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EIN Audi A1 wird während der Automesse "iMobility 2012" in . aufgeladen Stuttgart

EIN Plug-in-Hybrid (Englisch: Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug oder PHEV) ist a Hybridfahrzeug das verwendet wiederaufladbare Batterien oder eine andere Form der Energiespeicherung, die durch Anschluss des Fahrzeugs an eine externe Stromquelle (z. B. eine herkömmliche Steckdose) vollständig aufgeladen werden kann.

Ein Plug-in-Hybrid vereint die Eigenschaften eines konventionellen Hybrid-Elektrofahrzeug – mit Elektromotor und Verbrennungsmotor – wenn a vollelektrisches Fahrzeug (FEV) - der über einen Stecker mit dem Stromnetz verbunden wird. Es gibt PHEV-Versionen von Pkw, Nutzfahrzeugen, Transportern, Lkw, Bussen, Zügen, Mopeds, Rollern, Militärfahrzeugen und Schiffen.^[1][2][3] Plug-in-Hybridautos werden auch genannt halbelektrisch Autos genannt.^[4] Der Plug-in-Hybrid gehört zusammen mit dem vollelektrischen Auto zur Plug-in-Kategorie (Plug-in-Elektrofahrzeug, PEV).

Positionierung

Venn-Diagramm von Elektrofahrzeugen

Es gibt zwei Arten von Autos, die ganz oder teilweise elektrisch betrieben werden, solche mit nur einem Elektromotor und Hybride.^[1][5]

Vollelektrisch

sehen Elektroauto für den Hauptartikel zu diesem Thema.

Ein vollelektrisches Auto, „Full Electric Vehicle (FEV)“ oder „Battery Electric Vehicle“ (BEV), fährt nur mit Strom und hat keinen Verbrennungsmotor. Ist die Batterie leer, muss das Auto über eine Steckdose aufgeladen werden, eine öffentliche Ladepunkt oder ein Schnellladestation. Das vollelektrische Auto bildet zusammen mit dem Plug-in-Hybrid die Gruppe der Plug-in-Elektroautos (Plug-in-Elektrofahrzeug, PEV).

Das vollelektrische Auto ist umweltfreundlicher. Im Gegensatz zu einem klassischen Auto mit Verbrennungsmotor emittieren FEVs kein CO₂ während der Fahrt und verwenden Sie keine fossilen Brennstoffe. Zu beachten ist jedoch, dass Strom aus erneuerbaren Energiequellen wie Wasserkraftwerken und Windkraftanlagen kommen muss, um wirklich „grün“ zu fahren. Die zunehmende Reichweite und Schnellladestationen entlang der Autobahnen führen dazu, dass das FEV zunehmend als Alternative zum Auto mit Verbrennungsmotor akzeptiert wird.

Hybride (HEV)

HEVs oder Hybrid Electric Vehicles nutzen eine Kombination verschiedener Antriebstechnologien.^[2][6]

Klassische Hybriden

Den klassischen Hybrid gibt es seit fast zwanzig Jahren. Ein solches Auto ist mit zwei Motoren ausgestattet, meist einem Elektromotor und einem Verbrennungsmotor (Benzin oder Diesel), die je nach Bedarf aktiviert werden. Je nach Hybridisierungsgrad dieser beiden Motoren wird dies als:^[7]

1. Mikrohybride – Dies ist die einfachste Form von „Hybrid“. Dieses Auto mit Start-Stopp-System ist eigentlich von der Hybridtechnologie getrennt, da das Auto nicht mit elektrischer Energie aus der Batterie betrieben wird. Dieses ausgeklügelte System leistet jedoch einen kleinen Beitrag zur CO .-Reduzierung₂Emissionen und Kraftstoffverbrauch. Sobald das Auto zum Beispiel an einer Ampel zum Stehen kommt, wird der Benzin- oder Dieselmotor automatisch abgeschaltet. Sobald der Fahrer das Gaspedal durchtritt, startet der Motor wieder. Der Motor wird durch den Anlasser gestartet, der von der Autobatterie gespeist wird. Die Batterie wiederum erhält zusätzliche Energie, die beim Bremsen gesammelt wird.

2. milde Hybriden – Ein Mild-Hybrid verwendet das gleiche Start-Stopp-System wie ein Micro-Hybrid, zusätzlich mit einem Elektromotor, der den Verbrennungsmotor (nur) beim Beschleunigen unterstützt. In den meisten Fällen kann der Elektromotor in diesen Autos den Antrieb nicht autonom übernehmen. Der Elektromotor wird von einer Batterie gespeist, die durch regeneratives Bremsen aufgeladen wird oder während der Fahrt überschüssige Leistung des Verbrennungsmotors in elektrische Energie umwandelt.

3. Vollhybride – Ein Schritt weiter geht die Vollhybrid-Wagen. Diese Art von Hybrid - genau wie die Mildhybrid - der Verbrennungsmotor, kann aber vollelektrisch fahren. Das Auto fährt entweder allein mit elektrischer Energie, nur mit dem Verbrennungsmotor oder durch eine Kombination aus beidem. Das Auto wählt intelligent die effizienteste Stromquelle und lädt die Batterie mit regenerativer Energie aus dem Bremssystem, das wiederum den Elektromotor mit Strom versorgt. Unter normalen Bedingungen, beim Anfahren und Fahren mit niedrigen Geschwindigkeiten, wird das Auto geräuschlos vom Elektromotor angetrieben - ohne Kraftstoffverbrauch und schädliche Emissionen. Der Verbrennungsmotor springt an, sobald die Drehzahl ansteigt. Bei Bedarf kann der Elektromotor zusätzliche Leistung liefern, zum Beispiel für eine schnelle Zwischenbeschleunigung.

Plug-in-Hybride

Bei den Standard-Hybriden kann die Batterie nicht von außen geladen werden, dies geschieht über den Verbrennungsmotor und regenerierende Bremsenergie. Bei Plug-in-Hybriden kann die Batterie auch über den Anschluss des Autos an das Stromnetz geladen werden. Der Akku-Hybrid ist ein relativ neuer Kompromiss, der viele Autofahrer überzeugen könnte.

4. Reichweitenverstärker: Elektroautos, die mit einem Range Extender ausgestattet sind, werden allgemein als „Extended Range Electric Vehicles“ (EREV) bezeichnet. Wörtlich übersetzt bedeutet Range Extender „Range Extender“. Diese Hybride im Leerlauf können kontinuierlich mit einer optimalen Geschwindigkeit laufen, um Leistung zu erzeugen. Der Strom geht an die Batterie und dann an den Elektromotor. Der Verbrennungsmotor hat relativ wenig Leistung und kommt nur zum Einsatz, wenn die Batterien zur Neige gehen.

Ein mit einem Range Extender ausgestattetes Elektroauto kann die Batterie während der Fahrt mit einem Benzinmotor aufladen. Es handelt sich in der Regel um einen kleinen Verbrennungsmotor mit 3 oder 4 Zylindern, es werden aber auch andere Antriebsquellen verwendet, wie beispielsweise eine Wasserstoff-Brennstoffzelle. Der Benzinmotor treibt das Auto nicht an, sondern lädt die Batterien. Auf diese Weise wird die Reichweite erhöht, während das Auto weiterhin elektrisch fährt.

Die heute am häufigsten verwendeten Range Extender werden im Auto verbaut, es gibt aber auch Systeme, die als Anhänger genutzt werden können. Diese Funktion als Generator kostet natürlich zusätzlichen Kraftstoff, was das Auto weniger wirtschaftlich macht als ein reines Elektroauto.^[8]

Dieser Autotyp bietet einige Lösungen für die Probleme von BEVs. Dank des Elektromotors mit Verbrennungsmotor hat das Auto eine normale Reichweite und ist dennoch sparsamer im Vergleich zu einem Oldtimer. Da der Verbrennungsmotor noch fossile Brennstoffe verwendet, emittieren sie immer noch CO₂ aus, wenn auch viel weniger.

5. Plug-in-Hybride: Hybride haben sowohl einen Kraftstoff- als auch einen Elektromotor für den Antrieb. Ein Hybridauto lädt seine Batterie mit der beim Bremsen freigesetzten Energie. Dadurch kann der Hybrid für kürzere Fahrten elektrisch betrieben werden und schaltet dann automatisch auf einen sparsamen Benzinmotor um.

Ein Plug-in-Hybrid kann auch mit einem Stecker geladen werden und fährt daher einen Teil der Fahrt elektrisch. Die Akkus werden einfach an einer herkömmlichen Steckdose geladen (daher „Plug-in“). Zudem ist die Reichweite allein beim Elektromotor größer als bei der ersten Hybridgeneration. Dank des Benzinmotors kann ein Plug-in-Hybrid mühelos große Distanzen zurücklegen. Je mehr elektrische Kilometer gefahren werden können, desto sparsamer und umweltfreundlicher wird das Auto. Um wirklich sparsam zu fahren, muss Strom oft „getankt“ werden.

Technik

Wie bereits erwähnt, nutzt das Hybridauto eine Kombination verschiedener Antriebstechnologien. Normalerweise werden diese Autos von einem Benzin- oder Dieselmotor in Kombination mit einem sauberen Elektromotor angetrieben. Während der Fahrt wird die Autobatterie von einem Generator geladen, der wiederum von einem Benzin- oder Dieselmotor angetrieben wird. Diese Energie (die bei normalen Autos verloren geht) wird durch die Pufferwirkung der Batterien gespeichert und kann zu einem späteren Zeitpunkt vom Elektromotor genutzt werden. Ein fortschrittliches System steuert den Elektromotor und sorgt dafür, dass dieser zweite Motor in Zeiten anspringt, in denen der Verbrennungsmotor noch etwas mehr Leistung gebrauchen kann (zum Beispiel in hügeliger Landschaft oder beim schnellen Beschleunigen). Das schont den Verbrennungsmotor, reduziert Last, Verbrauch und damit CO de Emissionen₂ Begrenzt werden. Die beim Bremsen vom Motor freigesetzte Energie wird ebenfalls in der Batterie gespeichert und kann ebenso wie die Energie des Verbrennungsmotors über den Elektromotor dosiert abgegeben werden.^[9]

Obwohl die Elektromotoren in erster Linie als Hilfsmotor gedacht sind, gibt es auch Hybridautos, die allein mit dem Elektromotor beachtliche Strecken zurücklegen können. Obwohl das Hybridauto bereits deutlich sparsamer und sauberer ist als solche mit herkömmlichem Verbrennungsmotor, sind Elektroautos die sauberste Variante.

Motor

Es gibt verschiedene Arten von Hybridmotoren, die die Kombination von Kraftstoff- und Elektromotor auf unterschiedliche Weise nutzen. Wir unterscheiden drei Arten von Motoren:^[10]

Serie Hybrid-Motor

Dieses Verfahren eignet sich besonders für Fahrzeuge, die wenig Strom benötigen. Bei einem in Reihe geschalteten Hybridmotor arbeiten beide Motoren gleichermaßen. Der Verbrennungsmotor erzeugt Energie, mit der er einen Generator antreibt. Dieser Generator überträgt seine Energie auf den Elektromotor, der wiederum die Räder antreibt. Das macht das Fahrzeug sehr sparsam, aber mit wenig Leistung.

Parallel geschalteter Hybridmotor

Bei diesem System werden die Räder sowohl vom Benzin- als auch vom Elektromotor angetrieben. Während der Fahrt wird auch der Elektromotor aufgeladen. Die Umstände bestimmen, welche Kombination verwendet wird. Es ist beispielsweise nur möglich, mit dem Benzinmotor zu fahren. Dies ist am effizientesten, wenn das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit fährt. Beim Beschleunigen nutzt der Elektromotor einen Teil der eingesparten Energie, um den Benzinmotor zu unterstützen. Dadurch kann ein kleinerer Kraftstoffmotor verwendet werden, um die gleiche Leistung zu liefern. Der Kraftstoffverbrauch bei Verwendung dieses Systems ist zwischen 15 und 20 % geringer als bei einem Auto mit nur einem Verbrennungsmotor.

Kombinierter Hybridmotor

Es ist auch möglich, beide Systeme zu kombinieren. In diesem Fall wird also sowohl ein in Reihe geschalteter Hybridmotor als auch ein parallel geschalteter Hybridmotor verwendet. Es gibt also zwei Elektromotoren. Grundsätzlich arbeitet der in Reihe geschaltete Elektromotor immer während der Fahrt. Dies ist wie beim ersten Typ in Kombination mit einem Benzinmotor und beide Motoren arbeiten gleich. Außerdem gibt es einen parallel geschalteten Elektromotor. Es funktioniert also nur bei Bedarf und lädt die restliche Zeit. Dieser Elektromotor funktioniert beispielsweise nur beim Beschleunigen.

Akku und Reichweite

Wie bei jeder neuen Technologie sind die Kosten am Anfang hoch und nehmen dann langsam ab. Plug-in-Hybride sind keine Ausnahme. Obwohl PHEVs bestehende Technologien nutzen, werden sie noch nicht weit verbreitet produziert und verkauft. Ein wesentlicher Faktor, der PHEVs teurer macht als herkömmliche Hybride, sind die Batterien.^[11]

Typischerweise werden für Hybride zwei Arten von Batterien verwendet: Nickel-Metallhydrid (NiMH) und Lithium-Ionen (Li-Ionen). Li-Ion-Akkus sind am effizientesten und können mehr Strom speichern, sind aber auch teurer. Viele Hybride verwenden NiMH-Akkus aufgrund ihrer Ladekapazität und Kosteneffektivität.

Plug-in-Hybride sind in der Anschaffung teurer als normale Hybride, da sie mehr Batterien enthalten als herkömmliche Hybride. Mehr Batterien bedeuten aber auch eine höhere vollelektrische Reichweite und damit auch Kosteneinsparungen.

Die elektrische Reichweite eines Standard-PHEV-Fahrzeugs beträgt ca. 100 km. Fährt ein Autofahrer durchschnittlich etwa 37 km pro Tag, ist dies mehr als ausreichend. In Europa beträgt die durchschnittliche Vollladezeit eines PHEV mit einer 1-2 kWh Batterie 77 Minuten.^[2][11][12]

Angebot

Viele Automarken bieten einen oder mehrere Plug-in-Hybride zum Kauf an.^{[13][14][15][16][17]} Von insgesamt 8.373.244 in den Niederlanden im Jahr 2018 zugelassenen Personenkraftwagen^[18] es gab 97.702 Plug-in-Hybride.^[19] Im Jahr 2017 ist die Anzahl der PHEVs (um 1%) im Vergleich zum Jahresende 2016 zurückgegangen. 2018 blieb die Anzahl der PHEVs praktisch gleich wie im Jahr 2017.

Porsche Cayenne S E-Hybrid-Plugin (2017)

Belastung

Elektroautos sind aufgrund ihrer begrenzten Reichweite noch nicht verbreitet. Potenzielle Käufer müssen sich mit „Reichweitenangst“ auseinandersetzen, der Angst, ohne Strom anzuhalten und nicht rechtzeitig zu einer Ladestation zu gelangen.

Der Plug-in-Hybrid ist ein Zwischenschritt zwischen dem vollelektrischen Fahren und dem Fahren mit konventionellen fossilen Kraftstoffen und erleichtert der Bevölkerung den Übergang zu einer nachhaltigen Mobilität. Geladen wird ein Plug-in-Hybrid-Auto an einer privaten oder öffentlichen Ladestation im regulären Stromnetz. Dank des Verbrennungsmotors als Backup-Generator wird die Batterie während der Fahrt geladen. Das „Plug-in“-Laden ist auch der größte Unterschied zu den klassischen Hybriden. Die Lademöglichkeiten im Überblick:^[21][22]

Aufladen zu Hause

Der Ort, an dem ein PHEV-Fahrer wahrscheinlich am häufigsten lädt, ist zu Hause. Dies kann durch Anschließen eines standardmäßig mitgelieferten Ladekabels an eine normale Haushaltssteckdose erfolgen. Die Ladezeit der aktuellen Plug-Ins dauert recht lange, rechnen Sie mit mindestens 6 bis 8 Stunden für einen vollen Akku. Schnelleres Laden ist mit einem fest installierten Heimladesystem möglich, das Drehstrom verwendet. Dieses System wird normalerweise in einer Garage oder einem Carport installiert. EIN Renault ZOE (100% elektrisch) kann in mehr als 2 Stunden (23 kW) von ganz leer auf ganz voll geladen werden.

Unterwegs laden

Sie können jederzeit a aufladen öffentliche Ladestation. Dies sind zum Beispiel spezielle Parkplätze für Elektroautos, bei denen das Auto über ein Schnellladekabel mit einer öffentlichen Ladestation verbunden ist.

Die Zahlung einer Gebühr erfolgt über eine Ladekarte. Die Ladestation scannt die Ladekarte und registriert wer der Nutzer ist und wie viel Strom verbraucht wurde. Am Ende des Monats erhält der Fahrer eine Rechnung mit einer Übersicht über die von ihm getätigten Gebühren.^[23]

Ladefrequenz

Wie oft die Batterie eines PHEV geladen werden muss, hängt vom Einsatz ab. Häufigkeit und Dauer der Fahrten sowie der Fahrstil des Fahrers sind die wichtigsten Faktoren. Das Fahren eines Plug-in-Autos erfordert eine andere Herangehensweise an das „Tanken“. Was oft vergessen wird, ist, dass ein Auto die meiste Zeit des Tages steht. Diese ungenutzte Zeit kann dann zum Laden des Akkus verwendet werden.

Ladezeit

Die Lademethode bestimmt die Ladedauer. Mit einem Standard-Ladekabel – der langsamsten Methode – dauert es 6 bis 8 Stunden, um den Akku vollständig aufzuladen. Mit einem fest installierten Ladegerät mit Drehstrom ist das Auto in ca. 3 Stunden fahrbereit. An einer öffentlichen Ladestation ist dies sogar noch schneller, in etwa 30 Minuten.

voraus

Unsere Mobilität hat einen entscheidenden Einfluss auf unser Lebensumfeld. Auch in Europa werden die Emissionen von Pkw eingeschränkt. Nach europäischen Standards für die CO₂-Emissionen dürfen Neuwagen ab 2021 nur noch 3,9 Liter Kraftstoff pro 100 Kilometer oder 95 Gramm CO . verbrauchen₂ pro Kilometer.^[24]

Diese Maßnahme wurde im Rahmen der Kyoto-Protokoll, das die europäischen Mitgliedsstaaten verpflichtet, ihre Emissionen von Treibhausgase - unter denen CO₂ (Kohlendioxid) - zu reduzieren. Experten und Wissenschaftler sind sich einig, dass sich das Klima ändert und sich die Erde erwärmt. Dies ist auf Treibhausgase zurückzuführen, die zu einem großen Teil aus dem Straßenverkehr stammen. Aufgrund des stetig steigenden Verkehrsaufkommens nimmt dieser Anteil nur noch zu. Deshalb werden intensive Anstrengungen unternommen, um die schädlichen Emissionen von Autos zu bekämpfen. Diese neue Gesetzgebung wird zweifellos den aufstrebenden Markt für Autos, die mit alternativen Energiequellen wie Elektroautos und Plug-in-Hybriden betrieben werden, ankurbeln.^[25]

Der Fokus liegt hauptsächlich auf einem dualen Ansatz, der die öffentliche Unterstützung erhöhen soll. Einerseits gelten strengere Auflagen für die Produktion von Neuwagen, andererseits werden Verbraucher auch dazu angehalten, umweltfreundliche Alternativen für ihre Mobilität zu wählen. In vielen europäischen Ländern wird beispielsweise der Kauf von Autos mit möglichst geringem CO-Gehalt gefördert₂Emissionen. Steigende Kraftstoffpreise veranlassen die Verbraucher auch, nach finanziell attraktiven Alternativen zu suchen.^[1][26][27]

Die Entwicklung des Plug-in-Hybrid-Marktes ist noch in vollem Gange. Die Herausforderung besteht nun darin, den PHEV attraktiver zu machen als die klassischen Diesel-, Benzin- oder LPG-Autos. Kritische Erfolgsfaktoren sind die Entwicklung leichterer und effizienterer Batterien, erschwinglicher Modelle und der Ausbau der Ladeinfrastruktur.

Auch Leasinggesellschaften können bei diesem Wandel eine Rolle spielen, da ein wesentlicher Teil des belgischen und niederländischen Fuhrparks aus Firmenwagen besteht. Sie können eine Vorreiterrolle dabei spielen, Unternehmen zu motivieren, „ihre Leasingflotte nachhaltiger zu gestalten“, Ladestationen für ihre Mitarbeiter zu installieren und bestehende Tankkarten durch Ladekarten zu ersetzen.

Externe Links

• Hybridauto, nachhaltiger Kraftstoff
• Hybridautos sind besser, aber warum genau?
• Die 7 Mythen des Hybriden
• Tatsächlicher Verbrauch Plug In Hybrid inklusive Strom
• EV-Datenbank
• (und) Sind Plug-in-Hybride besser als normale Hybride?
• (und) Wie Plug-in-Hybride das Netz retten Save
• (und) Vergleichen Sie Elektroautos und Plug-in-Hybride nach Funktionen, Preis, Reichweite

Siehe auch

• Hybridauto
• Elektroauto