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Hybridantriebe

Unter einem Hybridantrieb versteht man, dass die Antriebsenergie für das Fahrzeug aus unterschiedlichen Energiequellen kommen kann, d.h. dass mindestens zwei verschiedene .Energiespeichersysteme und zwei unterschiedliche Energieumwandler im Fahrzeug vorhanden sein müssen.

Hier unterscheidet man die drei unterschiedlichen Hybridarchitekturen serieller Hybridantrieb, paralleler Hybridantrieb und leistungsverzweigter Hybridantrieb.

Prinzipbild Serienhybrid klein

Serieller Hybridantrieb:

beim seriellen Hybrid (Serienhybrid) wird das Fahrzeug grundsätzlich nur mit einem Elektromotor angetrieben. Die erforderliche Energie wird entweder aus den Batterien entnommen oder aber mit einem Generator bzw. einer Photovoltaikanlage erzeugt.

Der Serienhybrid ist damit einerseits sehr übersichtlich aufgebaut, andererseits muß der Elektromotor so dimensioniert sein, dass er die gesamte erforderliche Antriebsenergie erzeugen kann.

serieller Hybridantrieb.

Prinzipbild Parallelhybrid klein

Paralleler Hybridantrieb:

beim parallelen Hybrid (Parallelhybrid) wird das Fahrzeug entweder mit einem Elektromotor, gespeist aus einer Batteriebank oder aber alternativ einen Verbrennungsmotor angetrieben.

Sofern das Fahrzeug mittels des Verbrennungsmotors angetrieben wird, kann der Elektromotor als Generator arbeiten und die Batterien aufladen.

Der Parallelhybrid ist komplexer aufgebaut als der Serienhybrid, bietet jedoch die Möglichkeit einen kleineren Elektromotor nur für den unteren Leistungsbereich einzusetzen, der obere Leistungsbereich wird dann durch den Verbrennungsmotor abgedeckt.

paralleler Hybridantrieb.

Prinzipbild Verzweigterlhybrid klein

Leistungsverzweigter Hybridantrieb:

Der leistungsverzweigte Hybridantriebe besteht neben dem Verbrennungs-motor aus einer Kombination von Generator und Motor, dass damit als elektrisches Getriebe arbeitet. Ein Teil der Verbrennungsmotorleistung wird dann über eine Wendegetriebe direkt auf die Antriebswelle übertragen, mit dem anderen Teil der Leistung wird über ein Verteilergetriebe (Planetengetriebe) der Generator angetrieben, mit dem dann wiederum der Elektromotor gespeist wird. Dessen Leistung wird dann ebenfalls auf die Antriebswelle eingekoppelt. Die überschüssige Energie des Generators lädt die Fahrbatterie, mit der der Elektromotor ebenfalls betrieben werden kann.

Der Vorteil des leistungsverzweigten Hybridantriebs liegt darin, dass der Verbrennungsmotor fast immer  in einem verbrauchsgünstigen Lastbereich arbeiten kann, unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit.

leistungsverzweigter Hybridantrieb

Nachteilig ist der sehr komplexe Aufbau der Antriebsanlage mit den damit verbundenen Kosten.

Diese Antriebsart ist für den Schiffsantrieb eher ungebräuchlich und wird vor allem in Strassenfahrzeugen angewandt.

Welcher Hybridantrieb ist der RIchtige?

Welche Art von Hybridantrieb speziell für Ihren Anwendungsfall geeignet ist kann nicht pauschal beantwortet werden. Insbesondere auf kleineren Schiffen wird der Serienhybrid sicher die Lösung mit dem besten Preis- / Leistungsverhältnis darstellen. In diesem Fall ist der Unterschied zwischen benötigter Antriebsleistung im Regelfall, d.h. bei normaler Fahrt unter normalen Witterungsbedingungen und der in Ausnahmefällen erforderlichen Motorleistung, z.B. bei Schwerwetter unter Berücksichtigung der Kosten relativ gering.

Kostenmäßig besteht kein allzu großer Unterschied zwischen z.B. einem 2kW Motor für den “Normalbetrieb” und einem 5kW Antrieb um auch im Extremfall motoren zu können. Der Mehrpreis für den etwas leistungsstärkeren Motor und Motorsteuergerät ist im Vergleich zu dem wesentlich höheren technischen Aufwand bei einem Parallelhybrid zu vernachlässigen

Bei Schiffen mit einem größeren Antriebsleistungsbedarf, also z.B. größer 10kW,  stellen jedoch die Kosten für die Motorsteuerelektronik und die Einspeisung vom Generator in den Motorstromkreis einen großen Kostenfaktor dar.

In diesem Fall kann der höhere mechanische Aufwand eines Parallelhybrids gegenüber den Elektronikkosten kostengünstiger sein und die bessere Lösung darstellen. Hinzu kommt, dass der Wirkungsgrad der Motoren meist bei Motornennleistung am höchsten ist. und von daher der Elektromotor nicht überdimensioniert sein sollte.

Beim Parallelhybrid kann dann der Elektromotor für den Leistungsbdearf im Normalbetrieb bezüglich seines Wirkungsgrads optimiert werden, während die Leistungsspitzen vom Verbrennungsmotor abgedeckt werden.

Nachteilig ist jedoch, dass ein mechanisches Getriebe erforderlich ist, das wiederum mit Verlusten behaftet ist und sich damit der Systemgesamtwirkungsgrad verschlechtert.

Fragen Sie einfach nach der optimalen Lösung für Ihr Schiff an, wir werden sie finden.

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Redaktionsschluß 20.03.2018