Hybridfahrzeuge werden Hybride genannt, weil sie sowohl einen kleinen Verbrennungsmotor (ICE) als auch einen Elektromotor verwenden, um maximale Leistung und Kraftstoffverbrauch bei minimalen Emissionen zu erzielen. Wie sie dies tun, ist von Modell zu Modell unterschiedlich, mit unterschiedlichem Erfolg.
Allen Hybriden gemeinsam ist die Fähigkeit, elektrischen Strom zu erzeugen, in einer großen Batterie zu speichern und diesen Strom zum Fahren des Autos zu verwenden. Hybride nutzen elektrische Energie, die von einem regenerativen Bremssystem erzeugt wird, und ihre Motoren können auch einen Generator antreiben.
Hybride können auch Energie sparen, indem sie den ICE abschalten, wenn sich das Fahrzeug im Parkzustand befindet, an einer Ampel im Leerlauf ist, im Verkehr steht oder wenn die Energie des Elektromotors ausreicht, um das Fahrzeug ohne Unterstützung durch den ICE anzutreiben.
Hybride verfügen über regenerative Bremssysteme, die elektrische Energie erzeugen, um die Batterien aufzuladen. Wenn der Fahrer bremst, wird der Elektromotor zum Generator und der magnetische Widerstand bremst das Fahrzeug ab. Zur Sicherheit gibt es jedoch auch ein normales hydraulisches Bremssystem, das das Auto stoppen kann, wenn das regenerative Bremsen nicht ausreicht.
Bei der Wartung oder Reparatur von regenerativen Bremssystemen gibt es keinen Unterschied, außer dass die Bremsbeläge viel länger halten, weil sie nicht so stark beansprucht werden. In der Tat, wenn Sie einen Hybrid in moderater Weise fahren, verwenden Sie fast nie die Scheibenbremsen an den Rädern und können möglicherweise das ganze Autoleben lang ohne Belagwechsel fahren. Der große Unterschied besteht darin, dass regenerative Bremsen Energie auffangen und in Strom umwandeln, um die Batterie aufzuladen, die einen Elektromotor mit Strom versorgt.
Ein Parallelhybrid verwendet sowohl einen Elektromotor als auch einen Verbrennungsmotor für den Antrieb. Sie können im Tandem betrieben werden, oder einer kann als primäre Energiequelle verwendet werden, während der andere eingreift, um zu unterstützen, wenn zusätzliche Energie zum Anfahren, Erklimmen von Hügeln und Beschleunigen benötigt wird, um andere Fahrzeuge zu überholen. Da beide mit dem Antriebsstrang verbunden sind, sollen sie „parallel“ laufen.
So funktioniert ein Parallelhybrid.
Ein Serienhybrid verwendet einen Benzin- oder Diesel-Verbrennungsmotor, der mit einem Generator gekoppelt ist, um Strom zu erzeugen, aber nicht um das Auto anzutreiben. Der Verbrennungsmotor kann den elektrischen Strom direkt an den Elektromotor senden oder eine große Batterie laden, die den Strom speichert und bei Bedarf an einen Elektromotor abgibt. Der Elektromotor treibt das Fahrzeug an, indem er mit seiner Kraft eine Antriebswelle oder einen Satz Antriebsachsen dreht, die die Räder drehen.
Ein Serienhybrid.
Da Plug-in-Hybride über größere Batterien verfügen, die an jeder gewöhnlichen 110-Volt-Steckdose aufgeladen werden können, können sie die Fähigkeit des Elektromotors erweitern, das Auto weiter zu fahren, ohne den ICE starten zu müssen, und somit die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs. Schätzungen reichen bis zu 100 mpg!
Einige technisch versierte Personen haben ihre Hybridfahrzeuge zu Plug-in-Hybriden umgebaut, und die Autohersteller sind dabei, sie zu entwickeln und zu produzieren (manchmal in Zusammenarbeit mit großen Versorgungsunternehmen).
Die Entwicklung neuer, kleinerer und mehrfach wiederaufladbarer Lithium-Ionen-Batterien mit hoher Kapazität ist der Schlüssel, um Plug-in-Hybride einer breiten Öffentlichkeit zugänglich zu machen. Schätzungen gehen davon aus, dass Plug-in-Hybride, die mit diesen leistungsstärkeren Batterien ausgestattet sind, eine Reichweite von bis zu 200 Meilen haben, bevor die Ladung aufgebraucht ist und das Fahrzeug in den Standard-Hybridmodus zurückkehrt.
Ein Plug-in-Hybrid.
Das größte Umweltproblem bei Plug-in-Hybriden besteht darin, dass der Strom, den sie verbrauchen, normalerweise von Versorgungsunternehmen erzeugt wird, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden. Die gute Nachricht ist, dass sich einige große Ketten dazu verpflichtet haben, Ladestationen einzurichten, die mit Sonnenkollektoren oder Windenergie betrieben werden, und viele Hybridbesitzer sind bereit, Sonnenkollektoren zu installieren, um diese Fahrzeuge zu Hause aufzuladen.
Plug-in-Hybride, die von kommerziellen Stromquellen oder Sonnenkollektoren geladen werden, sind weniger vom ICE abhängig, benötigen ihn jedoch immer noch für lange Fahrten, Bergsteigen usw. Künftige Hybride könnten mit einer kleinen Brennstoffzelle Strom aus Wasserstoff erzeugen, wodurch der Verbrennungsmotor noch seltener laufen müsste.
Zwei-Modus-Hybride könnten der Schlüssel zu einem wettbewerbsfähigen Platz für die USA auf dem Hybridmarkt sein. Anstelle der großen Speicherbatterie, die bei herkömmlichen Hybriden zu finden ist, verwenden Zwei-Modus-Hybride kleinere Batterien und zwei Elektromotoren, die sich in einem Automatikgetriebe mit zwei Gängen befinden – einer für den ICE und der andere zur Verstärkung der Leistung der Elektromotoren. Das Getriebe kann auch als stufenloses Getriebe funktionieren. In einem Modus kann das Fahrzeug bei niedrigeren Geschwindigkeiten mit einem oder beiden Elektromotoren, mit oder ohne Verbrennungsmotor oder nur mit Verbrennungsmotor fahren. Bei höheren Geschwindigkeiten setzt der zweite Modus ein und der ICE läuft kontinuierlich in seinen höheren Übersetzungen.
Ein Zwei-Modus-Hybrid.
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