Verbrennungsmotoren bei Hybridautos
Als Verbrennungsmotoren kommen insbesondere hochmoderne Otto- sowie sehr sparsame Dieselmotoren mit Direkteinspritzung und Turboaufladung in Frage. Aufgrund der besonderen Betriebsart sind die Verbrennungsmotoren in parallelen Hybridkonzepten in der Regel vergleichbar klein dimensioniert. Bei seriellen Hybridantrieben entscheidet die Dimensionierung des elektrischen Energiespeichers über die notwendige Leistung der Verbrennungskraftmaschine. Der spezifisch schlechtere Kraftstoffverbrauch des Ottomotors im Teillastbereich kann durch die besondere Betriebsweise im Hybridantrieb oftmals vermieden werden.
Die mechanische Entkopplung von Verbrennungskraftmaschine und Fahrantrieb im seriellen Hybrid ermöglicht auch den Einsatz von Verbrennungskraftmaschinen mit schlechtem Instationärverhalten, deren Einsatz in konventionellen Fahrzeugen normalerweise nicht möglich ist. Stirlingmotoren und Gasturbinen bieten mit ihren aufgrund der kontinuierlichen Verbrennung niedrigen Emissionen ein großes Potential, extrem schadstoffarme Fahrzeuge zu realisieren. Der relativ hohe Teillastverbrauch von Gasturbinen kann durch die spezielle Betriebsweise im seriellen Hybrid vermieden werden. Komfortansprüchen wird die Gasturbine durch ihren schwingungsarmen Lauf gerecht. Durch die hohe spezifische Leistungsdichte der Gasturbine kann der Bauraum relativ klein gehalten werden; die Vielstoffähigkeit erlaubt darüber hinaus den Einsatz unterschiedlicher Kraftstoffe.
Hybrid Konzept ©iStockphoto/Stefan Schulze
Der Stirlingmotor, der eine (kontinuierliche) äußere Verbrennung ermöglicht, kann ähnliche Vorteile wie die Gasturbine bezüglichniedriger Emissionen, Laufgeräusch, Haltbarkeit und Vielstoffähigkeit aufweisen. Darüber hinaus verfügt er allerdings über einen deutlich besseren Wirkungsgrad. Durch die bisherigen Anwendungen des Stirlingmotors hauptsächlich im stationären Bereich sind die Abmessungen der verfügbaren Maschinen für die Kraftfahrzeuganwendung bisher jedoch eher ungeeignet.