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Elektromobilität: HEV, MHEV, PHEV - Was steckt dahinter?
#futuremobility

Mobilität und Umwelt im Einklang

Erstellt am 09.03.2021
Durchschnittliche Lesedauer: 4 Minuten

Welcome zu meinem ersten Blogbeitrag der Reihe Hochvolt-Systeme in Fahrzeugen. Da es so viele verschiedene Hochvolt-Systeme gibt, habe ich gleich eine ganze Reihe zu diesem Thema gestartet - nach und nach geht ein neuer Beitrag online. Darin erfährst du, welche verschiedenen Systeme es gibt, wie diese voneinander unterschieden werden, welche Vor- und Nachteile sie mit sich bringen, wie sie funktionieren und vieles mehr…
Ich liefere dir die Antworten auf die wichtigsten Fragen rund um das Thema Hochvolt-Systeme in Fahrzeugen.

Erstellt am 09.03.2021
Durchschnittliche Lesedauer: 4 Minuten

Welcome zu meinem ersten Blogbeitrag der Reihe Hochvolt-Systeme in Fahrzeugen. Da es so viele verschiedene Hochvolt-Systeme gibt, habe ich gleich eine ganze Reihe zu diesem Thema gestartet - nach und nach geht ein neuer Beitrag online. Darin erfährst du, welche verschiedenen Systeme es gibt, wie diese voneinander unterschieden werden, welche Vor- und Nachteile sie mit sich bringen, wie sie funktionieren und vieles mehr…
Ich liefere dir die Antworten auf die wichtigsten Fragen rund um das Thema Hochvolt-Systeme in Fahrzeugen.

Der Hybrid-Antrieb

Wir starten zunächst mit dem meistverbreiteten Antrieb mit HV-System und damit einem wahren Game Changer der Mobilität: der Hybrid-Antrieb. Wie die Bezeichnung „Hybrid“ schon sagt, ist dieser Antrieb eine Kombination von zwei Antrieben mit jeweils eigenem Energiespeicher. Die Kombination der einzelnen Antriebe ermöglicht völlig neue Eigenschaften und bringt viele Vorteile mit sich. Hybrid-Antriebe können sowohl nach der Leistung der eingesetzten E-Maschine, als auch durch die Anordnung der Antriebskomponenten unterschieden werden:

Der Hybrid-Antrieb

Wir starten zunächst mit dem meistverbreiteten Antrieb mit HV-System und damit einem wahren Game Changer der Mobilität: der Hybrid-Antrieb. Wie die Bezeichnung „Hybrid“ schon sagt, ist dieser Antrieb eine Kombination von zwei Antrieben mit jeweils eigenem Energiespeicher. Die Kombination der einzelnen Antriebe ermöglicht völlig neue Eigenschaften und bringt viele Vorteile mit sich. Hybrid-Antriebe können sowohl nach der Leistung der eingesetzten E-Maschine, als auch durch die Anordnung der Antriebskomponenten unterschieden werden:

Micro-, Mild- und Full-Hybrid im Vergleich

Micro Hybrid-Fahrzeuge verfügen über die geringste Generatorleistung und ein konventionelles Niedervolt-Bordnetz. Teilweise verfügen die Systeme über eine Start-Stopp-Funktion mit konventionellem Anlasser oder einen Motorgenerator.

Mild Hybrid-Fahrzeuge verfügen über eine Generatorleistung von fünf bis 25 Kilowatt und können mit Spannungen von bis zu 150 Volt, teilweise auch mehr, arbeiten. Funktionen wie Start-Stopp werden dabei von einer stärkeren E-Maschine übernommen, über die auch der Verbrennungsmotor gestartet werden kann. Die E-Maschine ermöglicht es auch, die Bewegungsenergie des Fahrzeugs zu nutzen, um diese in elektrische Energie umzuwandeln oder den Verbrennungsmotor beim Beschleunigen zu unterstützen (Bremsenergierückgewinnung bzw. Boost-Funktion).

Full Hybrid-Fahrzeuge besitzen die gleichen Funktionen wie Mild-Hybrid-Fahrzeuge, verfügen allerdings über etwas mehr Power – die Generatorleistung beträgt typischerweise 40 – 75 Kilowatt und es kommen HV-Batterien mit Spannungen von weit über 200 Volt zum Einsatz. In Verbindung mit einer leistungsstarken E-Maschine kann ein Full-Hybrid auch rein elektrisch fahren.

Plug-in Hybrid-Fahrzeuge sind das typischerweise unter Hybridfahrzeugen verstandene Antriebskonzept und kombinieren am besten die Vorteile eines Verbrennungs- und eines reinen Elektrofahrzeuges. Ein starker Elektromotor mit typischem Leistungsniveau von 75-160 Kilowatt und ein großer Akku als Stromspeicher ermöglichen einen elektrischen Betrieb mit einer typischen Reichweite von 30-80 km bei Geschwindigkeiten von bis zu 80 km/h. Plug-in bedeutet bei diesem Konzept, dass der Akku über einen Stecker von extern geladen werden kann.

Micro-, Mild- und Full-Hybrid im Vergleich

Micro Hybrid-Fahrzeuge verfügen über die geringste Generatorleistung und ein konventionelles Niedervolt-Bordnetz. Teilweise verfügen die Systeme über eine Start-Stopp-Funktion mit konventionellem Anlasser oder einen Motorgenerator.

Mild Hybrid-Fahrzeuge verfügen über eine Generatorleistung von fünf bis 25 Kilowatt und können mit Spannungen von bis zu 150 Volt, teilweise auch mehr, arbeiten. Funktionen wie Start-Stopp werden dabei von einer stärkeren E-Maschine übernommen, über die auch der Verbrennungsmotor gestartet werden kann. Die E-Maschine ermöglicht es auch, die Bewegungsenergie des Fahrzeugs zu nutzen, um diese in elektrische Energie umzuwandeln oder den Verbrennungsmotor beim Beschleunigen zu unterstützen (Bremsenergierückgewinnung bzw. Boost-Funktion).

Full Hybrid-Fahrzeuge besitzen die gleichen Funktionen wie Mild-Hybrid-Fahrzeuge, verfügen allerdings über etwas mehr Power – die Generatorleistung beträgt typischerweise 40 – 75 Kilowatt und es kommen HV-Batterien mit Spannungen von weit über 200 Volt zum Einsatz. In Verbindung mit einer leistungsstarken E-Maschine kann ein Full-Hybrid auch rein elektrisch fahren.

Plug-in Hybrid-Fahrzeuge sind das typischerweise unter Hybridfahrzeugen verstandene Antriebskonzept und kombinieren am besten die Vorteile eines Verbrennungs- und eines reinen Elektrofahrzeuges. Ein starker Elektromotor mit typischem Leistungsniveau von 75-160 Kilowatt und ein großer Akku als Stromspeicher ermöglichen einen elektrischen Betrieb mit einer typischen Reichweite von 30-80 km bei Geschwindigkeiten von bis zu 80 km/h. Plug-in bedeutet bei diesem Konzept, dass der Akku über einen Stecker von extern geladen werden kann.

Übersicht der Hybrid-Klassen Micro Mild (MHEV) Voll/Full (HEV) Plug-in (PHEV)
Einsatzmöglichkeiten
  • Start-Stopp
  • (Boosten)
  • (Rekuperieren)
  • Start-Stopp
  • Boosten
  • Rekuperieren
  • (Elektrisch rangieren)
  • Start-Stopp
  • Boosten
  • Rekuperieren
  • Begrenzt elektrisch
    fahren
  • Segeln*
  • Start-Stopp
  • Boosten
  • Rekuperieren
  • Elektrisch fahren
  • Segeln*
Generatorleistung 3-10 kW 5-25 kW 40-75 kW 75-160 kW

*Abschaltung des Verbrennungsmotors in Fahrsituationen mit geringer Antriebsleistung

Laut Kraftfahrt-Bundesamt lag die Zahl der Neuzulassungen im Jahr 2019 für Hybrid-Fahrzeugen bei insgesamt 239.250, davon waren 45.348 Plug-in Hybrid-Fahrzeuge.
2020 waren es dann schon 527.864 Neuzulassungen, darunter 200.469 Plug-in-Hybrid-Fahrzeuge.

Im nächsten Beitrag dieser Reihe nehmen wir die Einteilung nach Anordnung der Antriebskomponenten vor. Dann erfahrt ihr, was das genau bedeutet und welche verschiedenen Gruppen es gibt.

Laut Kraftfahrt-Bundesamt lag die Zahl der Neuzulassungen im Jahr 2019 für Hybrid-Fahrzeugen bei insgesamt 239.250, davon waren 45.348 Plug-in Hybrid-Fahrzeuge.
2020 waren es dann schon 527.864 Neuzulassungen, darunter 200.469 Plug-in-Hybrid-Fahrzeuge.

Im nächsten Beitrag dieser Reihe nehmen wir die Einteilung nach Anordnung der Antriebskomponenten vor. Dann erfahrt ihr, was das genau bedeutet und welche verschiedenen Gruppen es gibt.

About the author

Florian Freund

Florian is Head of Connectivity Solutions at ZF Aftermarket. His position with the #zfexperts:

“Driving the progress of electric mobility isn´t just my job, it´s my passion.”

Florian Freund

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“Driving the progress of electric mobility isn´t just my job, it´s my passion.”

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