In Hybrid- und Elektrofahrzeuge werden große Hoffnungen gesetzt, gerade was ihren Beitrag zu einer effektiveren Energienutzung und einer Absenkung der Treibhausgasemissionen im Straßenverkehr angeht. Doch wie realistisch sind die Erwartungen an die junge Technologie? Welche Energieflüsse finden im Hybrid-Fahrzeug (HEV; Hybrid Eectric Vehicle) bzw. Plug-in-Hybrid-Fahrzeug (PHEV; Plug-in HEV) statt, und wie unterscheiden sich die Einsparpotenziale beider Fahrzeugtypen? Eine aktuelle Studie des AZE (Analysezentrum für Elektromobilität) hat beide Technologien in drei verschiedenen Szenarien (Autobahn-, Überland- und Stadtverkehr) auf ihre Alltagstauglichkeit getestet. Das Testfahrzeug, ein Toyota Prius III, wurde nach der ersten Testphase im Voll-Hybrid-Modus mit einem speziellen Umbausatz zu einem PHEV umgerüstet. Dabei wurde die bestehende Nickel-Metallhydrid (NiMH)-Fahrzeugbatterie mit einer Kapazität von 1,3 kWh durch eine 6,1 kWh-NiMH-Batterie ersetzt, wodurch sich die rein elektrische Reichweite um ein Vielfaches erhöhte. Zudem wurde das Fahrzeug mit einer Netzanschlussmöglichkeit ausgestattet, die die externe Zufuhr von elektrischer Energie und somit die Nutzung regenerativ erzeugten Stroms erlaubt. Der energetische und wirtschaftliche Vergleich aus den Messungen des HEV- und des PHEV-Betriebs ermöglicht die Bewertung des Aufwands durch den Umbau zum PHEV. Die mechanischen und elektrischen Energieflüsse sowie die Verluste wurden gemessen und in Form von Energieflussdiagrammen dargestellt. Bei der Betrachtung des Energieverbrauchs im Stadtverkehr wird ersichtlich, dass der Nutzungsgrad des Verbrennungsmotors im HEV-Modus mit ca. 27 % im Stadtverkehr sehr hoch ist. Im Vergleich dazu liegt dieser Wert beim PHEV lediglich bei etwa 17 %, was jedoch immer noch deutlich höher ist als jener von konventionellen PKW. Der Anteil an elektrischer Energie bei Stadtfahrten im PHEV-Modus liegt bei über 50 % liegt. Gäbe es die Warmlaufphase zur Aufheizung des Katalysators nicht, würde dieser Wert sogar annähernd 100 % betragen. Beim HEV-Betrieb liegt der Anteil durch Bremsenergierückgewinnung (Rekuperation) bei 12,8 %, im PHEV-Modus steigt dieser Anteil aufgrund der größeren Batteriekapazität sogar auf über 15,5 % an. Die Unterschiede von Stadt- Landstraßen- und Autobahnfahrt zeigen sich vor allem durch den Anteil der rekuperierten Energie sowie durch die Effizienz des Verbrennungsmotors. Im PHEV ergeben sich zudem erhebliche Unterschiede im Anteil der extern zugeführten elektrischen Energie. Die größten Energieeinsparungen werden im Stadtverkehr erzielt. Mit knapp 35 kWh/100 km ist der Verbrauch des PHEV über 30 % geringer als im HEV-Betrieb. Auf Landstraßen lässt sich immerhin eine Einsparung von 25 % realisieren. Bei Autobahnfahrten kann der PHEV seine Vorteile nur unwesentlich zur Geltung bringen, da der Anteil des elektrischen Antriebs nur bei etwa 10 % liegt. Finanzielle Einsparungen lassen sich lediglich bei Stadt- und Überlandfahrten erzielen. In der Stadt liegen diese für die zugrundegelegten Kosten bei etwa 2,40 EUR/100 km bzw. bei 1,30 EUR/100 km für Überlandfahrten. Die Kosten bei Autobahnfahrten liegen hingegen gleichauf.
Energetischer Vergleich zwischen Hybrid- und Plug-In-Hybrid-Fahrzeugen
Energiewirtschaftliche Tagesfragen ; 63 , 3 ; 96-99
2013
4 Seiten, 8 Bilder
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
batterieelektrisches Fahrzeug , Einsparpotenzial , Elektroauto , Elektrohybridantrieb , Energieeffizienz , Energieflussbild , Energiekosten , Energienutzung , experimentelle Untersuchung , Hybridfahrzeug , Kapazität (galvanisches Element) , Kostenersparnis , Kraftstoffverbrauch , Landstraße , Netzanschluss , NiMH-Batterie , Nutzungsgrad , Pkw (Personenkraftwagen) , Plug-in Hybridfahrzeug , Rekuperationsbremsung , Stadtverkehr , Straßenverkehr , Stromverbrauch , Tauglichkeit , Test-Center , Treibhausgas , Warmlauf
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