Renaissance der Vollhybride

Effizienz statt Spitzenleistung: Hybridautos, die auf Sparsamkeit ausgelegt sind, haben eine erfolgreiche Zukunft vor sich. Im Deutschen werden sie Vollhybride genannt. Die englische Abkürzung ist HEV für Hybrid Electric Vehicle. Sie können kurze Strecken rein elektrisch zurücklegen, haben aber in Abgrenzung zu Plug-in-Hybriden (PHEV) nur eine kleine Pufferbatterie und keinen Ladestecker. Das Ziel der Kombination aus Verbrennungs- und Elektromotor ist ein niedriger Benzinverbrauch und nachfolgend geringe CO2-Emissionen. Und der Ultraklassiker dieser Bauart ist der Hybrid Synergy Drive (HSD) von Toyota. Jetzt kommen Konkurrenten von Nissan (e-Power) und Honda (e:HEV) auf den Markt.

Dass die Prognose für HEV positiv ist, hat Gründe: Nahezu alle Hersteller haben wegen der durch die Covid-Pandemie ausgelösten Chipkrise gestörte Lieferketten. Ein beliebtes Mittel, um die Margen zu sichern, ist die vorübergehende Streichung von Basismodellen. Einen Batterie-elektrischen Volkswagen ID.3 mit 45 Kilowattstunden (kWh) Energieinhalt gibt es praktisch nicht. Überhaupt haben sich Elektroautos (abgekürzt BEV für Battery Electric Vehicle) drastisch verteuert. Tesla Model 3 und Ford Mach-e sind repräsentative Beispiele. Die Autoindustrie reagiert damit auf die hohe Nachfrage. Allerdings gibt es einen zweiten Faktor, der laut Branchenkreisen nicht unterschätzt werden darf: Nach einem Jahrzehnt des rapiden Preisverfalls bei Batteriezellen ist neuerdings ein leichter Anstieg feststellbar. Eine Ursache dafür sind die stark gestiegenen Rohstoffpreise. So kostet Lithium heute mehr als vier Mal (!) so viel wie vor einem Jahr.

Zeitgleich ist der Boom der Plug-in-Hybride gefährdet, weil der Bundeswirtschaftsminister das Aus der Direktförderung namens „Innovationsprämie“ in Aussicht stellt. PHEV wären marktgängig, so Robert Habeck von den Grünen. Noch ist die Streichung zum Jahresende nicht beschlossen, aber die Wahrscheinlichkeit ist groß, dass das passiert. Sollte jetzt noch die Halbierung der Dienstwagensteuer fallen oder eine strenge Überprüfung der elektrischen Nutzung kommen, könnte das den Trend zum Plug-in-Hybrid stoppen.

Die Autoindustrie ist aber weiterhin in der Pflicht, die CO2-Flottengrenzwerte einzuhalten. Weil die Masse der neu zugelassenen Pkw einen Verbrennungsmotor hat, bleibt also nur die Reduktion des Verbrauchs und den damit direkt korrelierenden CO2-Emissionen. Der Dieselmotor rechnet sich nur in großen Fahrzeugen. Und wenn in den Sommermonaten die Energiesteuer für Dieselkraftstoff um nur 14 Cent pro Liter und jene für Superbenzin um 30 Cent gesenkt wird, dürfte das auch einen psychologischen Effekt haben, der vom Selbstzünder wegführt.

Die Profiteure dieser Gemengelage dürften die sparsamen Hybridautos sein – und die kommen vorwiegend aus Japan. Schauen wir auf die unterschiedlichen technischen Wege der Kombination aus Verbrennungs- und Elektromotor.

Nissan Qashqai e-Power mit seriellem Hybridantrieb

Nissan hat eine neue Generation des Qashqai vorgestellt. Er ist ab Spätsommer unter der in Japan schon länger bekannten Typenbezeichnung e-Power erhältlich. Nissan nutzt ein serielles Hybridsystem. Das heißt, dass ein 140 kW (190 PS) starke Elektromotor die Vorderräder antreibt. Seine Energie bezieht er aus einem Generator, der von einem Dreizylinder-Turbomotor mit 1,5 Litern Hubraum bewegt wird. Die Besonderheit des Dreizylinders: Er hat einen variablen Kolbenhub, der das Verdichtungsverhältnis von 8 zu 1 auf 14 zu 1 verändern kann.

Es gibt beim seriellen Hybrid keine mechanische Verbindung zwischen Verbrennungs- und Elektromotor. Der Dreizylinder lädt über den Generator und den Wechselrichter entweder die Batterie oder er treibt den Elektromotor an oder er tut beides. Und natürlich soll er so oft wie möglich abgeschaltet sein, wenn zum Beispiel durch die Bremsenergierückgewinnung („Rekuperation“) genug Strom in der Pufferbatterie gespeichert ist.

Der Vorteil eines solchen Aufbaus ist, dass er relativ kostengünstig ist und dem Fahrer ein elektrisches Fahrgefühl vermittelt, dass emotional zum Elektroauto hinführt. Der Verkaufspreis des Nissan Qashqai ist noch nicht bekannt. Ein wahrscheinlicher Nachteil dieses Hybridsystems dürfte die mangelhafte Effizienz bei höheren Geschwindigkeiten sein. Hier wäre eine direkte mechanische Verbindung vom Verbrennungsmotor auf die Antriebsräder wirksamer.

Honda mit Schließkupplung

Diese wird bei Hondas Hybridsystem unter dem Label e:HEV praktiziert. Es ist zum Beispiel im HR-V und im Jazz erhältlich. Ab Herbst steht die elfte Generation des Civic bei den Händlern und ist ausschließlich als e:HEV erhältlich. Der Civic hat einen Vierzylinder-Saugmotor mit zwei Litern Hubraum, Direkteinspritzung und Atkinson-Zyklus, also einer verlängerten Öffnung des Einlassventils. Der elektrische Primärantrieb leistet 135 kW (184 PS), und ähnlich wie bei Nissan und auch bei Toyota gibt es einen zweiten Elektromotor, der als Generator arbeitet.

Vereinfacht gesagt kann der Honda-Hybrid sowohl seriell arbeiten wie der von Nissan, aber auch über eine Kupplung den Verbrennungs- mit dem Elektromotor verbinden. So, als würde es einen sechsten Gang geben. Das ist bei erhöhten Tempi zwischen rund 80 bis 130 km/h am effizientesten. In der Stadt soll der Honda Civic bis zu 90 Prozent rein elektrisch fahren können. Darüber und bei sehr hohen Geschwindigkeiten ist der serielle Hybridmodus aktiv. Wer sich näher für die Funktionsweise des Honda e:HEV interessiert, kann hier tiefer eintauchen.

Wir sind gespannt auf den neuen Honda Civic, auch weil er mit 1,41 Meter extrem niedrig ist und eine günstige Aerodynamik haben dürfte.

Marktführer Toyota HSD

Er könnte damit eine Alternative zum windschlüpfigen Toyota Prius sein, den es in Deutschland nur noch als Plug-in-Hybrid gibt. Bei Toyota, dem größten Autokonzern der Welt, wird der Hybridantrieb quasi zum Standard. Er ist in den meisten Pkw-Baureihen erhältlich und hat dort bei den Motorvarianten einen sehr hohen Anteil. Der Toyota-Hybrid ist das Sinnbild des sparsamen Autos mit Verbrennungsmotor, wenn man auch nüchtern feststellen muss, dass SUVs wie der kommende Corolla Cross sich mutmaßlich äußerst gut verkaufen werden, aber nicht so effizient sein können wie einst der Prius.

Toyota nutzt ein leistungsverzweigtes Hybridsystem. Der Verbrennungsmotor und zwei Elektromotoren sind über ein elektronisch geregeltes Planetengetriebe („e-CVT“) verbunden und nahezu beliebig in Drehzahl und Koppelung steuerbar. Die Stärke liegt im niedrigsten uns bekannten Verbrauch, und auch die langfristige Zuverlässigkeit des Antriebs inklusive der Pufferbatterie ist legendär. Bis heute irritiert aber die gezielte Anhebung der Motordrehzahl beim Beschleunigen zur Lastpunktverschiebung. Trotzdem ist die Entscheidung für die meisten Käufer eindeutig: Wenn Toyota, dann Hybrid.

Fazit

Die Logik aus sinkender Staatsförderung für BEV und PHEV bei gleichzeitig steigenden Kraftstoffpreisen führt zwangsläufig zu einer Stärkung von sparsamen Vollhybriden. Die japanischen Marken Honda, Nissan und Toyota sind hier besonders gut aufgestellt. Entscheidend für den Antriebsmix bis zum Ende des Jahrzehnts bleibt die Frage, wie schnell und wie stark die Kosten für Traktionsbatterien sinken können. Wahrscheinlich werden nickel- und kobaltfreie LFP-Zellen ab 2025 auch im deutschen Markt zu einer Preisdämpfung bei Elektroautos führen. Der Mechanismus der CO2-Flottengrenzwerte in der Europäischen Union bleibt in Kraft. Er ist der große Treiber im Hintergrund.

Erschienen bei heise Autos.

Bildquelle: Honda

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