Der Mikrohybrid ist kein richtiges Hybrid System, dass zwei verschiedene Antriebssysteme voraus setzt. Das Mikrohybrid Konzept ist lediglich eine Start- Stop- Automatik, sowie eine Rückgewinnung der Bremsernergie zum Laden der Mini Starterbatterie.
Die Bezeichnung "Hybrid" ist also mehr Schein als Sein und hört sich nur besser und aufwändiger an, als "Start- Stop- Automatik".

Mildhybrid

Der Mildhybrid unterstützt lediglich den Verbrennungsmotor, aber kann nicht das Fahrzeug allein antreiben.

Vollhybrid

Als Vollhybrid werden Systeme bezeichnet, die in der Lage sind auch rein elektrisch zu fahren. Im Gegensatz zum "Mildhybrid."

Plug-in Hybrid

Unter Plug-in Hybrid versteht man, wenn die Batterie für den Elektroantrieb nicht nur ausschliesslich über den Verbrennungsmotor geladen werden, sondern auch Extern, also praktisch über die Steckdose.
Das hat unübersehbare Vorteile. Der elektrische Strom ist erheblich günstiger als der durch den Verbrennungsmotor erzeugte und meistens auch erheblich Umweltfreundlicher. Statistisch entfällt die Hälfte aller Autofahrten auf unter 6 Km, laut Bundesumweltministerium. Nur 4,9 % der Berufspendler legen mehr als 50 Km für die Fahrt zum Arbeitsplatz zurück.

Geht man von einer Batterie Kapazität von 80-100 Km aus, könnten unzählige Autofahrten ausschliesslich elektrisch und Umweltfreundlich erfolgen!

BMW i3 Elektroauto geht in Serie

BMW hat als erster deutscher Anbieter, das Elekrofahrzeug i3 vorgestellt. Es gibt ihn wahlweise rein elektrisch mit einer Reichweite von 130-160 km, oder mit einem kleinen Ottomotor als Reichweitenerweiterung der dann bis 240-300 km schafft. Die Karrosserie ist aus Karbon der auf einem Aluminiumgerippe befestigt ist. BMW hat natürlich auch auf die Leistung geachtet. So schafft der i3 100Km/h in nur 7,2 Sekunden.
Jetzt geht das erste elektrisch betriebene Auto von einem deutschen Hersteller in Serie. In dem Werk in Leipzig soll fast 400 Millionen Euro investiert worden sein und rund 800 neue Arbeitsplätze geschaffen werden.
Ich wünsche BMW viel Erfolg mit dem kleinen Flitzer.

Fazit

Die drohende Klimakatastrophe, das zu neige gehende Öl und Gas Ressourcen, machen es absolut Notwendig, unsere Mobilität auf anderen Energien um zu stellen. Die alternativen Antriebe sind der erste notwendige Schritt dazu.

Während japanische und französische Autohersteller, bereits sehr gut funktionierende Fahrzeuge mit alternativen Antrieben anbieten, gibt es von den grossen deutschen Herstellern, kaum etwas.

Ich finde es beschämend, dass die deutschen Automobilhersteller für die Entwicklung von alternativen Antrieben, von dem deutschen Steuerzahler Subventionen von 125 Millionen Euro einfordern! Es ist ihr ureigenes Interesse, mit dem technischen Fortschritt Schritt zu halten zu können.

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