Auswirkungen von Hybridfahrzeugen

Ein Hybridauto ist ein Automobil mit einem Verbrennungsmotor, üblicherweise Benzin, und einem Elektromotor, der die Anstrengung des Verbrennungsmotors und damit den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen verringert.

Als ein Beispiel hat ein Auto, das Verbrennungsmotor und Elektromotor in der Realität kombiniert, ein Elektrofahrzeug, das durch die kinetische Energie angetrieben wird, die aus der Verbrennung von Kraftstoff stammt. Dies ist das am weitesten verbreitete Modell bei dieselelektrischen Lokomotiven und Generatoren.

Obwohl das Hybridauto weniger verschmutzt als reine Autos, sind seine Kosten im Vergleich zu den unterschiedlichen Schadstoffemissionen hoch. Im Moment haben nur teure Autos diese Technologie. Die Prognose ist jedoch, dass die Technologie mit der Zeit billiger wird.

Die Regierung will diese Technologie im öffentlichen Verkehr einsetzen, beispielsweise in Bussen, um die Luftqualität in großen Stadtzentren zu verbessern, was sich verschlechtert. Diese unterscheiden sich von Trolleybus dadurch, dass sie keine Antennenverkabelung für die Stromversorgung haben und überall zirkulieren können. Der Trolleybus kann nur fahren, wenn diese Unterstützung vorhanden ist.

Klassifizierung von Hybriden

Es gibt drei Arten von Hybridautos:

In den ersten Hybridautos ist der Explosionsmotor für die Fortbewegung des Autos verantwortlich, und die Elektrik war eine zusätzliche Hilfe, um die Leistung des Autos zu verbessern. Dieser Typ wird häufig in Kleinwagen eingesetzt und ist als Parallel-Hybrid (zB Honda Insight) bekannt.
Eine andere verwendete Methode ist der Elektromotor, der für die Fortbewegung des Automobils verantwortlich ist, wobei der Motor bei der Explosion nur einen Generator bewegt, der für die Erzeugung der Energie verantwortlich ist, die das Auto benötigt, um sich zu bewegen und die Batterien aufzuladen. Im Allgemeinen verwenden große Automobile dieses als Hybrid-Serie bekannte System.
Das dritte ist das hybride gemischte System, das Aspekte des Systems in Reihe mit dem parallelen System kombiniert, um die Vorteile beider Systeme zu maximieren. Dieses System versorgt die Räder des Fahrzeugs mit Strom und erzeugt gleichzeitig mit einem Generator Strom, anders als bei der einfachen parallelen Konfiguration. Je nach Lastbedingungen kann nur das elektrische System verwendet werden. Es ist auch zulässig, dass beide Motoren gleichzeitig arbeiten (z. B. Toyota Prius).

Hybridauto Vorteile
Der Verbrennungsmotor eines Hybridautos kann normalerweise kleiner und leichter sein als in einem entsprechenden normalen Auto. Dies ist der Fall, wenn beide Motoren gleichzeitig fahren können, wenn viel Strom benötigt wird. Der Verbrennungsmotor kann dann entsprechend der durchschnittlichen Leistungsanforderung des Fahrzeugs und nicht gemäß der maximalen Leistungsanforderung des Fahrzeugs dimensioniert werden.
Wenn das Auto langsamer wird, kann die Energie in Elektrizität umgewandelt werden, wodurch die Batterien aufgeladen werden. In normalen Autos geht diese Energie wie Wärme verloren.
Hybridautos haben in der Regel einen geringeren Kraftstoffverbrauch als normale Autos. Dies gilt insbesondere, wenn das Auto für Stadtfahrten und kleine und mittlere Fahrzeuge verwendet wird.

Elektrothermischer Antrieb
Der Hauptvorteil von Hybridfahrzeugen besteht in der Beseitigung der Mängel, die aus dem Stillstand resultieren (der bei herkömmlichen endothermen Kraftfahrzeugen durch Reibung und den ersten Gang umgesetzt wird), die den physikalischen Trägheitsgesetzen unterworfen sind, die ein Drehmoment selbst bei einer Drehzahl nahezu erfordern Null, während der zyklische Wärmemotor ein Mindestdrehzahlregime benötigt, um ein Drehmoment ungleich Null bereitzustellen. Die Dampfmaschine und die Elektromaschine stellen beim Anfahren aus dem Stillstand keine besonderen Probleme dar, im Gegensatz zu endothermen Motoren, die eine solche Kritikalität aufweisen (die zu Beginn des Automobils die größte Bremse für ihre Entwicklung darstellte).

In dem Fahrzeug mit gekoppeltem endothermem Motorstart mit elektrischem Start sind die beiden Motoren geeignet, da sie genau diese komplementären Eigenschaften aufweisen. Der Verbrennungsmotor wandelt die chemische Energie des Kraftstoffs (von beträchtlicher Energiedichte und leicht aus dem Versorgungsnetz zu beschaffen) mit einem akzeptablen Wirkungsgrad um, insbesondere in einigen Betriebspunkten (bei niedrigen Drehzahlen ist der elektrische Wirkungsgrad effizienter, bei hohem Endothermiegrad). .

Der Elektromotor wandelt stattdessen mit größerer Effizienz und Vielseitigkeit eine an Bord verfügbare Energie in kleineren Mengen um. Jede elektrische Maschine selbst kann in der Traktion und in der Erzeugung arbeiten (und auch in beide Richtungen), und daher versucht jedes Hybridfahrzeug, die Geschwindigkeit des “Bremsens” mit dem Elektromotor (“elektromotorische Gegenkraft”) durch das KERS-System zu nutzen ), die ansonsten in Form von Wärme in den Bremsen abgegebene Energie erzeugt. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit, den endothermen Motor auch bei hohen Geschwindigkeiten über kurze Distanzen vom elektrischen in den Beschleunigungsbedarf zu unterstützen.

Elektrische Energie kann mit verschiedenen Geräten gespeichert werden, die auch gleichzeitig verwendet werden können.

Batterien: Sie haben eine geringere Energiedichte als Kraftstoff, sie können so dimensioniert werden, dass sie maximale Energie sammeln, maximale Leistung austauschen oder einen Kompromiss zwischen den beiden Extremen eingehen. Die Batterien arbeiten mit elektrochemischen Prozessen, die in ihnen verteilt sind, und es ist nicht trivial, alle Bedingungen, beispielsweise die Temperatur, zu kontrollieren, um den Zerfall von Elektroden und Elektrolyten so weit wie möglich zu begrenzen.
Superkondensatoren: Im Vergleich zu Batterien haben sie eine geringere Energiedichte, können aber höhere Leistungen abgeben und empfangen. Sie basieren auf einem besser kontrollierbaren physischen Prozess.
Elektrisch betriebene Schwungräder: Die Energie wird als kinetische Energie eines Schwungrads gespeichert, das von einer elektrischen Maschine angetrieben wird. Es handelt sich um einen vollständig mechanischen Prozess, der andere Steuerungsprobleme aufweist.

Abhängig vom Hybridisierungsgrad (Leistung des elektrischen Antriebs in Bezug auf die installierte Gesamtleistung) und der Kapazität des Hybridantriebssystems zur Speicherung von Strom werden einige Hybridisierungsgrade informell definiert:

Hybridisierung voll (Vollhybrid), wenn das elektrische System z. B. in der Lage ist, das Fahrzeug in einem standardisierten Fahrzyklus voranzutreiben, wobei die Autonomie der Batterien außer Acht gelassen wird
leichte Hybridisierung (Mild-Hybrid), wenn die rein elektrische Betriebsart nicht für einen vollen Fahrzyklus normalisiert werden kann
Minimal-Hybridisierung (Minimal-Hybridisierung), normalerweise verwechselt mit dem traditionellen Antrieb mit Start- und Stopp-System, gekennzeichnet durch einen abnehmenden Abstand im rein elektrischen Modus und einen abnehmenden Hybridisierungsgrad.

Fahrzeuge mit Stopp-und-Start-Funktion werden auch fälschlicherweise als “Mikrohybride” bezeichnet. Diese für viele Hybridfahrzeuge typische Funktion wird jedoch mit herkömmlichen Komponenten und sicherlich nicht mit einem anderen Antriebssystem erreicht.

Es gibt zwei Hauptkonstruktionen für die Integration eines thermischen Motors und einer elektrischen Maschine: Serienhybrid und Parallelhybrid. Die Kombination der beiden führt zum gemischten Hybrid.

Hybrid-Serie
Diese auch als “Range Extender” bezeichnete Technologie ist der in dieselelektrischen Lokomotiven verwendeten sehr ähnlich. Bei diesem Typ ist die Wärmekraftmaschine nicht mit den Rädern verbunden. Sie hat die Aufgabe, den Strom zu erzeugen, um den Elektromotor anzutreiben, der ihn in Bewegung umwandelt, während die überschüssige Energie zum Aufladen der Batterien verwendet wird.

In Zeiten, in denen viel Energie benötigt wird, wird diese sowohl von der Wärmekraftmaschine als auch von den Batterien bezogen. Da Elektromotoren in der Lage sind, mit einem großen Drehzahlbereich zu arbeiten, kann durch diese Struktur der Bedarf an komplexen Getrieben entfallen. Aus diesem Grund würde es die Verwendung von effizienteren Turbinentriebwerken anstelle von Alternativen ermöglichen, in der Tat ändert sich der Wirkungsgrad alternativer Verbrennungsmotoren mit der Änderung der Drehzahl, in den Hybridsystemen werden die Umdrehungen des Wärmemotors eingestellt zu jeder Zeit maximale Effizienz ohne Beschleunigung oder Verzögerung; Diese Eigenschaft würde von dem Turbinentriebwerk mit noch höherer Effizienz ausgenutzt. Unter dieser Voraussetzung und zum Ausgleich der weiteren Energietransformation kann ein Wärmemotor (Generator) verwendet werden, der im Vergleich zu den Gesamtzuständen ein sehr enges Ausnutzungs- / Betriebsbereich hat und aus diesem Grund einen höheren Wirkungsgrad als die klassischen Wärmemaschinen aufweist. Zumindest in diesem Bereich von Regimen, dann idealerweise ein Turbinentriebwerk.

In einigen Prototypen sind kleine Elektromotoren für jedes Rad installiert. Der wesentliche Vorteil dieser Konfiguration besteht darin, dass sie die an jedes Rad gelieferte Leistung steuern kann. Ein möglicher Zweck könnte darin bestehen, die Traktionskontrolle zu vereinfachen oder den Allradantrieb einzufügen / zu deaktivieren.

Der Hauptnachteil der Serienhybride ist die erhebliche Verringerung des Wirkungsgrads im Vergleich zu den einzigen thermischen Motoren bei hohen und konstanten Geschwindigkeiten (z. B. 130 km / h auf der Autobahn). Dies liegt daran, dass bei der thermoelektrischen Bewegungsumwandlung ein Teil der Energie verloren geht, während dies bei einer direkten Übertragung nicht der Fall wäre. Dieser Nachteil ist beim Parallel-Hybrid nicht vorhanden. Die Hybridserie ist die effizienteste für Fahrzeuge, die ein kontinuierliches Bremsen und Gehen erfordern, für Fahrzeuge im Stadtverkehr, für Busse und Taxis sowie für einige schwere Arbeitsfahrzeuge wie Terex 33-19 “Titan”, Hitachi EH5000 ACII und Liebherr T 282B und BelAZ 75710.

Viele Modelle von Serienhybriden sind mit einer Taste zum Abschalten der Wärmekraftmaschine ausgestattet. Die Funktion wird insbesondere für den Verkehr in verkehrsberuhigten Bereichen eingesetzt. Die Autonomie beschränkt sich auf die Akkuladung. Die Wärmekraftmaschine kann jedoch durch Drücken derselben Taste wieder aktiviert werden. Der thermische Motor wird auch während Stopps automatisch ausgeschaltet.

Parallelhybride
Diese Architektur gehört zu den meist genutzten in Hybridfahrzeugen. Es zeichnet sich durch einen mechanischen Kraftkopplungsknoten aus, bei dem beide Motoren (elektrisch und thermisch) ein Drehmoment an die Räder abgeben. Die Wärmekraftmaschine kann auch verwendet werden, um die Batterien bei Bedarf aufzuladen. Die Konstruktion des mechanischen Knotens und seine Position innerhalb des Antriebssystems dienen der Unterscheidung von parallelen Vorübertragungshybriden (Elektromotor vor dem Getriebe), Nachgetriebe (Elektromotor nach dem Getriebe) und Nachrädern (die beiden Achsen verfügen über Bei zwei mechanisch unabhängigen Motoren besteht die Kupplung daher aus der Straße). Das Parallelhybrid kann weiter nach dem Ausgleich der zwei Motoren bei der Leistungsbereitstellung klassifiziert werden. In den meisten Fällen ist zum Beispiel der Verbrennungsmotor der dominante Teil, und der Elektromotor hat die einfache Funktion, in Zeiten der Notwendigkeit (hauptsächlich beim Start, bei Beschleunigung und bei Höchstgeschwindigkeit) eine höhere Leistung bereitzustellen.

Die meisten Projekte kombinieren einen großen Stromgenerator und einen Elektromotor in einer einzigen Einheit, die sich häufig zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe anstelle des Schwungrads befindet und sowohl den Anlassermotor als auch die Lichtmaschine und das Schwungrad ersetzen. Normalerweise ist das Getriebe ständig automatisch (bedenken Sie, dass aufgrund des elektrischen Starts in jedem Fall der erste Gang wegfallen würde, in vielen Fällen der zweite, und in den neueren Formulierungen auch der dritte und der vierte Gang, die einen einzelnen Gang festlegen, wodurch die Notwendigkeit für jeden entfällt Art des Differentialgetriebes).

Der Vorteil liegt in der Beseitigung von niedrigen Gängen (die mehr Kraftstoff verbrauchen) und dem Verbrauch bei stillstehenden oder langsamen Rädern. Es ermöglicht auch geringere Auslenkungen, da der thermische Motor bei maximaler Geschwindigkeit durch den elektrischen Motor unterstützt werden kann (wenn auch nur für wenige Kilometer). Dadurch eignen sich Fahrzeuge eher für Stadtrhythmen als für lange Autobahnfahrten.

Mischhybride
Die Mischhybride zeichnen sich durch einen mechanischen Knoten wie im Parallelhybrid und einen elektrischen Knoten wie im Serienhybrid aus. Wie letztere verfügen sie über zwei elektrische Maschinen. Die konstruktive Art, eine solche Doppelkupplung zu realisieren, kann variieren. Ein relativ einfaches Beispiel ist die Architektur des Toyota Prius, die die mechanische Kopplung zwischen dem Wärmemotor, den beiden elektrischen Maschinen und der Achsantriebswelle durch die Kombination eines Planetengetriebes und eines Getriebes realisiert. Der Erfolg des Prius und anderer Toyota mit der gleichen Architektur (10 Millionen Autos von 1997 bis 2017) macht dieses System am weitesten verbreitet.

Energiemanagement
Die Steuerung der Energieflüsse zwischen den verschiedenen Wandlern (Verbrennungsmotor, Elektromotor (en), Getriebe) und Akkumulatoren (Batterien, Superkondensatoren) zur Reaktion auf einen gegebenen Leistungsbedarf (Drehmoment und Drehzahl) durch den Fahrer ist Aufgabe des überwachenden Steuergeräts . Diese für Hybridfahrzeuge typische Steuerung befindet sich in Bezug auf eine herkömmliche Drehmomentsteuerungsstruktur in einer Zwischenposition zwischen den Interpretationsalgorithmen des Fahrers (Transformation der Position der Beschleunigungs- und Bremspedale in der Drehmomentanforderung) und denjenigen, die das Individuum steuern Komponenten (Motoren, Getriebe, Bremsen). Die Verwaltungsalgorithmen

Die bisher entwickelten Energiemanagement-Algorithmen gehören zu zwei verschiedenen Kategorien mit der Möglichkeit gemischter Ansätze:

Heuristische Strategien, basierend auf der Übersetzung von Spezifikationen auf verschiedenen Ebenen und auf empirischen Regeln, die von den Erfahrungen der Designer vorgegeben werden
Optimierte Strategien basierend auf der Anwendung optimaler mathematischer Algorithmen.

Umweltprobleme

Kraftstoffverbrauch und Emissionsreduzierung
Das Hybridfahrzeug erzielt typischerweise eine höhere Kraftstoffwirtschaftlichkeit und geringere Emissionen als herkömmliche Verbrennungsmotorfahrzeuge (ICEVs), wodurch weniger Emissionen erzeugt werden. Diese Einsparungen werden hauptsächlich durch drei Elemente eines typischen Hybriddesigns erzielt:

Aus Gründen des Spitzenleistungsbedarfs sowohl auf den Motor als auch auf die Elektromotoren, führt dies zu einer kleineren Motorgröße, die eher für den durchschnittlichen Einsatz als für den Spitzenverbrauch ausgelegt ist. Ein kleinerer Motor kann weniger interne Verluste und weniger Gewicht haben.
Er verfügt über eine beträchtliche Batteriespeicherkapazität, um wiedergewonnene Energie zu speichern und wiederzuverwenden, insbesondere im Stop-and-Go-Verkehr, der für den Stadtfahrzyklus typisch ist.
Rückgewinnung erheblicher Energiemengen beim Bremsen, die normalerweise als Wärme verschwendet werden. Dieses regenerative Bremsen reduziert die Fahrzeuggeschwindigkeit, indem es abhängig von der Nennleistung des Motors / Generators einen Teil seiner kinetischen Energie in Elektrizität umwandelt.

Andere Techniken, die nicht unbedingt “Hybrid” -Funktionen sind, aber häufig bei Hybridfahrzeugen zu finden sind, sind:

Verwendung von Atkinson-Motoren anstelle von Ottomotoren zur Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs.
Motor abstellen, wenn der Verkehr anhält oder während des Ausrollens oder während anderer Stillstandszeiten.
Verbesserung der Aerodynamik (Ein Grund dafür, dass SUVs so schlecht verbraucht werden, ist der Luftwiderstand. Ein kastenförmiges Auto oder Lastkraftwagen muss mehr Kraft auf die Luft ausüben, wodurch der Motor stärker beansprucht wird und der Motor schwerer arbeitet.) Die Verbesserung der Form und der Aerodynamik eines Autos ist eine gute Möglichkeit, den Kraftstoffverbrauch zu verbessern und gleichzeitig das Fahrzeughandling zu verbessern.
Verwendung von Reifen mit geringem Rollwiderstand (Reifen wurden oft hergestellt, um ein ruhiges, geschmeidiges Fahren, einen guten Grip usw. zu ermöglichen, aber die Effizienz hatte eine niedrigere Priorität). Reifen verursachen mechanischen Widerstand, wodurch der Motor wieder härter arbeitet und mehr Kraftstoff verbraucht. Hybridautos können Spezialreifen verwenden, die stärker aufgepumpt sind als normale Reifen und steifer sind oder durch die Wahl der Karkassenstruktur und der Gummimischung einen geringeren Rollwiderstand aufweisen, während der akzeptable Grip erhalten bleibt und somit der Kraftstoffverbrauch unabhängig von der Kraftquelle verbessert wird.
Automatisches Antreiben der Klimaanlage, Servolenkung und anderer Hilfspumpen bei Bedarf; Dies reduziert die mechanischen Verluste im Vergleich zu einem kontinuierlichen Antrieb mit herkömmlichen Motorriemen.

Diese Eigenschaften machen ein Hybridfahrzeug besonders effizient für den Stadtverkehr, wo häufige Stopps, Leerlaufzeiten und Leerlaufzeiten auftreten. Darüber hinaus werden die Geräuschemissionen insbesondere bei Leerlauf und niedrigen Betriebsdrehzahlen im Vergleich zu herkömmlichen Motorfahrzeugen reduziert. Für den Dauereinsatz auf Hochgeschwindigkeitsstraßen sind diese Merkmale bei der Verringerung von Emissionen weniger nützlich.

Hybride Fahrzeugemissionen
Die Emissionen von Hybridfahrzeugen erreichen heute den von der EPA (Environmental Protection Agency) festgesetzten Wert. Die empfohlenen Werte für ein typisches Personenkraftwagen sollten 5,5 Tonnen CO2 entsprechen. Die drei beliebtesten Hybridfahrzeuge, Honda Civic, Honda Insight und Toyota Prius, setzten die Standards mit 4,1, 3,5 und 3,5 Tonnen sogar noch höher und zeigten damit eine deutliche Verbesserung der Kohlendioxidemissionen. Hybridfahrzeuge können die Luftemission smogbildender Schadstoffe um bis zu 90% und die Kohlendioxidemissionen um die Hälfte reduzieren.

Für den Bau von Hybridfahrzeugen wird mehr fossiler Kraftstoff als für konventionelle Autos benötigt, aber die Emissionen beim Fahren des Fahrzeugs werden dadurch mehr als aufgewogen.

Umweltauswirkungen von Hybridautobatterien
Obwohl Hybridautos weniger Kraftstoff verbrauchen als herkömmliche Autos, gibt es immer noch Probleme bezüglich der Umweltschäden der Hybridautobatterie. Heutzutage sind die meisten Hybridautobatterien eine von zwei Arten: 1) Nickelmetallhydrid oder 2) Lithiumion; Beide gelten als umweltfreundlicher als Batterien auf Bleibasis, die heute den größten Teil der Starterbatterien von Benzinfahrzeugen ausmachen. Es gibt viele Arten von Batterien. Einige sind weitaus giftiger als andere. Das Lithiumion ist das am wenigsten toxische der beiden oben genannten.

Die Toxizitätswerte und die Umweltauswirkungen von Nickel-Metallhydrid-Batterien, wie sie derzeit in Hybriden verwendet werden, sind laut einer Quelle viel niedriger als Batterien wie Blei-Säure oder Nickel-Cadmium. Eine andere Quelle behauptet, Nickel-Metallhydrid-Batterien seien viel toxischer als Bleibatterien. Auch das Recycling und die sichere Entsorgung von Batterien seien schwierig. Im Allgemeinen haben verschiedene lösliche und unlösliche Nickelverbindungen, wie Nickelchlorid und Nickeloxid, krebserzeugende Wirkungen bei Hühnerembryonen und Ratten bekannt. Die Haupt-Nickelverbindung in NiMH-Batterien ist Nickeloxyhydroxid (NiOOH), das als positive Elektrode verwendet wird.

Die Lithium-Ionen-Batterie hat aufgrund ihres Einsatzpotenzials in Hybridelektrofahrzeugen Beachtung gefunden. Hitachi ist führend in seiner Entwicklung. Neben der geringeren Größe und dem geringeren Gewicht bieten Lithium-Ionen-Akkus eine Leistung, die zum Schutz der Umwelt beiträgt, beispielsweise durch verbesserte Ladeeffizienz ohne Memory-Effekt. Die Lithium-Ionen-Batterien sind attraktiv, da sie die höchste Energiedichte aller wiederaufladbaren Batterien haben und eine Spannung erzeugen können, die mehr als das Dreifache der Nickel-Metallhydrid-Batteriezelle beträgt, und gleichzeitig große Mengen an Elektrizität speichern. Die Batterien erzeugen außerdem eine höhere Leistung (Steigerung der Fahrzeugleistung), eine höhere Effizienz (Vermeidung einer unnötigen Verwendung von Elektrizität) und bieten eine ausgezeichnete Haltbarkeit, verglichen mit der Lebensdauer der Batterie, die in etwa der Lebensdauer des Fahrzeugs entspricht. Darüber hinaus verringert die Verwendung von Lithium-Ionen-Batterien das Gesamtgewicht des Fahrzeugs und erzielt zudem eine um 30% bessere Kraftstoffwirtschaftlichkeit als Fahrzeuge mit Petro-Antrieb. Dies führt zu einer Verringerung der CO2-Emissionen und trägt somit zur Vermeidung der globalen Erwärmung bei.

Aufladung
Es gibt zwei verschiedene Ladestufen. Stufe 1 ist die langsamere Methode, da eine einphasige Steckdose mit 120 V / 15 A verwendet wird. Stufe zwei ist eine schnellere Methode. Bestehende Level-2-Geräte bieten Ladevorgänge von 208 V oder 240 V (bis 80 A, 19,2 kW). Es kann eine spezielle Ausrüstung und eine Anschlussinstallation für private oder öffentliche Einheiten erforderlich sein, obwohl Fahrzeuge wie der Tesla die Leistungselektronik an Bord haben und nur die Steckdose benötigen. Das optimale Ladefenster für Lithium-Ionen-Akkus beträgt 3-4,2 V. Das Aufladen an einer 120-Volt-Steckdose dauert mehrere Stunden, ein 240-Volt-Ladegerät dauert 1 bis 4 Stunden. Eine Schnellladung dauert etwa 30 Minuten, um eine Aufladung von 80% zu erreichen. Drei wichtige Faktoren – Entfernung beim Laden, Ladekosten und Ladezeit Damit der Hybrid mit elektrischem Strom betrieben werden kann, muss das Fahrzeug die Bremsung ausführen, um Strom zu erzeugen. Der Strom wird dann am effektivsten entladen, wenn das Auto beschleunigt oder eine Steigung hinaufsteigt. Im Jahr 2014 können Hybridbatterien für Elektroautos mit einer einzigen Ladung 70 – 130 Kilometer lang ausschließlich mit Elektrizität betrieben werden. Die Kapazität der Hybridbatterie reicht derzeit für ein vollelektrisches Auto von 4,4 kWh bis 85 kWh. Bei einem Hybridauto reichen die Batteriepakete derzeit von 0,6 kWh bis 2,4 kWh, was einen großen Unterschied bei der Verwendung von Strom in Hybridautos darstellt.

Rohstoffe erhöhen die Kosten
Die Kosten vieler seltener Materialien, die bei der Herstellung von Hybridautos verwendet werden, steigen in der bevorstehenden Zeit. Beispielsweise ist das Seltenerdelement-Dysprosium erforderlich, um viele der fortschrittlichen Elektromotoren und Batteriesysteme in Hybridantriebssystemen herzustellen. Neodym ist ein anderes Seltenerdmetall, das ein entscheidender Bestandteil von hochfesten Magneten ist, die in Permanentmagnet-Elektromotoren vorkommen.

Nahezu alle Seltenen Erden-Elemente der Welt stammen aus China, und viele Analysten glauben, dass eine Zunahme der chinesischen Elektronikfertigung insgesamt das gesamte Angebot bis 2012 verbrauchen wird. Darüber hinaus haben Exportquoten für chinesische Seltene Erden-Elemente zu einer unbekannten Menge geführt liefern.

Einige nicht-chinesische Quellen wie das fortgeschrittene Hoidas Lake-Projekt im Norden Kanadas sowie der Mount Weld in Australien befinden sich derzeit in der Entwicklung; Die Eintrittsbarrieren sind jedoch hoch und erfordern Jahre, um online zu gehen.

Kraftstoffverbrauch
Der Kraftstoffverbrauch von Hybridfahrzeugen beruht auf einigen Faktoren:

Reduzierung der Größe von Verbrennungsmotoren: Bei Fehlen eines Elektromotors hängt die maximal verfügbare Leistung von größeren Motoren ab, die mehr Leistung verbrauchen und mehr Kraftstoff verbrauchen. Wenn man sich hingegen auf einen Elektromotor verlassen kann, kann man einen Verbrennungsmotor einsetzen, der für mittlere Leistung ausgelegt ist und daher kleiner ist.
Verwendung des Atkinson-Zyklus, der eine höhere Energieeffizienz als der Otto-Zyklus bietet.
Der regenerative Bremsteil der Bremskraft ist elektromagnetisch und wandelt kinetische Energie in elektrische Energie um, die gespeichert werden kann.
Verbrennungsmotorabschaltung in Situationen, in denen die Leistung des Elektromotors ausreichend ist (z. B. Stau). Dadurch wird verhindert, dass der Verbrennungsmotor unterhalb des Punktes arbeitet, an dem ein niedriger nutzbringender Anteil vorhanden ist (Gesamtenergie – verbrauchte Energie).
Möglichkeit zur Erfassung von Sonnenenergie oder Windkraft.

Marketing
Die Automobilhersteller geben jedes Jahr rund 8 Millionen US-Dollar für die Vermarktung von Hybridfahrzeugen aus. Dank der gemeinsamen Anstrengungen vieler Automobilunternehmen hat die Hybridbranche Millionen von Hybriden verkauft. Hybridunternehmen wie Toyota, Honda, Ford und BMW haben sich zusammengetan, um den Verkauf von Hybridfahrzeugen zu forcieren, der vom Lobbyisten von Washington vorangetrieben wurde, um die Emissionen der Welt zu senken und weniger abhängig von unserem Ölverbrauch zu sein. Im Jahr 2005 lag der Umsatz über 200.000 Hybriden, aber im Nachhinein verringerte sich der weltweite Verbrauch für den Benzinverbrauch nur um 200.000 Gallonen pro Tag – ein winziger Bruchteil der 360 Millionen Gallonen pro Tag. Laut Bradley Bermans Autor von Driving Change – Ein Hybrid zu einem Zeitpunkt: “Die kalte Wirtschaft zeigt, dass die realen Dollars, mit Ausnahme eines kurzen Anstiegs in den 70er Jahren, bemerkenswert stabil und günstig blieben. Der Kraftstoff macht immer noch einen kleinen Teil davon aus die Gesamtkosten für den Besitz und den Betrieb eines persönlichen Fahrzeugs “. Andere Marketingtaktiken umfassen Greenwashing, die “ungerechtfertigte Aneignung von Umwelttugend”. Temma Ehrenfeld erklärte in einem Artikel von Newsweek. Hybride sind zwar hinsichtlich des Benzinverbrauchs effizienter als viele andere Benzinmotoren, aber umweltfreundlich und umweltfreundlich ist völlig ungenau. Hybridunternehmen haben lange Zeit, um wirklich umweltfreundlich zu werden. Laut Harvards Wirtschaftsprofessor Theodore Levitt heißt es, “Produkte verwalten” und “Kundenbedürfnisse erfüllen”, “Sie müssen sich an die Erwartungen der Verbraucher und die Erwartung zukünftiger Wünsche anpassen.” Dies bedeutet, dass die Menschen kaufen, was sie wollen, und wenn sie ein kraftstoffsparendes Auto wollen, kaufen sie einen Hybrid, ohne an die tatsächliche Effizienz des Produkts zu denken. Diese “grüne Myopie”, wie Ottman sie nennt, scheitert daran, dass sich die Vermarkter auf die Produktqualität und nicht auf die tatsächliche Wirksamkeit konzentrieren. Forscher und Analysten sagen, dass die Menschen von der neuen Technologie begeistert sind und weniger Füllungen benötigen. Zweitens finden die Leute es lohnend, das bessere, neuere, auffallendere und sogenannte umweltfreundlichere Auto zu besitzen. Zu Beginn der Hybrid-Bewegung erreichten die Automobilhersteller die jungen Leute, indem sie Prominente, Astronauten und beliebte Fernsehsendungen verwendeten, um Hybriden zu vermarkten. Dies machte die neue Technologie von Hybrids zu einem Status, den viele Menschen erhalten sollten, und ein Muss, um cool oder sogar die praktische Wahl für die Zeit zu sein. Mit den vielen Vorteilen und dem Status, einen Hybrid zu besitzen, ist es leicht zu glauben, dass es das Richtige ist, aber in der Tat ist es nicht so grün, wie es scheint.

Anreize
Im Mai 2014 hat die Stadt São Paulo das Gesetz 15 997/14 verabschiedet, das vorsieht, dass Elektroautos, Hybride und die in der Stadt eingelagerte Wasserstoffzelle 50% der IPVA zurückerhalten, was dem Teil entspricht, der in der Verantwortung des IPVA liegt Stadt, da die Steuer staatlich ist. Die Rendite der IPVA ist auf 10.000 R $ begrenzt und beträgt 5 Jahre. Das Auto kann nicht mehr als 150.000 US-Dollar kosten. Diese Fahrzeuge mit alternativem Antrieb werden ebenfalls von der Fahrzeugrotation in São Paulo ausgenommen. Das Rathaus hat 30 Tage Zeit, um das Gesetz zu regeln und zu beschreiben, wie es erfüllt wird. Die Gesetzgebung von São Paulo soll die Annahme einer ähnlichen Politik in anderen brasilianischen Städten fördern. Bis September 2014 nutzt die Bundesregierung noch Optionen, um eine Politik zu definieren, die Elektro- und Hybridautos im Land fördert. Im Juli 2013 unterbreitete der nationale Verband der Kraftfahrzeughersteller (Anfavea) dem Ministerium für Entwicklung, Industrie und Außenhandel (MDIC) den Vorschlag, den Verkauf und die Entwicklung dieser Modelle in Brasilien zu ermöglichen.

Adoptionsrate
Während die Akzeptanzrate für Hybridfahrzeuge in den USA heute gering ist (2,2% der Neuwagenverkäufe im Jahr 2011), ist dies im Vergleich zu 17,1% der Neuwagenverkäufe in Japan im Jahr 2011 zu verzeichnen und könnte im Laufe der Zeit sehr groß sein da mehr Modelle angeboten werden und die zusätzlichen Kosten aufgrund von Lern- und Skalenvorteilen sinken. Die Prognosen variieren jedoch stark. Zum Beispiel gab Bob Lutz, ein langjähriger Skeptiker gegenüber Hybriden, an, er gehe davon aus, dass Hybride “niemals mehr als 10% des US-amerikanischen Automobilmarktes ausmachen werden”. Andere Quellen erwarten auch, dass die Hybridpenetrationsraten in den USA für viele Jahre unter 10% liegen werden.

Zu den optimistischeren Ansichten aus dem Jahr 2006 gehört die Prognose, dass Hybride die Neuwagenverkäufe in den USA und anderswo in den nächsten 10 bis 20 Jahren dominieren würden. Ein anderer Ansatz von Saurin Shah untersucht die Durchdringungsraten (oder S-Kurven) von vier analogen (historischen und aktuellen) Hybrid- und Elektrofahrzeugen, um zu ermitteln, wie schnell der Fahrzeugbestand im Hybridfahrzeug hybridisiert und / oder elektrifiziert werden kann Vereinigte Staaten. Die Analoga sind (1) die Elektromotoren in US-amerikanischen Fabriken im frühen 20. Jahrhundert, (2) elektrische Diesellokomotiven auf US-Bahnen in der Zeit von 1920 bis 1945, (3) eine Reihe neuer Fahrzeugmerkmale / -technologien, die in den USA eingeführt wurden die letzten fünfzig Jahre und 4) Einkäufe von E-Bikes in China in den letzten Jahren. Diese Analoga deuten gemeinsam darauf hin, dass Hybrid- und Elektrofahrzeuge mindestens 30 Jahre brauchen würden, um 80% des US-Pkw-Bestandes zu erreichen.

Normen der Europäischen Union 2020-Verordnung
Das Europäische Parlament, der Rat und die Europäische Kommission haben eine Einigung erzielt, die darauf abzielt, die durchschnittlichen CO2-Pkw-Emissionen bis 2020 auf 95 g / km zu senken, heißt es in einer Pressemitteilung der Europäischen Kommission.

Laut der Veröffentlichung lauten die wichtigsten Details der Vereinbarung wie folgt:

Emissionsziel: Die Vereinbarung wird die durchschnittlichen CO2-Emissionen von Neuwagen ab 2020 auf 95 g / km reduzieren, wie von der Kommission vorgeschlagen. Dies ist eine Reduzierung um 40% gegenüber dem verbindlichen Ziel von 130 g / km für 2015. Das Ziel ist ein Durchschnitt für die Neufahrzeugflotte jedes Herstellers. OEMs können damit Fahrzeuge bauen, die weniger als der Durchschnitt ausgeben, und andere, die mehr ausstoßen. Ziel 2025: Die Kommission muss bis Ende 2015 ein weiteres Emissionsminderungsziel vorschlagen, das 2025 in Kraft treten soll. Dieses Ziel wird mit den langfristigen Klimazielen der EU im Einklang stehen. Supercredits für emissionsarme Fahrzeuge: Die Verordnung wird den Herstellern zusätzliche Anreize geben, Autos mit einem CO2-Ausstoß von 50 g / km oder weniger zu produzieren (elektrische oder Plug-in-Hybridautos). Jedes dieser Fahrzeuge wird 2020 als zwei Fahrzeuge gezählt, 1,62 1,621 im Jahr 2021, 1,33 im Jahr 2022 und dann als ein Fahrzeug ab 2023. Diese Supercredits helfen Herstellern, die durchschnittlichen Emissionen ihrer neuen Fahrzeugflotte weiter zu senken. Um zu verhindern, dass die Regelung die Umweltintegrität der Rechtsvorschriften untergräbt, wird es jedoch pro Hersteller eine Obergrenze von 2,5 g / km für den Beitrag geben, den Supercredits in jedem Jahr zu ihrem Ziel leisten können.