Hochvoltkompetenz
Hintergründe zur Hochvolttechnik
von Elektro- und Hybridfahrzeugen

Hintergrund: Hybridformen und -konzepte

Mildhybrid
Mildhybrid mit unterstützendem E-Antrieb. Bild: Mercedes-Benz
Vollhybrid
Schematische Darstellung eines Vollhybrids. Bild: Toyota
Plug-in-Hybrid
Schematische Darstellung eines Plug-in-Hybrids. Bild: Toyota
Brennstoffzellenfahrzeug
Schematische Darstellung eines Brennstoffzellenfahrzeugs. Bild: Toyota

Mildhybrid

Die ersten Hybridmodelle einiger Fahrzeughersteller waren lediglich als Mildhybride konzipiert. Exemplarisch dafür steht der 2009 auf den Markt gekommene Mercedes-Benz S400 Blue Hybrid (W221). Die Hochvoltbatterie verfügte über eine vergleichsweise geringe Kapazität und nur 120 V. Der zwischen V-6-Triebwerk und Getriebe angeordnete Elektromotor leistet maximal 15 kW.

Hauptmerkmale

  • Verbrennungsmotor als Hauptantrieb
  • vergleichsweise leistungsschwacher E-Motor als Mitantrieb
  • Hochvoltsystem mit Hochvoltbatterie mit relativ geringer Kapazität
  • Bremsenergie-Rückgewinnung zum Laden der Hochvoltbatterie
  • Start-Stopp-System
  • kein elektrisches Fahren möglich
  • E-Motor unterstützt (boostet) beim Anfahren und in Beschleunigungsphasen

Vollhybrid

Der Hauptunterschied vom Vollhybrid zum Mildhybrid besteht in der Tatsache, dass der Elektroantrieb nicht nur unterstützend wirkt, sondern auch rein elektrisches Fahren ermöglicht.

Hauptmerkmale

  • Verbrennungsmotor als Primärantrieb
  • Elektromotor als Sekundärantrieb, lässt rein elektrisches Fahren zu
  • Hochvoltsystem mit einer Batterie, deren Kapazität einen E-Fahrmodus bis zu einer bestimmten Geschwindigkeit und für eine kurze Wegstrecke (zum Beispiel bis max. 5 km) ermöglicht
  • Bremsenergie-Rückgewinnung zum Laden der Hochvoltbatterie
  • Start-Stopp-System
  • elektrisches Fahren begrenzt möglich

Plug-in-Hybrid

Der Plug-in-Hybrid erfüllt grundsätzlich die Kriterien eines Vollhybriden. Im Unterschied verfügt er jedoch über eine Hochvoltbatterie mit größerer Kapazität, die zudem per Steckdose aufladbar ist.

Hauptmerkmale

  • Verbrennungsmotor und E-Motor arbeiten je nach Fahrsituation im Mix oder einzeln
  • Kapazität der Hochvoltbatterie ermöglicht größere Reichweiten und höhere Maximalgeschwindigkeiten im E-Modus
  • Hochvoltbatterie mit vergleichsweise hoher Kapazität, per Steckdose aufladbar
  • Bremsenergie-Rückgewinnung zum teilweisen Wiederaufladen der Hochvoltbatterie
  • Start-Stopp-Funktion
  • rein elektrisches Fahren über größere Distanzen (zum Beispiel bis zu 50 km) mit relativ hohen Geschwindigkeiten (zum Beispiel bis zu 120 km/h) möglich

Brennstoffzellenfahrzeug

Fahrzeuge mit Brennstoffzelle (engl.: fuel-cell) werden teilweise als eine Form des Hybridfahrzeugs, teilweise als eine Form des Elektrofahrzeugs oder aber auch als eigenständige Kategorie gesehen.

Hauptmerkmale

  • Elektromotor übernimmt Fahrzeugantrieb (gespeist durch Brennstoffzelle, teils durch Batterie)
  • Brennstoffzelle erzeugt elektrische Energie für den Antrieb des E-Motors
  • Hochvoltsystem mit Hochvoltbatterie als Energiezwischenspeicher (geladen durch Brennstoffzelle und Bremsenergie-Rückgewinnung)
  • Wasserstofftank, dessen Füllmenge eine Reichweite von mehreren hundert Kilometern ermöglicht
  • Rekuperation
  • emissionsfreies Fahren