Wie funktioniert ein Hybrid-Auto?

Da die Automobilbranche besonders vom Klimawandel und der Energiewende betroffen ist, wird nach neuen Lösungen gesucht, um den CO2-Ausstoß zu verringern. Auch wenn Elektroautos als umweltfreundliche Alternative gelten, schrecken sie manche aufgrund ihrer eingeschränkten Reichweite ab. Um dieser entgegenzuwirken, werden immer stärkere und größere Batterien benötigt. Doch diese Batterien sind nicht nur teuer, sie erhöhen maßgeblich das Gewicht des Fahrzeugs, was wiederum zu einem erhöhten Verbrauch führt. Eine Lösung für dieses Problem bieten Hybrid-Autos, die eine Mischung aus E-Auto und Verbrenner darstellen. Anstatt also Verbrenner gänzlich aufzugeben, wird im Hybrid-Auto das Beste aus beiden Welten kombiniert. Doch wie funktioniert ein Hybrid-Auto? Welche Arten von Hybrid-Autos gibt es? Und welche Vor- und Nachteile haben die Hybride?

Inhalt:

1. Was ist ein Hybrid-Auto?
2. Welche Hybrid-Autos gibt es?
3. Wie funktioniert ein Hybrid-Auto-Antrieb?
4. Hybrid-Autos: die Vor- und Nachteile
5. Sind Hybrid-Autos umweltfreundlich?
6. Häufig gestellte Fragen zu Hybrid-Autos (FAQ)

Hybrid-Autos (engl. „Hybrid Electric Vehicles“, kurz: HEVs) sind eine Mischung aus E-Auto und Benzin- bzw. Dieselmotor, doch was bedeutet „Hybrid-Auto“ im Detail? Damit ein Auto als Hybrid gilt, muss es von mindestens einem Elektromotor und einem weiteren „Energiewandler“ angetrieben werden. Letzteres ist meistens ein Benzinverbrennungsmotor. Seltener gibt es auch Hybride, die mit Benzin- und Gasantrieb (Erdgas/Autogas) betrieben werden. Anders als bei E-Autos werden bei hybriden Autos ein Elektromotor sowie in den meisten Fällen ein herkömmlicher Verbrennungsmotor eingebaut. Deshalb wird häufig auch von einem Hybrid-Antrieb gesprochen. Dieser gehört zu den alternativen Antrieben, welcher fälschlicherweise auch manchmal als Hybridmotor bezeichnet wird.

a) Mikro-Hybrid

Streng genommen ist diese Variante gar kein Hybrid, da er keinen Elektromotor besitzt und der Anteil elektrischer Leistung für den Gesamtantrieb gleich null ist. Dennoch wird er auf dem Markt als Hybrid bezeichnet, weil er Kraftstoff spart. Zum einem, indem er die Rekuperation, also die Rückgewinnung von Strom beim Bremsen nutzt. Zum anderen wird Kraftstoff durch eine integrierte Start-Stopp-Automatik gespart, welche den Motor beim Stillstand des Fahrzeuges abstellt.

b) Mild-Hybrid

Der Mild-Hybrid hat ebenfalls eine Start-Stopp-Automatik und eine integrierte Rekuperation, welche in der Regel stärker ist als die vom Mikro-Hybrid. Was die beiden Varianten unterscheidet, ist, dass der Mild-Hybrid tatsächlich ein Hybrid-Auto ist, weil bei ihm ein Elektromotor verbaut ist. Dieser hilft dem Verbrennungsmotor sowohl beim Anfahren als auch beim starken Beschleunigen.

c) Voll-Hybrid

Aber wie funktioniert ein Hybrid-Auto als Voll-Hybrid? Wie alle vorher aufgelisteten Arten besitzt auch der Voll-Hybrid Rekuperation sowie eine Start-Stopp-Automatik. Genau wie beim Mild-Hybrid hilft der E-Motor dem Verbrennungsmotor beim starken Beschleunigen und beim Anfahren. Der eingebaute E-Motor bekommt seinen benötigten Strom nicht nur durch die Batterie, sondern auch durch überschüssige Energie des Verbrenners. Ist die Batterie fast leer, wird der E-Motor zum Generator und lädt sich beim Fahren mit dem Verbrenner wieder auf. Ein Voll-Hybrid kann, je nach Modell, kurze Strecken von wenigen Kilometern rein elektrisch fahren.

d) Plug-In Hybrid

Der Plug-In-Hybrid (engl. „Plug-In Hybrid Electric Vehicle“, kurz: PHEV) ist im Grunde ein Voll-Hybrid mit externer Lademöglichkeit. Der Unterschied zwischen einem Plug-In-Hybrid und einem Voll-Hybrid ist, dass bei dieser Variante die Batterie im Auto deutlich größer ist und sich nicht komplett über Rekuperation oder überschüssige Energie des Verbrennungsmotors aufladen lässt. Deshalb müssen Plug-In-Hybrid-Fahrzeuge entweder zuhause oder an Ladesäulen aufgeladen werden. Schnellladen ist nur bei reinen E-Fahrzeugen möglich. Meist sind im Fahrzeug Ladegeräte mit einer Ladeleistung von max. 3,6 kW bis 7,4 kW verbaut. Bei rein elektrischen Fahrten von Plug-In-Hybriden können Strecken bei einigen Modellen von über 100 km zurückgelegt werden.

e) Range-Extender (Reichweitenverlängerer)

Autos mit Range-Extender sind sehr selten und kommen im Vergleich zu den anderen Hybrid-Autos einem Elektroauto am nächsten. Denn ein Range-Extender fährt rein elektrisch mit dem E-Motor, welcher sich wie beim Plug-In-Hybrid zuhause und unterwegs aufladen lässt, aber kann bei Bedarf einen kleinen Verbrenner dazuschalten, der die Batterie während des Fahrens auflädt. Zum Beispiel gibt es Range-Extender-Autos mit einem kleinen 9-Liter-Tank, wodurch bis zu 150 km für den nächsten Tank- bzw. Ladezyklus überbrückt werden können.

Hybrid-Autos lassen sich neben der Einteilung nach elektrischer Leistung am Antrieb auch anhand ihrer Antriebsstruktur einteilen. Denn je nachdem, wie viele Motoren mit der Antriebsachse des Fahrzeugs verbunden sind, ist es ein anderer Antriebstyp. Bei Antrieben von Hybrid-Autos wird zwischen drei verschiedenen Typen unterschieden: seriell, parallel und leistungsverzweigt.

1. Serieller Hybrid-Antrieb
   Beim seriellen Hybrid-Antrieb ist der Elektromotor für den Antrieb zuständig. Der Verbrennungsmotor treibt lediglich den Generator an, der den Strom erzeugt.
2. Paralleler Hybrid-Antrieb
   Beim parallelen Hybrid-Antrieb ist die Antriebsachse des Fahrzeugs mit beiden Motoren verbunden und das Auto wird sowohl von dem E-Motor als auch dem Verbrenner gleichzeitig angetrieben. Wie hoch der Anteil des jeweiligen Motors am Gesamtantrieb ist, spielt dabei keine Rolle.
3. Leistungsverzweigter Hybrid-Antrieb (Mischhybrid)
   Der leistungsverzweigte Hybrid-Antrieb kann zwischen seriellem und parallelem Hybrid-Antrieb wechseln. Doch wie funktioniert das im Hybrid-Auto? Das Umschalten zwischen seriell und parallel kann vom Fahrenden selbst oder von einer Software übernommen werden. Mischhybride sind besonders sparsam und leistungsstark, aber auch kostenintensiver als andere Hybrid-Antriebe.

(+) Spart Kraftstoff

Ein bedeutender Vorteil von einem Hybrid-Auto ist, dass weniger Kraftstoff benötigt wird. Zwar muss das Auto je nach Modell mit Strom aufgeladen werden, aber im Vergleich zu den Spritpreisen und den großen Tanks von Dieseln oder Benzinern ist ein Hybrid beim Tanken und Laden deutlich verbrauchsärmer.

(+) Geringerer Schadstoffausstoß

Durch den geringeren Verbrauch stoßen die Hybride auch deutlich weniger Schadstoffe aus. Außerdem können bei Hybrid-Autos durch eine sparsame und vorrausschauende Fahrweise die Emissionen im Vergleich zu normalen Verbrennern um bis zu 40% gesenkt werden.

(+) Gut für den Stadtverkehr

Ein Hybrid-Auto eignet sich ideal für den Stadtverkehr. Dort entfalten die Rekuperation und die Start-Stopp-Automatik ihre volle Wirkung. Verbrennungsmotoren arbeiten bei Geschwindigkeiten zwischen 50 und 90 km/h am effizientesten. Beim häufigen Anfahren und Beschleunigen in der Stadt kann der E-Motor den Verbrenner ideal unterstützen und dieser wird geschont.

(+) Staatliche Förderung

Der Kauf von Plug-In-Hybrid-Fahrzeugen wird bis Ende 2022 mit bis zu 6.750€ gefördert. Die Hybrid-Förderung für Plug-in-Hybride wird nur ausgeschüttet, wenn diese eine rein elektrische Mindestreichweite von 60 Kilometern haben oder nicht mehr als 50 Gramm CO2 pro gefahrenem Kilometer emittieren. Für den Zeitraum von 2023 bis Ende 2025 wurden neue Regelungen festgelegt, die unter anderem besagen, dass der Bundesanteil von 4.500€ nur noch an Privatpersonen und nur noch für reine E-Fahrzeuge ausgezahlt wird.

(-) Höhere Anschaffungskosten

Einer der größten Negativaspekte von Hybrid-Autos ist der Kostenfaktor. Durch den Einbau von herkömmlicher Technik und Elektrotechnik sind sie deutlich teurer. Zwar können die hohen Kosten bei idealer Nutzung des Hybrid-Fahrzeugs und durch den geringeren Verbrauch ausgeglichen werden, doch selbst mit staatlicher Hybrid-Auto-Förderung ist der Kauf eines Hybrid-Fahrzeugs wesentlich teurer als der Kauf eines Benziners oder Diesels.

(-) Mehr Gewicht

Mehr Technik bedeutet auch mehr Gewicht. Gerade in Bezug auf Verbrauch von Hybriden spielt das erhöhte Gewicht durch E-Motor und große Batterien eine entscheidende Rolle. Besonders bei Langstrecken, wo Hybride eine begrenzte Reichweite aufweisen, Rekuperation und Start-Stopp-Automatik geringen Einfluss haben und die Batterie „mitgeschleppt“ werden muss, schneiden Hybrid-Autos schlechter ab.

(-) Eingeschränkte Lademöglichkeiten

Zwar funktioniert ein Hybrid-Auto auch ohne Batterie, aber so ist es wenig effizient. Daher ist ein weiteres Problem für Hybrid-Fahrzeuge das geringe Angebot an Lademöglichkeiten. Ladesäulen sind noch nicht weit verbreitet und gerade bei langen Strecken mit Plug-In-Hybrid-Fahrzeugen muss darauf geachtet werden, dass die Batterie auch noch bis zur nächsten Ladestation reicht. Während normales Tanken um die 5 Minuten dauert, kann das Laden mehrere Stunden beanspruchen. Dies fällt besonders ins Gewicht, wenn die Stationen bereits belegt sind.

(-) Begrenzte Reichweite

Auch wenn sich im Bereich der Reichweite konstant viel verbessert, so ist sie bei normaler Fahrweise noch immer zu niedrig. Rein elektrische Reichweiten reichen nicht für eine uneingeschränkte Nutzung der Fahrzeuge. Die Möglichkeit rein elektrisch und somit umweltfreundlicher zu fahren, ist zwar eine positive, aber die begrenzte Reichweite mindert diesen Effekt. Dies ist auch ein Problem, was bei der Elektromobilität auftritt.

Über die Umweltfreundlichkeit von Hybrid-Autos lässt sich streiten. Wird nur der Verbrauch der Hybride betrachtet, so sind diese umweltfreundlicher als Diesel oder Benziner. Doch wenn der gesamte Herstellungsprozess inkl. Materialien einbezogen wird, so werden für die Herstellung der großen Batterien wichtige Edelmetalle benötigt, deren Beschaffung eine Menge CO2 verursacht. Je nachdem wie und wie lange ein Hybrid genutzt wird, kann er also als umweltfreundlich oder nicht eingestuft werden.

Ein Beispiel:
Wenn ein Plug-In-Hybrid-Auto wenig für den Stadtverkehr, sondern lange Strecken auf der Autobahn genutzt wird, verschlechtert sich dessen Klimabilanz. Doch wenn ein Plug-In-Hybrid vornehmlich rein elektrisch fährt, mit Strom aus erneuerbaren Energien betankt und überwiegend im Stadtverkehr genutzt wird, so steigert sich die Umweltbilanz enorm.

Die Umweltfreundlichkeit von Hybrid-Autos wird also viel durch das Nutzungsverhalten der fahrenden Person beeinflusst. Zusätzlich hängt die Umweltfreundlichkeit von Sprit- bzw. Strompreisen, dem Modell und vielen weiteren Faktoren ab. Deshalb sollten Sie sich vor einem Kauf ausreichend über Bedingungen und ideale Nutzung informieren. Für häufig gestellte Fragen in Bezug auf Hybrid-Autos haben wir Ihnen ein FAQ zusammengestellt.