Hybridfahrzeug

Ein Hybridfahrzeug verwendet zwei oder mehr verschiedene Arten von Leistung, wie zum Beispiel einen Verbrennungsmotor, um einen elektrischen Generator anzutreiben, der einen Elektromotor antreibt, z. B. in dieselelektrischen Zügen, die Dieselmotoren verwenden, um einen elektrischen Generator anzutreiben, der einen Elektromotor antreibt, und U-Boote die Diesel verwenden, wenn sie aufgetaucht sind, und Batterien, wenn sie untergetaucht sind. Andere Mittel zum Speichern von Energie umfassen unter Druck stehende Flüssigkeit in hydraulischen Hybriden.

Das Grundprinzip bei Hybridfahrzeugen ist, dass die verschiedenen Motoren bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten besser arbeiten. Der Elektromotor ist effizienter bei der Erzeugung von Drehmoment oder Drehkraft, und der Verbrennungsmotor ist besser für die Aufrechterhaltung einer hohen Geschwindigkeit (besser als ein typischer Elektromotor). Wenn Sie zum richtigen Zeitpunkt von einem zum anderen wechseln und gleichzeitig beschleunigen, erzielen Sie eine Win-Win-Situation in Bezug auf die Energieeffizienz, die sich beispielsweise in einer höheren Kraftstoffeffizienz niederschlägt.

Wie funktionieren Hybrid-Elektrofahrzeuge?
Hybrids-Elektrofahrzeuge (HEV) kombinieren den Vorteil von Benzinmotoren und Elektromotoren. Die wichtigsten Bereiche für Effizienz und Leistungssteigerung sind regeneratives Bremsen, zwei Stromquellen und weniger Leerlauf.

Bremsenergie neu erzeugen [weitere Erklärung erforderlich] Mit dem Antriebsstrang kann kinetische Energie (aus dem fahrenden Auto) in gespeicherte elektrische Energie (Batterien) umgewandelt werden. Der gleiche Elektromotor, der den Antriebsstrang antreibt, wird verwendet, um der Bewegung des Antriebsstrangs zu widerstehen. Dieser Widerstand des Elektromotors bewirkt, dass das Rad langsamer wird und gleichzeitig die Batterien aufgeladen werden.
Dual Power. Die Leistung kann je nach Fahrsituation entweder vom Motor, vom Motor oder von beiden stammen. Eine zusätzliche Kraft, um den Motor beim Beschleunigen oder Klettern zu unterstützen, kann durch den Elektromotor bereitgestellt werden. Im Allgemeinen liefert ein kleinerer Elektromotor die gesamte Leistung für Fahrzustände mit niedriger Geschwindigkeit und wird bei höheren Geschwindigkeiten durch den Motor verstärkt.
Automatischer Start / Stopp Sie stellt den Motor automatisch ab, wenn das Fahrzeug zum Stehen kommt, und startet es erneut, wenn das Gaspedal niedergedrückt wird. Diese Automatisierung ist mit einem Elektromotor viel einfacher. Siehe auch Dual Power oben.

Zusammenfassendes Funktionsprinzip

Hybridfahrzeuge kombinieren mehrere Energiequellen, von denen eine häufig thermisch und die andere elektrisch ist. Das sehr vereinfachte Gesamtprinzip dieses Motortyps besteht darin, die Vorteile jedes Motortyps zu nutzen und gleichzeitig dessen Nachteile zu minimieren.

Es sind vier Hybridisierungsarchitekturen möglich:

In Serie: Der Motor treibt einen Generator an, der einen Elektromotor mit Strom versorgt und außerdem eine Pufferbatterie auflädt, ohne der Achse direkt Drehmoment zuzuführen, wie dies bei dieselelektrischen Lokomotiven der Fall ist
Parallel dazu: Die Wärmekraftmaschine und der Elektromotor versorgen die Achse über ein herkömmliches Getriebe mit separaten Kupplungen.
Leistungsbypass: Der Motor versorgt die Achse mit Strom und treibt einen Generator an, der eine Batterie auflädt, die einen Elektromotor antreibt.
erweiterte Reichweite: Ein herkömmliches Elektrofahrzeug erhöht die Autonomie durch eine Wärmekraftmaschine, die einen elektrischen Generator antreibt, um die Batterien aufzuladen.
Peugeot verwendet eine ursprüngliche parallele Lösung, bei der die Vorderachse von einem Wärmemotor mit herkömmlichem Getriebe angetrieben wird, während die Hinterachse von Elektromotoren angetrieben wird. Dies ermöglicht verschiedene Konfigurationen, darunter „All Electric“ für einige Kilometer und ein weiteres „All Terrain“.

Die kleinen Hybridfahrzeuge zeichnen sich durch eine gute Energieeffizienz aus und ermöglichen regelmäßig einen Verbrauch von bis zu 100 km in der Stadt mit weniger als 5 Litern (bei einer elektrischen Leistung in der Größenordnung von 50 kW in einem durchschnittlichen Fahrzeug vom Typ Toyota Prius). Große Hybridfahrzeuge dagegen nutzen die Hybridisierung, um die Leistung zu steigern.

Leistung
Energiequellen für Hybridfahrzeuge sind:

Kohle, Holz oder andere feste Brennstoffe
Komprimiertes oder verflüssigtes erdgas
Benzin oder Dieselkraftstoff
Menschlich angetrieben zB Treten oder Rudern
Elektromagnetische Felder, Funkwellen
Elektrische batterien / kondensatoren
Strom über Kopf
Hydraulikspeicher
Wasserstoff
Schwungrad
Solar
Wind

Fahrzeugtyp
Zweirad- und Fahrradfahrzeuge
Mopeds, elektrische Fahrräder und sogar elektrische Tretroller sind eine einfache Form eines Hybriden, der von einem Verbrennungsmotor oder einem Elektromotor und den Muskeln des Fahrers angetrieben wird. Frühe Prototypen von Motorrädern im späten 19. Jahrhundert verwendeten das gleiche Prinzip.

Bei einem Parallel-Hybrid-Fahrrad werden Drehmomente von Mensch und Motor am Pedal oder einem der Räder mechanisch gekoppelt, z. B. unter Verwendung eines Nabenmotors, einer auf einen Reifen drückenden Rolle oder einer Verbindung zu einem Rad unter Verwendung eines Übertragungselements. Die meisten motorisierten Fahrräder, Mopeds, sind von diesem Typ.
In einem Serien-Hybridfahrrad (SHB) (eine Art schmerzloses Fahrrad) tritt der Benutzer in einen Generator, lädt eine Batterie auf oder speist den Motor, der das gesamte erforderliche Drehmoment liefert. Sie sind im Handel erhältlich und in Theorie und Herstellung einfach.

Der erste veröffentlichte Prototyp einer SHB stammt von Augustus Kinzel (US-Patent 3’884’317) aus dem Jahre 1975. 1994 entwickelte Bernie Macdonalds die Electrilite SHB mit einer Leistungselektronik, die ein regeneratives Bremsen und Treten während des Stillstands ermöglicht. 1995 hat Thomas Muller für seine Diplomarbeit 1995 ein „Fahrrad mit elektromagnetischem Antrieb“ entworfen und gebaut. 1996 bauten Jürg Blatter und Andreas Fuchs von der Berner Fachhochschule Bern eine SHB und modifizierten 1998 ein Leitra-Dreirad (Europäisches Patent EP 1165188). Bis 2005 bauten sie mehrere Prototypen von SH-Dreirädern und Quadrädern. 1999 hat Harald Kutzke ein „aktives Fahrrad“ beschrieben: Ziel ist es, sich dem idealen Fahrrad zu nähern, das nichts wiegt und keinen elektronischen Widerstand hat.

Ein elektrisches Benzin-Hybrid-Fahrrad (SHEPB) der Serie wird über Pedale, Batterien, einen Benzingenerator oder ein Plug-In-Ladegerät angetrieben. Dies bietet Flexibilität und Reichweitenverbesserungen gegenüber rein elektrischen Fahrrädern.

Ein SHEPB-Prototyp, der im Jahr 2014 von David Kitson in Australien hergestellt wurde, verwendete einen leichten bürstenlosen Gleichstrommotor aus einer Luftdrohne und einem kleinen Verbrennungsmotor mit kleiner Handwerkzeuggröße sowie ein 3D-gedrucktes Antriebssystem und ein leichtes Gehäuse, die insgesamt weniger als 4,5 kg wiegen. Aktive Kühlung verhindert das Erweichen der Kunststoffteile. Der Prototyp verwendet einen regulären elektrischen Fahrradladeanschluss.

Schweres Fahrzeug
Hybridantriebe verwenden dieselelektrische oder turboelektrische Antriebe für Lokomotiven, Busse, Lastkraftwagen, mobile hydraulische Maschinen und Schiffe. Ein Diesel- / Turbinenmotor treibt einen elektrischen Generator oder eine hydraulische Pumpe an, die den / die elektrischen / hydraulischen Motor (en) antreibt – ausschließlich ein elektrisch / hydraulisches Getriebe (kein Hybrid), es sei denn, er kann Strom von außen aufnehmen. Bei großen Fahrzeugen nehmen die Umwandlungsverluste ab, und die Vorteile bei der Verteilung der Leistung durch Drähte oder Rohre anstelle mechanischer Elemente werden deutlicher, insbesondere wenn mehrere Antriebe angetrieben werden, z. B. angetriebene Räder oder Propeller. Bis vor kurzem hatten die meisten schweren Fahrzeuge nur einen geringen sekundären Energiespeicher, z. B. Batterien / Hydraulikakkumulatoren – mit Ausnahme von nicht-nuklearen U-Booten, einem der ältesten Produktionshybriden, die auf Dieselfahrzeugen unterwegs waren und im Unterwasserzustand Batterien trieben. Sowohl Reihen- als auch Parallelanordnungen wurden in U-Booten des 2. Weltkrieges verwendet.

Schienentransport
Ein Hybridzug ist eine Lokomotive, ein Triebwagen oder ein Zug, der ein wiederaufladbares Energiespeichersystem (RESS) an Bord zwischen der Kraftquelle (oft ein Dieselmotor) und dem mit den Rädern verbundenen Traktionsübertragungssystem verwendet. Da die meisten Diesellokomotiven dieselelektrisch sind, verfügen sie mit Ausnahme des Akkus über alle Komponenten eines Serienhybridgetriebes. Dies ist relativ einfach.

Kräne
Ingenieure von Railpower Technologies, die mit TSI Terminalsystemen arbeiten, testen ein Hybrid-Dieselstromaggregat mit Batteriespeicher für den Einsatz in Rubber Tyred Gantry (RTG) -Kranen. RTG-Krane werden typischerweise zum Be- und Entladen von Transportcontainern auf Züge oder Lastwagen in Häfen und Containerlagerplätzen verwendet. Die zum Anheben der Behälter verwendete Energie kann beim Absenken teilweise wiedergewonnen werden. Dieselkraftstoff- und Emissionsminderungen von 50–70% werden von Railpower-Ingenieuren vorhergesagt. Erste Systeme sollen 2007 in Betrieb gehen.

Straßenverkehr, Nutzfahrzeuge

Hybridsysteme kommen für Lastwagen, Busse und andere schwere Straßenfahrzeuge zum Einsatz. Kleine Flottengrößen und Installationskosten werden durch Kraftstoffeinsparungen kompensiert. [Aktualisierung erforderlich] Mit Fortschritten wie höherer Kapazität, niedrigeren Batteriekosten usw. führen Toyota, Ford, GM und andere Hybrid-Pickups und SUVs ein. Kenworth Truck Company hat vor kurzem den Kenworth T270 Class 6 eingeführt, der für den Stadtgebrauch konkurrenzfähig zu sein scheint. FedEx und andere investieren in hybride Zustellfahrzeuge – insbesondere für den Einsatz in Städten, wo sich die Hybridtechnologie zuerst auszahlt. Ab Dezember 2013 testet FedEx zwei Lieferwagen mit Wrightspeed-Elektromotoren und Dieselgeneratoren. Die Nachrüstsätze sollen sich in wenigen Jahren bezahlt machen. Die Dieselmotoren laufen mit konstanter Drehzahl, um die Effizienz zu steigern.

Militärische Geländefahrzeuge
Seit 1985 hat das US-Militär das Hybrid-Hybridfahrzeug getestet, und es wurde festgestellt, dass es eine schnellere Beschleunigung, einen Stealth-Modus mit niedriger thermischer Signatur / nahezu geräuscharmen Betrieb und einen höheren Kraftstoffverbrauch bietet.

Schiffe
Schiffe mit Mastsegel und Dampfmotoren waren eine frühe Form des Hybridfahrzeugs. Ein anderes Beispiel ist das dieselelektrische U-Boot. Diese Batterie läuft im eingetauchten Zustand mit Batterien, und die Batterien können vom Dieselmotor aufgeladen werden, wenn sich das Fahrzeug an der Oberfläche befindet.

Neuere Hybrid-Schiffsantriebe umfassen große Zugdrachen, die von Unternehmen wie SkySails hergestellt werden. Zugdrachen können in der Höhe um ein Vielfaches höher fliegen als die höchsten Schiffsmasten und nehmen stärkere und stetigere Winde auf.

Flugzeug
Das Boeing Fuel Cell Demonstrator Airplane verfügt über ein Proton Exchange Membrane (PEM) Brennstoffzellen / Lithium-Ionen-Hybridsystem, um einen Elektromotor anzutreiben, der mit einem herkömmlichen Propeller gekoppelt ist. Die Brennstoffzelle liefert die gesamte Leistung für die Reiseflugphase. Während des Starts und Steigens, des Flugsegments, das die meiste Leistung erfordert, benötigt das System leichte Lithium-Ionen-Batterien.

Das Demonstratorflugzeug ist ein Dimona Motorsegler, der von Diamond Aircraft Industries aus Österreich gebaut wurde und auch bauliche Änderungen an dem Flugzeug durchführte. Mit einer Flügelspannweite von 16,3 Metern (53 Fuß) kann das Flugzeug mit einer Geschwindigkeit von etwa 100 km / h (62 Meilen pro Stunde) mit der Kraft der Brennstoffzelle fahren.

Hybrid FanWings wurden entwickelt. Ein FanWing wird von zwei Triebwerken erstellt, die wie ein Hubschrauber autorotieren und landen können.

Motortyp

Hybrid-Elektro-Erdölfahrzeuge
Wenn der Begriff Hybridfahrzeug verwendet wird, bezieht er sich meist auf ein Hybridelektrofahrzeug. Dazu gehören Fahrzeuge wie der Saturn Vue, der Toyota Prius, der Toyota Yaris, der Toyota Camry Hybrid, der Ford Escape Hybrid, der Toyota Highlander Hybrid, der Honda Insight, der Honda Civic Hybrid, der Lexus RX 400h und der 450h, der Hyundai Ioniq und andere. Ein Erdöl-Elektro-Hybrid verwendet am häufigsten Verbrennungsmotoren (unter Verwendung einer Vielzahl von Kraftstoffen, im Allgemeinen Benzin- oder Dieselmotoren) und Elektromotoren, um das Fahrzeug anzutreiben. Die Energie wird im Kraftstoff des Verbrennungsmotors und einer elektrischen Batterie gespeichert. Es gibt viele Arten von Erdöl-Elektro-Hybridantrieben, von Vollhybrid bis Mild-Hybrid, die unterschiedliche Vor- und Nachteile bieten.

William H. Patton reichte Anfang 1889 ein Patent für ein benzinelektrisches Hybrid-Schienenfahrzeugantriebssystem und für ein ähnliches Hybridbootantriebssystem Mitte 1889 ein. Es gibt keinen Hinweis darauf, dass sein Hybridboot irgendeinen Erfolg hatte, aber er baute eine Prototyp-Hybrid-Straßenbahn und verkaufte eine kleine Hybrid-Lokomotive.

1899 entwickelte Henri Pieper das erste petroelektrische Hybridauto der Welt. Im Jahr 1900 entwickelte Ferdinand Porsche einen Serienhybrid, der zwei Motor-in-Rad-Naben-Anordnungen mit einem Verbrennungsgeneratorsatz verwendete, der die elektrische Leistung liefert. Porsche Hybrid stellte zwei Geschwindigkeitsrekorde auf. Während Flüssigbrennstoff / Elektro-Hybride bis ins späte 19. Jahrhundert zurückreichen, wurde der bremsende regenerative Hybrid 1978-79 von David Arthurs, einem Elektrotechniker aus Springdale, Arkansas, erfunden. Es wurde berichtet, dass sein selbst umgebauter Opel GT bis zu 75 mpg zurückbrachte, wobei die Pläne noch in diesem ursprünglichen Design verkauft wurden und die auf der Website „Mother Earth News“ modifizierte Version enthalten war.

Das Plug-in-Electric-Vehicle (PEV) wird immer häufiger. Es hat die Reichweite, die an Standorten benötigt wird, an denen große Lücken ohne Dienste bestehen. Die Batterien können zum Aufladen an die Hausstromversorgung angeschlossen werden, und sie können auch bei laufendem Motor aufgeladen werden.

Elektrisch ständig aufgeladenes Elektrofahrzeug (COREV)
Einige batterieelektrische Fahrzeuge (BEVs) können aufgeladen werden, während der Benutzer fährt. Ein solches Fahrzeug stellt über ein angeschlossenes leitendes Rad oder einen anderen ähnlichen Mechanismus Kontakt mit einer elektrifizierten Schiene, Platte oder Oberleitung auf der Autobahn her (siehe Stromabnahme). Die Batterien des BEV werden auf diese Weise auf der Autobahn aufgeladen und können dann auf anderen Straßen normal verwendet werden, bis die Batterie entladen ist. Beispielsweise sind einige der batterieelektrischen Lokomotiven, die für Wartungszüge in der Londoner U-Bahn verwendet werden, für diese Betriebsart geeignet.

Die Entwicklung einer BEV-Infrastruktur würde den Vorteil einer nahezu uneingeschränkten Autobahnreichweite bieten. Da sich viele Ziele innerhalb von 100 km von einer großen Autobahn befinden, könnte die BEV-Technologie den Bedarf an teuren Batteriesystemen reduzieren. Leider ist die private Nutzung des vorhandenen elektrischen Systems fast überall verboten. Darüber hinaus ist die Technologie für eine solche elektrische Infrastruktur weitgehend veraltet und außerhalb einiger Städte nicht weit verbreitet (siehe Stromkollektoren, Straßenbahnen, Elektrofahrzeuge, Trolleys, dritte Schiene). Die Aktualisierung der erforderlichen Elektro- und Infrastrukturkosten könnte möglicherweise durch Mauteinnahmen oder durch spezielle Transportsteuern finanziert werden.

Hybridkraftstoff (Dualmodus)
Abgesehen von Fahrzeugen, die zwei oder mehr unterschiedliche Antriebsvorrichtungen verwenden, werden bei manchen Fahrzeugen auch Fahrzeuge mit unterschiedlichen Energiequellen oder Eingangstypen („Kraftstoffen“), die den gleichen Motor verwenden, als Hybridfahrzeuge angesehen, um Verwechslungen mit den oben beschriebenen Hybridfahrzeugen und Hybridfahrzeugen zu vermeiden Verwenden Sie die Begriffe richtig, diese werden möglicherweise als Dual-Modus-Fahrzeuge korrekt beschrieben:

Einige elektrische Trolleybusse können abhängig von den Bedingungen zwischen einem Dieselmotor an Bord und einer elektrischen Überkopfstromversorgung wechseln (siehe Dual-Mode-Bus). Im Prinzip könnte dies mit einem Batteriesubsystem kombiniert werden, um einen echten Plug-In-Hybrid-Trolleybus zu schaffen, obwohl bis 2006 kein solches Design angekündigt wurde.
Fahrzeuge mit flexiblem Kraftstoff können eine Mischung von in einem Tank gemischten Einsatzbrennstoffen verwenden – typischerweise Benzin und Ethanol, Methanol oder Biobutanol.
Zweistofffahrzeug: Flüssiggas und Erdgas unterscheiden sich stark von Erdöl oder Diesel und können nicht in denselben Tanks verwendet werden. Daher ist es unmöglich, ein flexibles Kraftstoffsystem (LPG oder NG) zu bauen. Stattdessen werden Fahrzeuge mit zwei parallelen Kraftstoffsystemen gebaut, die einen Motor versorgen. Zum Beispiel können einige Chevrolet Silverado 2500 HDs mühelos zwischen Erdöl und Erdgas wechseln, was eine Reichweite von über 1000 km bietet. Während die doppelten Tanks in einigen Anwendungen Platz kosten, können die erhöhte Reichweite, die niedrigeren Kraftstoffkosten und die Flexibilität bei unvollständiger LPG- oder CNG-Infrastruktur einen erheblichen Kaufanreiz darstellen. Während die Erdgasinfrastruktur der USA teilweise unvollständig ist, nimmt sie rasch zu und verfügt bereits über 2600 CNG-Stationen. Mit einer wachsenden Tankstelleninfrastruktur könnte in naher Zukunft eine breite Akzeptanz dieser Zweistoff-Fahrzeuge gesehen werden. Steigende Gaspreise können auch die Verbraucher zum Kauf dieser Fahrzeuge drängen. Wenn die Gaspreise um 4,00 $ liegen, beträgt der Preis pro MMBTU für Benzin 28,00 $, verglichen mit 4,00 $ für Erdgas pro MMBTU. Auf einer Vergleichsbasis pro Energieeinheit ist Erdgas dadurch wesentlich billiger als Benzin. All diese Faktoren machen CNG-Benzin-Zweistoff-Fahrzeuge sehr attraktiv.
Einige Fahrzeuge wurden geändert, um eine andere Kraftstoffquelle zu verwenden, falls verfügbar, z. B. Fahrzeuge, die für den Betrieb mit Autogas (LPG) modifiziert wurden, und Diesel, die für den Betrieb mit Pflanzenöl, das nicht zu Biodiesel verarbeitet wurde, modifiziert sind.
Mechanismen zur Unterstützung von Fahrrädern und anderen von Menschen angetriebenen Fahrzeugen sind ebenfalls enthalten (siehe Motorisiertes Fahrrad).

Hybrid-Hybridantrieb
Hydraulische Hybrid- und pneumatische Hybridfahrzeuge verwenden einen Motor, um einen Druckspeicher aufzuladen, um die Räder über hydraulische (Flüssigkeits-) oder pneumatische (Druckluft-) Antriebseinheiten anzutreiben. In den meisten Fällen ist der Motor vom Antriebsstrang getrennt und dient ausschließlich zum Laden des Energiespeichers. Die Übertragung ist nahtlos. Durch regeneratives Bremsen kann ein Teil der zugeführten Antriebsenergie wieder in den Speicher zurückgewonnen werden.

Petro-Air-Hybrid
Ein französisches Unternehmen, MDI, hat Modelle eines Petro-Air-Hybrid-Motorwagens entwickelt. Das System verwendet keine Luftmotoren, um das Fahrzeug anzutreiben, da es direkt von einem Hybridmotor angetrieben wird. Der Motor verwendet ein Gemisch aus Druckluft und Benzin, das in die Zylinder eingespritzt wird. Ein Schlüsselaspekt des Hybridmotors ist die „aktive Kammer“, bei der es sich um eine Kammer handelt, die Luft über Kraftstoff erwärmt, wodurch die Energieabgabe verdoppelt wird. Tata Motors aus Indien bewertete die Entwurfsphase hin zu einer vollständigen Produktion für den indischen Markt und ging in die „Fertigstellung der detaillierten Entwicklung des Druckluftmotors für spezifische Fahrzeug- und stationäre Anwendungen“ über.

Petro-hydraulischer Hybrid
Petro-hydraulische Konfigurationen sind seit Jahrzehnten in Zügen und schweren Fahrzeugen üblich. Die Autoindustrie konzentrierte sich kürzlich auf diese Hybridkonfiguration, da sie nun vielversprechend für die Einführung in kleinere Fahrzeuge ist.

Bei petro-hydraulischen Hybriden ist die Energierückgewinnungsrate hoch und daher ist das System effizienter als elektrisch aufgeladene Hybride, die die aktuelle elektrische Batterietechnologie verwenden, was eine Steigerung der Energiewirtschaft um 60% bis 70% in der US-amerikanischen Umweltschutzbehörde EPA (EPA) zeigt. testen. Der Lademotor muss nur für die durchschnittliche Verwendung mit Beschleunigungsimpulsen dimensioniert werden, wobei die im Hydraulikspeicher gespeicherte Energie verwendet wird, die aufgeladen wird, wenn der Fahrzeugbetrieb mit niedriger Energie betrieben wird. Der Lademotor läuft mit optimaler Geschwindigkeit und Last, um Effizienz und Langlebigkeit zu gewährleisten. Im Rahmen von Tests, die von der US-amerikanischen Umweltschutzbehörde EPA (EPA) durchgeführt wurden, lieferte ein hydraulischer Hybrid-Ford-Expedition 32 Meilen pro US-Gallone (7,4 l / 100 km; 38 mpg-imp) -Stadt und 22 Meilen pro US-Gallone (11 l / 100 km) ; 26 mpg ‑ imp) Autobahn. UPS hat derzeit zwei Lkw im Einsatz, die diese Technologie einsetzen.

Das petrohydraulische Hybridsystem hat ein schnelleres und effizienteres Lade- / Entladezyklus als petroelektrische Hybride und ist zudem kostengünstiger in der Herstellung. Die Größe des Akkumulatorbehälters bestimmt die Gesamtspeicherkapazität und benötigt möglicherweise mehr Platz als ein elektrischer Batteriesatz. Jeder Fahrzeugraum, der von einem Akkumulatorbehälter mit einer größeren Größe verbraucht wird, kann durch die Notwendigkeit eines Lademotors mit geringerer Größe in PS und physikalischer Größe ausgeglichen werden.

In großen Unternehmen und kleinen Unternehmen wird derzeit geforscht. Der Fokus wurde jetzt auf kleinere Fahrzeuge umgestellt. Die Systemkomponenten waren teuer, was den Einbau in kleinere Lastkraftwagen und PKWs unmöglich machte. Ein Nachteil war, dass die Antriebsmotoren bei Teillast nicht effizient genug waren. Ein britisches Unternehmen (Artemis Intelligent Power) gelang mit der Einführung eines elektronisch gesteuerten Hydraulikmotors / einer digitalen Pumpe, des Digital Displacement®-Motors / einer Pumpe, ein Durchbruch. Die Pumpe ist in allen Drehzahlbereichen und Lasten äußerst effizient und ermöglicht kleine Anwendungen mit petro-hydraulischen Hybriden. Das Unternehmen hat ein BMW-Auto als Teststand umgebaut, um die Rentabilität zu beweisen. Der BMW 530i gab im Vergleich zum Standardfahrzeug das Doppelte des mpg im Stadtverkehr aus. Bei diesem Test wurde der Standard-3000-cm³-Motor verwendet, bei einem kleineren Motor wären die Zahlen beeindruckender gewesen. Das Design von petro-hydraulischen Hybriden mit gut dimensionierten Akkumulatoren ermöglicht das Downsizing eines Motors auf den durchschnittlichen Energieverbrauch und nicht auf den maximalen Energieverbrauch. Die Spitzenleistung wird durch die im Akkumulator gespeicherte Energie bereitgestellt. Ein kleinerer, effizienter Motor mit konstanter Drehzahl reduziert das Gewicht und schafft Platz für einen größeren Speicher.

Gegenwärtige Fahrzeugkarosserien sind auf die Mechanik bestehender Motor / Getriebe-Setups abgestimmt. Es ist einschränkend und alles andere als ideal, petrohydraulische Mechanik in vorhandene Körper einzubauen, die nicht für Hydraulikaufbauten ausgelegt sind. Ein Forschungsprojekt hat zum Ziel, ein leeres Papierdesign-neues Auto zu schaffen, um die Verpackung petro-hydraulischer Hybridkomponenten im Fahrzeug zu maximieren. Alle sperrigen Hydraulikkomponenten sind in das Chassis des Autos integriert. Ein Design behauptet, 130 mpg in Tests zurückzugeben, indem ein großer Hydrospeicher verwendet wird, der auch das strukturelle Chassis des Autos ist. Die kleinen hydraulischen Antriebsmotoren sind in die Radnaben eingebaut, die die Räder antreiben und in kinetische Bremsenergie zurückkehren. Durch die Nabenmotoren entfallen Reibungsbremsen, mechanische Getriebe, Antriebswellen und U-Gelenke, was Kosten und Gewicht reduziert. In Industriefahrzeugen wird ein hydrostatischer Antrieb ohne Reibungsbremsen eingesetzt. Das Ziel ist 170 mpg bei durchschnittlichen Fahrbedingungen. Energie, die durch Stoßdämpfer und kinetische Bremsenergie erzeugt wird, die normalerweise verschwendet würde, unterstützt das Laden des Akkumulators. Ein kleiner Kolbenmotor mit fossil befeuertem Kolben ist so dimensioniert, dass er eine durchschnittliche Leistungsaufnahme aufweist. Wenn der Akku voll aufgeladen ist, kann der Akku 15 Minuten lang betrieben werden. Das Ziel ist ein voll aufgeladener Akkumulator, der mit einem Allradantrieb eine Beschleunigungsgeschwindigkeit von unter 5 Sekunden erreicht.

Hybridfahrzeug mit Elektro-Mensch-Antrieb
Eine andere Form eines Hybridfahrzeugs sind menschliche elektrische Kraftfahrzeuge. Dazu gehören Fahrzeuge wie der Sinclair C5, Twike, elektrische Fahrräder und elektrische Skateboards.

Konfigurationen von Hybridfahrzeugen

Parallelhybride
In einem Parallel-Hybridfahrzeug sind ein Elektromotor und ein Verbrennungsmotor so gekoppelt, dass sie das Fahrzeug entweder einzeln oder zusammen antreiben können. Am häufigsten werden der Verbrennungsmotor, der Elektromotor und das Getriebe durch automatisch gesteuerte Kupplungen gekoppelt. Für den elektrischen Antrieb ist die Kupplung zwischen dem Verbrennungsmotor geöffnet, während die Kupplung mit dem Getriebe in Eingriff steht. Im Verbrennungsmodus laufen Motor und Motor mit der gleichen Geschwindigkeit.

Der erste Massenhybride-Parallelhybrid, der außerhalb Japans verkauft wurde, war der Honda Insight der ersten Generation.

Milde Parallelhybride
Diese Typen verwenden einen im Allgemeinen kompakten Elektromotor (normalerweise <20 kW), um Auto-Stopp / Start-Funktionen bereitzustellen und eine zusätzliche Hilfskraftunterstützung während der Beschleunigung bereitzustellen und um in der Verzögerungsphase (alias regeneratives Bremsen) zu erzeugen. Beispiele für die Straße sind Honda Civic Hybrid, Honda Insight der zweiten Generation, Honda CR-Z, Honda Accord Hybrid, Mercedes Benz S400 BlueHYBRID, BMW 7er Hybrid, General Motors BAS-Hybrid, Suzuki S-Cross, Suzuki Wagon R und Smart Fortwo Mikro-Hybridantrieb. Power-Split oder Serien-Parallel-Hybrid In einem elektrischen Hybridantrieb mit Leistungsverzweigung gibt es zwei Motoren: einen Traktionselektromotor und einen Verbrennungsmotor. Die Leistung dieser beiden Motoren kann über eine Leistungsverzweigungsvorrichtung, bei der es sich um einen einfachen Planetenradsatz handelt, zum Antrieb der Räder geteilt werden. Das Verhältnis kann zwischen 100% für den Verbrennungsmotor und 100% für den Traktionselektromotor oder irgendetwas dazwischen liegen, beispielsweise 40% für den Elektromotor und 60% für den Verbrennungsmotor. Der Verbrennungsmotor kann als Generator dienen, der die Batterien lädt. Moderne Versionen wie der Toyota Hybrid Synergy Drive haben einen zweiten Elektromotor / Generator, der mit dem Planetengetriebe verbunden ist. In Zusammenarbeit mit dem Fahrmotor / Generator und der Leistungsverzweigungsvorrichtung sorgt dies für ein stufenloses Getriebe. Auf offener Straße ist der Verbrennungsmotor die Hauptkraftquelle. Wenn maximale Leistung erforderlich ist, um beispielsweise zu überholen, wird der elektrische Traktionsmotor zur Unterstützung verwendet. Dies erhöht die verfügbare Leistung für einen kurzen Zeitraum, was zu einem größeren Motor führt, als er tatsächlich installiert ist. Bei den meisten Anwendungen wird der Verbrennungsmotor abgeschaltet, wenn das Fahrzeug langsam oder still steht, wodurch die Emissionen am Straßenrand verringert werden. Zu den Pkw-Installationen zählen Toyota Prius, Ford Escape und Fusion sowie Lexus RX400h, RX450h, GS450h, LS600h und CT200h. Serienhybride Ein serielles oder serielles Hybridfahrzeug wird von einem Elektromotor angetrieben, der als Elektrofahrzeug fungiert, während die Energieversorgung des Batteriesatzes ausreichend ist, wobei ein Motor so eingestellt ist, dass er als Generator läuft, wenn der Batteriesatz unzureichend ist. In der Regel besteht keine mechanische Verbindung zwischen dem Motor und den Rädern. Der Range Extender dient hauptsächlich dazu, die Batterie aufzuladen. Serienhybride wurden auch als Elektrofahrzeug mit erweiterter Reichweite, elektrofahrzeug mit erweiterter Reichweite oder Elektrofahrzeug mit erweiterter Reichweite (EREV / REEV / EVER) bezeichnet. Der BMW i3 mit Range Extender ist ein Serien-Hybrid. Es arbeitet als Elektrofahrzeug, bis die Batterieladung niedrig ist, aktiviert dann einen motorbetriebenen Generator, um die Leistung aufrechtzuerhalten, und ist auch ohne Range Extender erhältlich. Der Fisker Karma war das erste Serien-Hybrid-Serienfahrzeug. Bei der Beschreibung von Autos wird die Batterie eines Serienhybrids normalerweise durch Stecken aufgeladen - aber ein Serienhybrid kann auch zulassen, dass eine Batterie nur als Puffer (und zu Regenerationszwecken) und zur Stromversorgung des Elektromotors dient ständig von einem unterstützenden Motor versorgt werden. Serienanordnungen waren bei dieselelektrischen Lokomotiven und Schiffen üblich. Ferdinand Porsche hat diese Anordnung zu Beginn des 20. Jahrhunderts in Geschwindigkeitsrekord-Rennwagen wie dem Lohner-Porsche Mixte Hybrid erfolgreich erfunden. Porsche nannte sein Arrangement "System Mixt" und es war ein Radnabenmotordesign, bei dem jedes der beiden Vorderräder von einem separaten Motor angetrieben wurde. Diese Anordnung wurde manchmal als elektrisches Getriebe bezeichnet, da der elektrische Generator und der Antriebsmotor ein mechanisches Getriebe ersetzten. Das Fahrzeug konnte sich nur bewegen, wenn der Verbrennungsmotor lief. 1997 brachte Toyota den ersten in Japan verkauften Serien-Hybridbus auf den Markt. GM hat den Plug-in-Hybrid der Chevy-Volt-Serie im Jahr 2010 eingeführt und strebt eine rein elektrische Reichweite von 64 km an, obwohl dieses Fahrzeug auch eine mechanische Verbindung zwischen Motor und Antriebsstrang aufweist. AFS Trinity hat Superkondensatoren in Kombination mit einer Lithium-Ionen-Batteriebank in einem umgebauten SUV-Fahrzeug von Saturn Vue eingesetzt. Bei der Verwendung von Superkondensatoren beanspruchen sie in einer Serien-Hybrid-Anordnung bis zu 150 mpg. Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug (PHEV) Ein weiterer Subtyp von Hybridfahrzeugen ist das Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug (PHEV). Der Plug-in-Hybrid ist in der Regel ein allgemeiner Brennstoff-Elektro- (Parallel- oder Serien-) Hybrid mit erhöhter Energiespeicherkapazität, normalerweise über eine Lithium-Ionen-Batterie, die es dem Fahrzeug ermöglicht, im vollelektrischen Modus eine von der Batterie abhängige Entfernung zu fahren Größe und mechanisches Layout (Serie oder Parallel). Es kann am Ende der Fahrt an das Stromnetz angeschlossen werden, um ein Aufladen mit dem internen Verbrennungsmotor zu vermeiden. Dieses Konzept ist attraktiv für diejenigen, die die Emissionen auf der Straße minimieren möchten, indem sie den Einsatz von ICE im täglichen Fahren vermeiden oder zumindest minimieren. Wie bei reinen Elektrofahrzeugen hängt die gesamte Einsparung von Emissionen, beispielsweise in Bezug auf CO2, von der Energiequelle des Stromerzeugers ab. Für einige Benutzer kann dieser Fahrzeugtyp auch finanziell attraktiv sein, solange die verwendete elektrische Energie billiger ist als der Benzin / Diesel, den sie sonst verwendet hätten. Die derzeitigen Steuersysteme in vielen europäischen Ländern verwenden die Mineralölsteuer als Haupteinnahmequelle. Dies ist im Allgemeinen nicht der Fall für Strom, der für den inländischen Kunden einheitlich besteuert wird, jedoch von dieser Person verwendet wird. Einige Stromversorger bieten auch Preisvorteile für Nachtnutzer, was die Attraktivität der Plug-in-Option für Pendler und Autofahrer in der Stadt weiter erhöhen kann. Verkehrssicherheit für Radfahrer, Fußgänger In einem Bericht der National Highway Traffic Safety Administration aus dem Jahr 2009 wurden Unfälle mit Hybridfahrzeugen, an denen Fußgänger und Radfahrer beteiligt waren, untersucht und mit Unfällen mit Verbrennungsmotorfahrzeugen (ICEV) verglichen. Die Ergebnisse zeigten, dass HEV in bestimmten Straßensituationen für Fußgänger oder Fahrrad gefährlicher sind. Bei Unfällen, bei denen ein Fahrzeug langsamer wurde oder anhielt, zurückfiel, einen Parkplatz betrat oder verlässt (wenn der Schallunterschied zwischen HEVs und ICEVs am stärksten ausgeprägt ist), waren HEVs doppelt so häufig an einem Fußgängerunfall beteiligt als ICEVs. Bei Unfällen mit Radfahrern oder Fußgängern gab es bei HEV eine höhere Unfallrate als bei ICEVs, als ein Fahrzeug eine Kurve bog. Es gab jedoch keinen statistisch signifikanten Unterschied zwischen den Fahrzeugtypen, wenn sie gerade fuhren. Mehrere Autohersteller entwickelten Warntöne für Elektrofahrzeuge, um Fußgänger auf das Vorhandensein von Fahrzeugen mit elektrischem Antrieb aufmerksam zu machen, wie beispielsweise Hybrid-Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybrid-Elektrofahrzeuge und rein elektrisch betriebene Fahrzeuge (EV) mit niedrigen Geschwindigkeiten. Ihr Zweck ist es, Fußgänger, Radfahrer, Blinde und andere Personen auf die Anwesenheit des Fahrzeugs aufmerksam zu machen, während es vollelektrisch betrieben wird. Zu den Fahrzeugen auf dem Markt mit solchen Sicherheitsvorrichtungen gehören der Nissan Leaf, der Chevrolet Volt, der Fisker Karma, der Honda FCX Clarity, der Nissan Fuga Hybrid / Infiniti M35, der Hyundai ix35 FCEV, der Hyundai Sonata Hybrid, der 2012 Honda Fit EV, der 2012 Toyota Camry Hybrid, 2012 Lexus CT200h und alle kürzlich eingeführten Fahrzeuge der Prius-Familie, darunter das Standard-Modelljahr 2012, den Toyota Prius v und den Toyota Prius Plug-in Hybrid. Alternative grüne Fahrzeuge Andere Arten von umweltfreundlichen Fahrzeugen umfassen andere Fahrzeuge, die vollständig oder teilweise auf alternative Energiequellen als fossilen Brennstoff zurückgreifen. Eine andere Option ist die Verwendung einer alternativen Kraftstoffzusammensetzung (z. B. Biokraftstoffe) in herkömmlichen Fahrzeugen auf Basis fossiler Brennstoffe, sodass diese teilweise auf erneuerbare Energiequellen zurückgreifen. Andere Ansätze umfassen den persönlichen Schnelltransport, ein Konzept für den öffentlichen Nahverkehr, das einen automatisierten, bedarfslosen Non-Stop-Transport auf einem Netzwerk von speziell gebauten Führungen ermöglicht. Peugeot / Citroën Hybridfahrzeug Peugeot und Citroën haben angekündigt, dass auch sie ein Auto bauen, das Druckluft als Energiequelle verwendet. Das von ihnen konstruierte Fahrzeug verwendet jedoch ein Hybridsystem, das auch einen Benzinmotor verwendet (der zum Antreiben des Fahrzeugs über 70 km / h oder wenn der Druckluftbehälter erschöpft ist) verwendet wird.