Hybrid Energiespeicher

Ähnlich wie bei Elektrofahrzeugen ist auch bei Hybridfahrzeugen der Energiespeicher von besonderer Bedeutung. Auswahlkriterien sind auch hier Energiedichte, Leistungsdichte, zyklische Lebensdauer, energetischer Wirkungsgrad, Selbstentladung, Umweltverträglichkeit, Kosten und Verfügbarkeit. Hauptanforderungen für den Einsatz in Hybridantrieben ist eine möglichst hohe Leistungsdichte, um mit einer möglichst kleinen und leichten Batterie die hochdynamischen Entlade- /Ladevorgänge (insbesondere bei der Bremsenergierückgewinnung) zu erreichen. Gleichzeitig muss die Batterie über eine hinreichend große Energiedichte verfügen, um eine genügend emissionsfreie Reichweite, sofern im Konzept vorgesehen, zu ermöglichen. Je nach Hybridkonzept (parallel, seriell), geforderter emissionsfreier Reichweite (Anforderung an Energieinhalt) und installierter elektrischer Leistung (Anforderung an Leistungsdichte) eignen sich unterschiedlichste Systeme.

Den Forderungen nach hoher Leistungsdichte bei gleichzeitig hohem Energieinhalt kommen derzeit Nickel-basierte Systeme wie z.B. Nickel-Cadmium oder Nickel-Metallhydrid-Batterien am ehesten entgegen. Letztere vermeiden das toxische Schwermetall Cadmium und weisen bessere Leistungsdaten auf.

Die Bleibatterie ist insbesondere aus Gründen wie Kosten und Verfügbarkeit weiterhin eine ernstzunehmende Alternative. In bipolarer oder gewickelter Ausführung werden sehr hohe Leistungsdichten erreicht. Hochtemperatursysteme wie z.B. Natrium-Nickelchlorid-Batterien kommen, wenn überhaupt für serielle Konzepte in Frage, wobei die im Vergleich zu Nickel-Cadmium oder Nickel-Metallhydrid niedrigere Leistungsdichte zu zwangsweise größeren Batteriesätzen führt. Für Hybridsysteme, bei denen die Batterie nicht ständig genutzt wird, ist dieses System aufgrund der Temperierungsverluste eher ungeeignet.

Lithium-Systeme (Li-Ion, Lithium-Polymer), die sich sowohl durch eine hohe Leistungs- als auch Energiedichte auszeichnen, sind noch in der Entwicklungsphase, prinzipiell jedoch auch für die Hybridanwendung geeignet. Eine notwendige elektrische als auch thermische Einzellzellenüberwachung bei der Li-Ion-Technologie gestaltet das System technisch aufwendig.

Als weitere Energiespeicher sind elektrische Schwungräder und Superkondensatoren zu nennen, die sich primär für Anwendungen mit hohem kurzzeitigem Leistungsbedarf eignen. Während sich letztere für den Einsatz im Fahrzeug noch im Entwicklungsstadium befinden, werden Schwungräder bereits mit Erfolg bei Standardlinienbusse eingesetzt (NEO96).