Chancen und Perspektiven von Hybridfahrzeugen. Guillem Tänzer,

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Astrid Pfeiffer
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1 Chancen und Perspektiven von Hybridfahrzeugen Guillem Tänzer,

2 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Einleitung Abgrenzung von Hybridkonzepten Hybridvarianten Chancen von Hybridkonzepten 2 [ , Guillem Tänzer ]

3 Einleitung Was genau versteht man unter einem Hybridantrieb? Definition: Man spricht von einem Hybridantrieb, wenn dieser durch mindestens zwei verschiedene Antriebsprinzipien und zwei verschiedene Energieträger angetrieben wird. Quelle: Braess/Seiffert; Handbuch Kraftfahrzeugtechnik; S.138; Vieweg; 3. Auflage [ , Guillem Tänzer ]

verschiedene Antriebsprinzipien und zwei verschiedene Energieträger angetrieben wird.

4 Einleitung Grundsätzliche Vorteile eines Hybridantriebs? Wirkungsgrad [%] Vgl. Primärenergiewirkungsgrad Pkw mit VKM- Motor / Elektromotor Substitution von Wirkungsgradnachteilen Elektromotor <=> Verbrennungsmotor Fahrgeschwindigkeit [km/h] Quelle: Prof. Dr.-Ing. Wolfram Seibert; Präsentation: Fahrzeugtechnische Überlegungen zu Hybrid- Antrieben für Personenkraftwagen; S.4; [ , Guillem Tänzer ]

<=> Verbrennungsmotor 0 0 10 20 30 40 50 60 70 Fahrgeschwindigkeit [km/h] Quelle: Prof. Dr.-Ing.

5 Einleitung Typ. Komponenten eines Hybridantriebs (PKW)? Verbrennungsmotor [1] Elektromotor [3] Steuerung/Elektronik [5] Getriebe [2] Akkumulator [4] [1] Quelle: [2] Quelle: [3] Quelle: [4] Quelle: [5] Quelle: 5 [ , Guillem Tänzer ]

de/wp-content/uploads/2008/06/motor.jpg [2] Quelle: http://blog.daimler.de/wp-content/uploads/2008/09/getriebe.jpg [3] Quelle: http://www.kfztech.

6 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Einleitung Abgrenzung von Hybridkonzepten Hybridvarianten Chancen von Hybridkonzepten 6 [ , Guillem Tänzer ]

7 Abgrenzung von Hybridkonzepten (Abgrenzung nach Funktionsprinzip) Hybridantriebe Paralleler Hybrid Serieller Hybrid Mischhybrid Drehzahladdition Zugkraftaddition Momentenaddition Kombinierter Hybrid Leistungsverzweigter Hybrid Einwellenhybrid Zweiwellenhybrid Quelle: Dietrich Naunin; Hybrid-, Batterie- und Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge ; S. 67; Expert Verlag; 4. Auflage; [ , Guillem Tänzer ]

Leistungsverzweigter Hybrid Einwellenhybrid Zweiwellenhybrid Quelle: Dietrich Naunin; Hybrid-,

8 Abgrenzung von Hybridkonzepten (Abgrenzung nach Leistungsklasse) Hybridantriebe ~2-5 KW*: Micro Hybrid (Start Stop) ~7-15 kw*: Milder Hybrid ~15-30 kw*: Voll Hybrid > ~30 kw*: Power Hybrid *Leistung des Elektromotors Quelle: Vgl. 8 [ , Guillem Tänzer ]

Hybrid ~15-30 kw*: Voll Hybrid > ~30 kw*: Power Hybrid *Leistung des

9 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Einleitung Abgrenzung von Hybridkonzepten Hybridvarianten Chancen von Hybridkonzepten 9 [ , Guillem Tänzer ]

10 Hybridvarianten Mögliche Betriebszustände (Abgrenzung nach Leistungsklasse) 10 [ , Guillem Tänzer ]

11 Hybridvarianten Der Micro Hybrid konv. Batterie Kraftstofftank Antriebsachse V/H Elektromotor/Generator Start-Stopp Verbrennungsmotor Kupplung Getriebe Elektrischer Fluss Mechanischer Fluss 11 [ , Guillem Tänzer ]

12 Hybridvarianten Der parallele Hybrid (als milder oder Vollhybrid) Kraftstofftank konv. Batterie Akkumulator Elektromotor/Generator Antriebsachse V/H Elektromotor/Generator Start-Stopp Verbrennungsmotor Kupplung Getriebe Elektrischer Fluss Mechanischer Fluss 12 [ , Guillem Tänzer ]

Batterie Akkumulator Elektromotor/Generator Antriebsachse V/H

13 Hybridvarianten Der serielle Hybrid (als Power Hybrid) Kraftstofftank Akkumulator Antriebsachse V/H Verbrennungsmotor Generator/Elektromotor 1 und 2 Elektrischer Fluss Mechanischer Fluss 13 [ , Guillem Tänzer ]

Verbrennungsmotor Generator/Elektromotor 1 und 2

14 Hybridvarianten Der Mischhybrid Through the Road (als Vollhybrid) Antriebsachse V/H konv. Batterie Kraftstofftank Akkumulator Elektromotor/Generator Antriebsachse V/H Elektromotor/Generator Start-Stopp Info 1 Elektrischer Fluss Mechanischer Fluss Verbrennungsmotor Kupplung Getriebe Kupplung Bemerkung: mit Allradfunktionalität 14 [ , Guillem Tänzer ]

Elektromotor/Generator Start-Stopp Info 1 Elektrischer Fluss Mechanischer Fluss

15 Hybridvarianten Der Mischhybrid Power Split (als Power Hybrid) Kraftstofftank Generator/Elektromotor Akkumulator Antriebsachse V/H Verbrennungsmotor Planetengetriebe Elektrischer Fluss Mechanischer Fluss Generator/Elektromotor 15 [ , Guillem Tänzer ]

V/H Verbrennungsmotor Planetengetriebe Elektrischer Fluss

16 Hybridvarianten Weitere Hybridvarianten (Abgrenzung nach Funktionsprinzip) Two Mode Hybrid Torquessplit Hybrid Plug-In Hybrid (ggf. Ladung des Akkumulators über das Stromnetz) 16 [ , Guillem Tänzer ]

17 Hybridvarianten (Ideales) Fahrprofil von Hybridfahrzeugen Typ Stadt Land gemischt (Stadt+Land) Autobahn Fahranteile für eine sinnvolle Hybrid Fzg.-Nutzung ~ 40 % ~ 40 % ~ 80 % ~ 20 % Geschw.-Bereich 0-50 km/h km/h km/h > 100 km/h Fazit: Ausschließlicher Autobahneinsatz ist für Hybridfahrzeuge ungeeignet. Die Fahrgewohnheiten eines Nutzers bestimmen den Sinn oder Unsinn eines Hybridfahrzeugs 17 [ , Guillem Tänzer ]

-Bereich 0-50 km/h 50-100 km/h 0-100 km/h > 100 km/h Fazit: Ausschließlicher Autobahneinsatz ist für

18 Hybridvarianten NEFZ Fahrzyklus NEFZ Fahrzyklus Quelle: 18 [ , Guillem Tänzer ]

19 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Einleitung Abgrenzung von Hybridkonzepten Hybridvarianten Chancen von Hybridkonzepten 19 [ , Guillem Tänzer ]

20 Chancen von Hybridfahrzeugen Exkurs Erdöl Förderung ( ) Peaks konv. Erdöl incl. Ölsande konv. Erdöl Quelle: Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe; pdf-internetbroschüre; Energierohstoffe: Reserven, Ressourcen, Verfügbarkeit ; S.15; [ , Guillem Tänzer ]

Erdöl Quelle: Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe;

21 Chancen von Hybridfahrzeugen Exkurs Erdöl Preisentwicklung (1960-heute) Quelle: 21 [ , Guillem Tänzer ]

22 Chancen von Hybridfahrzeugen Exkurs CO2 Entwicklung ( ) CO2-Konzentration CO2-Emissionen Quelle: 22 [ , Guillem Tänzer ]

23 Chancen von Hybridfahrzeugen Exkurs Verkehr Zukunft: Einführung von ZEV-Zonen (Zero Emission Vehicle)? Verlauf Fahrzeugbestand Deutschland (KBA) Verkehrsleistung Pkw s: Besant an Pkw's Millionen Fahrzeugbestand in Mio. 2004: 887 Mrd. km 2025: 1030 Mrd. km (Prognose) Gesamtzunahme des Verkehrsaufkommens Jahr Pkw's Quelle: BVBS; Die Verkehrsentwicklung in Deutschland und deren Auswirkungen auf die Verkehrsinfrastruktur ; Dipl.-Ing. Gipper; S.5; Präsentation Quelle: fzkl zeitreihe.html 23 [ , Guillem Tänzer ]

24 Chancen von Hybridfahrzeugen Chancen von Hybridfahrzeugen Die Hybridtechnik ist eine der wenigen Möglichkeiten, das heute hochoptimierte Verbrennungsmotorenkonzept nochmals um relevante Prozentpunkte sparsamer zu gestalten - mit Zukunftsperspektiven Steigende Attraktivität eines Hybridfahrzeugs: Gesetzliche Restriktionen ( CO2-Steuer, etc.) Steigende Rohölpreise Geringer Mehrpreis im Vgl. zum konventionellen Fzg. / Wirtschaftlichkeit Funktionalität in Volumenmodellen Hohes Verkehrsaufkommen (kommt einem Hybridfahrprofil entgegen) Gute Energiebilanz im gesamten Produktlebenszyklus (Herstellung/Nutzung/Entsorgung) 24 [ , Guillem Tänzer ]

25 Chancen von Hybridfahrzeugen Zukunftspotential von Hybridfahrzeugen Einsparung von ca. 25 % des Kraftstoffverbrauchs bei geeignetem Fahrprofil im Vgl. zu einem konventionellem PKW Entlastung von Innenstädten im ZEV Modus (Voll/Power Hybrid) Übergangslösung in Kombination mit Biokraftstoffen ggf. nachhaltig(er) Weiterentwicklung zum (reinen) Elektromobil mit Reichweitenoptimierung (Verbrennungsmotorisch oder alternativ, z.b. Brennstoffzelle) Insbesondere: Technologischer Fortschritt in Richtung Elektromobilität / Brennstoffzellenfahrzeuge wegen artverwandter Technologie! Zukunft: Erhöhung Anteil an regenerativen Energieträgern zur Stromproduktion, Elektrofahrzeuge als dezentrale Energiespeicher vorstellbar, etc. 25 [ , Guillem Tänzer ]

26 Chancen von Hybridfahrzeugen 1900: Der Lohner Porsche, mit Allradnabenmotoren als Rennversion! Quelle: Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 26 [ , Guillem Tänzer ]

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