Full- und Mildhybrid im PKW


Bachelorarbeit, 2011
37 Seiten, Note: bestanden

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Darstellungsverzeichnis

1 Forschungsfrage

2 Einleitung

3 Nicht-Thema

4 Methodische Vorgangsweise

5 Überblick

6 Definition Hybrid/Begriff Hybrid
6.1 Mögliche Anordnungen
6.2 Gegenüberstellung der Hybridarten/-typen
6.3 Funktionserklärung für Hybridtypen

7 Fullhybrid Aufbau und Funktion

8 Mildhybrid Aufbau und Funktion

9 Nachrüstung/ Antriebsstrang/ Ersatzteilpreise
9.1 Nachrüstung
9.2 Mögliche Kombinationen für den Antriebsstrang
9.3 Auszug von Ersatzteilpreisen für die Systemkomponenten

10 Vorteile und Nachteile Hybrid

11 Ausblick
11.1 Auszug von verfügbaren PKW-Modellen/Fahrzeughersteller als Hybrid
11.2 Aktuelles
11.3 Conclusio

12 Literaturverzeichnis und Quellenangabe

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Gegenüberstellung Full- und Mildhybrid

Tabelle 2: Gegenüberstellung Vor- und Nachteile Full- und Mildhybrid

Tabelle 3: Vergleich Treibstoffverbrauch Hybrid-PKW zu PKW mit Verbrennungskraftmaschine

Tabelle 4: Preise Hybrid-PKWs

Darstellungsverzeichnis

Abbildung 1: Leistungskurve Hybrid 400Nm bei 0 - 1.200 min-1, Vmax = 45km/h

Quelle: Toyota 2011

Abbildung 2: Antrieb seriell Quelle: Toyota 2011

Abbildung 3: Antrieb parallel Quelle: Toyota 2011

Abbildung 4: Antrieb leistungsverzweigt Quelle: Toyota 2011

Abbildung 5: Full Hybrid Quelle: BMW 2011

Abbildung 6: Getriebe Full Hybrid Quelle: BMW 2011

Abbildung 7: Mild Hybrid Quelle: BMW 2011

Abbildung 8: Getriebe Mild Hybrid Quelle: BMW 2011

Abbildung 9: eigene Darstellung Ersatzteilpreise Hybrid

Abbildung 10: eigene Darstellung "Entwicklung"

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Forschungsfrage

Kann ein Hybrid-PKW eine Alternative zum klassisch betriebenen PKW mit Ver-brennungskraftmaschine werden? Und sind die derzeitigen, am KFZ-Markt befind-lichen Hybrid-PKW, schon effizienter als übliche PKW mit Verbrennungskraftmoto-ren?

2 Einleitung

Diese Arbeit soll die Vorteile und Nachteile eines Hybrid-PKWs, gegenüber einemPKW mit einer Verbrennungskraftmaschine, aufzeigen. Weiters wird die Hybrid-technik der Full- und Mildhybridversion erklärt. Hierzu werden die Systemkompo-nenten des Hybrid aufgelistet und beschrieben. Diese Arbeit vermittelt den Lese-rInnen einen Überblick über das Thema „Hybridantrieb im PKW“.Die fossilen Energieträger die heute genutzt werden sind endlich, so auch dasErdöl. Erdöl ist einer der wichtigsten Energieträger um den heutigen Primärener-gieverbrauch zu decken1.

Durch steigende Treibstoffpreise und dem bestehenden Umweltbewusstsein derKonsumenten, ist ein wachsender Anteil von Hybridfahrzeugen festzustellen (2009 34 Neuzulassungen, 2010 bereits 91 Neuzulassungen2 ). Die Vorreiter auf diesemGebiet (z.B. Toyota) sind in diesem Marktsegment mittlerweile sehr gefestigt. Die„Nachzügler“ (z.B. BMW und VW) bilden derzeit Kooperationen, um den Techno-logierückstand so rasch wie möglich aufzuholen. Diese Kooperation unter ver-schiedenen Fahrzeugherstellern (z.B. zwischen GM, BMW und Mercedes) bestä-tigen den Trend innerhalb der Automobilindustrie zur „Hybridtechnik“.

3 Nicht-Thema

Diese Arbeit wird nicht die klassischen Verbrennungskraftmaschinen und Elektro-motoren erklären. Es wird nur auf Kombinationen zwischen Verbrennungskraftma-schinen und Elektromotoren als Hybrid eingegangen. Sonderformen von Verbren-nungskraftmaschinen (Gasantrieb oder ähnliches) und Sonderformen von Elekt-romotoren, werden in dieser Arbeit weder erklärt noch berücksichtigt. Auch wird indieser Arbeit der Microhybrid nicht bearbeitet, da dieser keine Rolle am derzeiti-gen Hybridmarkt für PKW spielt. In dieser Arbeit wird nicht auf den Einsatz vonHybridantrieben in anderen Gebieten eingegangen, sondern es wir nur der PKW-Sektor betrachtet. Akkumulatoren-Typen für Hybridfahrzeuge werden nicht be-rücksichtigt, finden aber eine Erwähnung als Systemkomponente. Der Plug-inHybrid wird nicht eigens erklärt, da dieser eine Erweiterung des Hybridsystems ist.Das Plug-in System wird in den Kapitel Full- und Mildhybrid erwähnt.

4 Methodische Vorgangsweise

Diese Arbeit beruht auf Recherchen in der Fachliteratur und dem Internet. Weiters fließt in diese Arbeit das Fachwissen aus verschiedenen Hybrid-Schulungen, an denen der Autor teilgenommen hat, mit ein. Durch den Austausch und diversen Fachgesprächen mit Kollegen aus der KFZ-Branche, werden Informationen gesammelt und in dieser Arbeit wiedergegeben.

5 Überblick

Im Folgenden wird der Hybridantrieb und der Begriff „Hybrid“ definiert und erklärt. Dabei werden der Full- und der Mildhybrid eigens in Funktion und Aufbau erläutert. Es werden die Vorteile und Nachtteile dieser alternativen Antriebe herausgearbeitet und ein Vergleich mit herkömmlichen PKWs mit Verbrennungskraftmaschinen durchgeführt. Anschließend wird ein Ausblick über die Zukunftsperspektiven der Hybridtechnik gegeben.

6 Definition Hybrid/Begriff Hybrid

Hybrid stammt aus dem Lateinischen und bedeutet „von zweierlei Herkunft“3.

Ein Hybridfahrzeug hat standardmäßig zwei verschiedene Antriebe und zwei verschiedene Treibstoffe. Dieses trifft auch für ein Fahrrad mit Elektromotor zu, hier ist einmal der Mensch und einmal der Elektromotor der Antrieb mit jeweils verschieden Treibstoffen4.

Ein Hybrid-PKW hat eine Verbrennungskraftmaschine und mindestens einenElektromotor. Durch ein effektives Motormanagement/Energiemanagement kön-nen die Vorteile gegenüber herkömmlichen Verbrennungskraftmaschinen erzieltwerden. Dadurch kann die Verbrennungskraftmaschine im oder nahe am Wir-kungsgrad-Optimum betrieben werden. Durch den Einsatz der Elektromaschine,bei Beschleunigungs- und Anfahrvorgängen, wird der Treibstoffverbrauch der Ver-brennungskraftmaschine nochmals reduziert. Diesen Vorteil, gegenüber üblichenPKWs mit einer Verbrennungskraftmaschine, kann man in der nachstehenden Ab-bildung sehen5.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Leistungskurve Hybrid 400Nm bei 0 - 1.200 min-1, Vmax = 45km/h Quelle: Toyota 2011

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Antrieb seriell Quelle: Toyota 2011

Antrieb erfolgt rein elektrisch: Energie wird von einem Verbrennungsmotor geliefert und treibt damit den Generator an. Die Verbrennungskraftmaschine hat keinen direkten Anschluss an den Antriebsstrang. Der Generator speist den Inverter, um den Elektromotor anzutreiben. Der Elektromotor treibt den Antriebsstrang über ein dazwischen liegendes Reduktionsgetriebe an8.

Der Einsatz von Elektromaschinen, macht es möglich, die Verbrennungskraftmaschine einem „Downsizing“ (meist durch Verkleinerung des Hubraums) zu unterziehen. Die Rückgewinnung der kinetischen Energie (bei Bremsvorgängen/Berg-abfahrten) verbessert den Gesamtwirkungsgrad des Hybrid-PKWs6.

So ist es möglich, dass sich der Full-Hybrid-PKW im elektrischen Betrieb emissi-onslos bewegt. Oft werden in Hybrid-PKWs die Zusatzaggregate passend zu demHybridantrieb optimiert, um größere Einsparungen an Treibstoffen zu erzielen.Hierzu werden die Zusatzaggregate vom Riementrieb auf elektrischen Antriebumgestellt. Deswegen fallen Lichtmaschine und Anlasser weg (sind durch dieElektromaschinen nicht mehr notwendig). Lenkhilfepumpen, Kühlmittelpumpe,Klimakompressor werden elektronisch angetrieben. Ein elektrischer Klimakom-pressor macht eine Klimatisierung des Fahrzeuges am Stand möglich. Diese Zu-satzaggregate werden nur bei Bedarf mit Energie versorgt. Bei einem Riemenan-trieb werden diese Zusatzaggregate permanent angetrieben, egal ob Bedarf be-steht oder nicht, und dies führt zu einem erhöhten Treibstoffverbrauch7.

Vieler dieser Neuerungen finden heutzutage auch in üblichen PKWs mit Verbrennungskraftmaschinen Einzug, um diese effizienter zu gestalten. Zusätzliche verbrauchssenkende Maßnahmen für Hybrid-PKWs und PKWs mit Verbrennungskraftmaschinen können sein:

- Rollwiderstandreduzierte Reifen
- Angepasster Fahrstil durch den Fahrer Management der Lufteinlässe am PKW

Diese Maßnahmen gestalten die Effizienz eines Hybrid-PKW oder eines PKW mit Verbrennungskraftmaschine mit.

6.1 Mögliche Anordnungen

Mögliche Anordnungen für die eingesetzten Antriebe sind: seriell, parallel oder leistungsverzweigt. Die möglichen Anordnungen werden nachstehend abgebildet und kommentiert.

[...]


1 Vgl. Gruss/Schüth (2008) Vorwo]rt f.

2 Vgl. Statistik (2011) online

3 Vgl. Wermke u.a. (2001) S485f.

4 Vgl. BMW (2010)

5 Vgl. Braun (2011)a S6f.

6 Vgl. Braun (2011)b S6f.

7 Vgl. Braun (2011)c S6f.

8 Vgl. Toyota 2011 online

Ende der Leseprobe aus 37 Seiten

Details

Titel
Full- und Mildhybrid im PKW
Hochschule
Fachhochschule des bfi Wien GmbH
Note
bestanden
Autor
Jahr
2011
Seiten
37
Katalognummer
V189854
ISBN (eBook)
9783656142430
Dateigröße
1183 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Hybrid-PKW
Arbeit zitieren
René Braun (Autor), 2011, Full- und Mildhybrid im PKW, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/189854

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