Hybridautos werden in Europa immer beliebter, wie die Tatsache zeigt, dass allein in der ersten Hälfte des Jahres 2021 eine halbe Million Hybridfahrzeuge verkauft wurden. Im Stadtverkehr sind sie überwiegend im Elektrobetrieb, was sowohl Bezug auf Wirtschaftlichkeit und Umweltschutz sinnvoll ist. Aber sind sie auch für den Betrieb im Winter geeignet?
Hybridautos sind nach Dieselmotoren die zweitbeliebteste Antriebsart in der Europäischen Union. Laut ACEA haben im dritten Quartal 2021 bereits 20,7 % der zugelassenen Pkws einen Antrieb aus Elektro- und Verbrennermotor. Am beliebtesten sind die so genannten „klassischen Hybridautos“, bei denen der Elektromotor eine unterstützende Rolle zum Verbrennungsmotor spielt. Zu ihren Hauptvorteilen gehören ein hoher Wirkungsgrad, geringe Emissionen und ein völlig wartungsfreier Betrieb. Denn anders als bei Plug-in-Hybriden wird die für den Antrieb des Elektromotors erforderliche Energie während der Fahrt im Verbrennungsmodus und beim regenerativen Bremsen gespeichert. Aktuelle Studien polnischer Forschungsteams aus Posen und Krakau zeigen, dass Autos mit klassischem HEV-Hybridantrieb 77 % ihrer Arbeitszeit im Stadtverkehr mit dem Elektromotor verbringen. Bei gekonnter Fahrweise zeichnen sie sich zudem durch einen sehr geringen Kraftstoffverbrauch aus, sogar auf dem Niveau von 3-4 Liter auf 100 km. Manche befürchten jedoch, dass die Vorteile von Hybridautos nur in den wärmeren Monaten zum Tragen kommen, da der in ihnen verwendete Elektroantrieb empfindlich auf Minustemperaturen reagiert. Ist dies gerechtfertigt?
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Wie verhält sich ein Hybridfahrzeug bei winterlichen Bedingungen?
Der Winter ist eine anspruchsvolle Zeit für alle Autos, unabhängig von der Art des Antriebsstrang. Benzinautos haben einen höheren Kraftstoffverbrauch, während Elektroautos eine deutlich geringere Reichweite aufweisen. Ein HEV-Hybrid ist ein Fahrzeugtyp, der über zwei Antriebe verfügt: einen sparsamen Saugmotor und einen oder mehrere Motoren, die von Ni-MH-Batterien angetrieben werden. Die Vorteile dieser Kombination unter winterlichen Bedingungen zeigen sich bereits beim Anfahren. Im milden Winter schaltet sich beim Starten eines Autos mit Hybridantrieb oft der Elektromotor als erster ein. Durch seinen einfachen Aufbau arbeitet er unabhängig von niedrigen Temperaturen und kann sofort die höchste Leistung erreichen. Dadurch unterscheidet er sich von einem herkömmlichen Verbrennungsmotor, der die richtige Betriebstemperatur erst während der Fahrt erreichen muss. Die Möglichkeit, im Winter vor Fahrtantritt die Heizung einzuschalten, sorgt für Komfort und erleichtert zum Beispiel das Entfernen von Eis auf den Scheiben. Entgegen dem Anschein sind die Batterien von Hybridfahrzeugen gegen sehr niedrige Temperaturen resistent. Die Hersteller solcher Fahrzeuge garantieren eine problemlose Inbetriebnahme und einen reibungslosen Betrieb selbst bei Frost von -30°C. Bei extremen Bedingungen schalten die intelligenten Systeme zuerst den Benzinmotor ein, der die Wärme an die Klimaanlage weiterleitet.
Wie sieht die Verbrennung bei Hybridautos im Winter aus?
Ein Erhöhter Kraftstoffverbrauch im Winter ist für alle Autofahrer Realität. Dies kann durch eine Reihe von Faktoren beeinflusst werden, z. B. durch einen höheren Rollwiderstand, eine eingeschaltete Fahrzeugheizung oder allgemein schwierige Fahrbedingungen und Verkehrsstaus in Großstädten. Der erhöhte Kraftstoffverbrauch bei Autos mit Verbrennungsmotor resultiert direkt aus deren Funktionsweise. Die für den ordnungsgemäßen Betrieb erforderlichen Schmierstoffe und Öle verdicken sich, was zu einem erhöhten Motorwiderstand führt. Das bedeutet, dass der Motor mehr Energie benötigt, um zu starten und eine optimale Temperatur zwischen 80 und 90 °C zu erreichen. Moderne Hybridautos haben einen Verbrennungsmotor, so dass sie zwangsläufig auch mehr Kraftstoff verbrauchen und mehr Emissionen erzeugen als im Sommer. Außerdem heizt sich der Verbrennungsmotor im Wechselbetrieb etwas langsamer auf als in herkömmlichen Autos, wo er kontinuierlich arbeitet. Es wird geschätzt, dass der Kraftstoffverbrauch eines Hybridautos in der Wintersaison um durchschnittlich 15 % und eines Verbrenners um 10 % steigt. Trotzdem sind Hybriden weiterhin umweltfreundlicher. Es gilt zu betonen, dass der Elektromotor im städtischen Fahrzyklus zu 77 % der Zeit arbeitet und sich dieser Anteil im Winter nicht ändert. Die Batterie eines Hybridfahrzeugs wird beim Bremsen und Fahren mit konstanter niedriger Geschwindigkeit unabhängig von den Außentemperaturen ständig geladen. Wenn man davon ausgeht, dass ein herkömmliches Auto mit Verbrennungsmotor 8 Liter Kraftstoff verbraucht und ein Hybridfahrzeug 5 Liter, bedeutet dies immer noch eine erhebliche Einsparung und eine spürbare Verringerung der Emissionen.
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Moderne Hybridautos – eine leichtere Struktur
Die Beliebtheit von Hybridautos auf dem europäischen Kontinent ist vor allem auf ihre Unabhängigkeit und den störungsfreien Betrieb auch unter schwierigen Bedingungen zurückzuführen. Sie zeichnen sich durch einen geringen Benzinverbrauch und reduzierte Emissionen aus und müssen im Gegensatz zu typischen Elektroautos nicht an manchmal schwer zugänglichen E-Auto-Ladestationen aufgeladen werden. Dies kann vor allem im Winter störend sein, wenn die Reichweite von Elektroautos um bis zu 30 % reduziert wird.
Hybridautos werden oft als Brückentechnologie zwischen Verbrennern und vollelektrischen Autos bezeichnet, aber an der Effizienzsteigerung dieser Antriebsart wird noch gearbeitet. Ein Bereich der Innovation ist die „Verschlankung“ der Konstruktion von Hybridautos, die aufgrund des Vorhandenseins von zwei Aggregaten etwas schwerer sind als Verbrennungsautos. Die Gewichtsreduzierung würde eine weitere Reduzierung des Emissionsgrades und eine Verlängerung der Betriebszeit im Elektrobetrieb ermöglichen.
Die Technologie, die zur Lösung dieses Problems beitragen kann, ist ultraleichtes geschäumtes EPP-Material. Aufgrund seiner leichten Formbarkeit und hohen Leistungsfähigkeit wird es bereits in vielen Bereichen des Elektroautobaus eingesetzt, von Autositzen und passiven Sicherheitskomponenten bis hin zur Wärmedämmung der Kabine und dem Schutz von Batterien und empfindlicher Elektronik. Sitz-, Tür- und Dachdämmungen aus EPP-Schaum, der zu 95 % aus Luft besteht, reduzieren nicht nur das Gewicht dieser Elemente, sondern halten auch die Wärme effektiv in der Fahrgastzelle. Dies führt direkt zu einer Reduzierung des Energieaufwands für das Heizen im Elektromodus. Akkupacks aus geschäumtem Polypropylen hingegen schützen die Akkus effektiv vor äußeren Einflüssen und verlängern so deren Lebensdauer.
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