Wie funktioniert ein Hybrid-Auto?

Da die Automobilbranche besonders vom Klimawandel und der Energiewende betroffen ist, wird nach neuen Lösungen gesucht, um den CO₂-Ausstoß zu verringern. Elektroautos gelten als umweltfreundliche Alternative, doch manche Nutzer werden von Vorbehalten wie etwa einer eingeschränkten Reichweite abgeschreckt. Als Zwischenlösung können Hybrid-Autos gelten, die eine Mischung aus E-Auto und Verbrenner sind. Doch wie funktioniert ein Hybrid-Auto? Welche Arten von Hybrid-Autos gibt es? Und welche Vor- und Nachteile haben die Hybride?

Lesezeit: 6-7 Minuten

Inhalt:

1. Was ist ein Hybrid-Auto?
2. Welche Hybrid-Autos gibt es?
3. Wie funktioniert ein Hybrid-Auto-Antrieb?
4. Hybrid-Autos: die Vor- und Nachteile
5. Sind Hybrid-Autos umweltfreundlich?
6. FAQs

Hybrid-Autos (engl.: „Hybrid Electric Vehicles“, kurz: HEVs) sind eine Mischung aus E-Auto und herkömmlich angetriebenem Auto. Damit ein Auto als Hybrid gilt, muss es von mindestens einem Elektromotor und einem weiteren „Energiewandler“ angetrieben werden. Letzteres ist meistens ein Benzinverbrennungsmotor. Seltener gibt es auch Hybride, die mit Benzin- und Gasantrieb (Erdgas/Autogas) betrieben werden.

Wenn von einem Hybrid-Antrieb die Rede ist, ist also die Nutzung von zwei verschiedenen Antriebsarten gemeint. Fälschlicherweise wird diese Kombination manchmal aber auch als "Hybridmotor" bezeichnet.

Übrigens: Das Wort „hybrid“ bedeutet so viel wie „gemischt“ oder „aus zwei Quellen“ und stammt ursprünglich aus dem Griechischen.

a) Mikro-Hybrid

Streng genommen ist diese Variante gar kein Hybrid, da er keinen Elektromotor besitzt und der Anteil elektrischer Leistung für den Gesamtantrieb gleich null ist. Dennoch wird er auf dem Markt als Hybrid bezeichnet, weil er Kraftstoff spart. Zum einen, indem er die Rekuperation, also die Rückgewinnung von Strom, beim Bremsen nutzt. Zum anderen wird Kraftstoff durch eine integrierte Start-Stopp-Automatik gespart, welche den Motor beim Stillstand des Fahrzeuges ausschaltet.

b) Mild-Hybrid

Der Mild-Hybrid hat ebenfalls eine Start-Stopp-Automatik und eine integrierte Rekuperation, welche stärker ist als die vom Mikro-Hybrid. Was die beiden Varianten unterscheidet, ist, dass der Mild-Hybrid tatsächlich ein Hybrid-Auto ist, weil bei ihm ein Elektromotor verbaut ist. Dieser hilft dem Verbrennungsmotor sowohl beim Anfahren als auch beim starken Beschleunigen.

c) Voll-Hybrid

Wie alle vorher aufgelisteten Arten nutzt auch der Voll-Hybrid die Rekuperation sowie eine Start-Stopp-Automatik. Genau wie beim Mild-Hybrid hilft der E-Motor dem Verbrennungsmotor beim starken Beschleunigen und beim Anfahren.

Der eingebaute E-Motor bekommt seinen benötigten Strom allerdings nicht nur durch die Batterie, sondern auch durch überschüssige Energie des Verbrenners. Ist die Batterie fast leer, wird der E-Motor zum Generator und lädt sich beim Fahren mit dem Verbrenner wieder auf. Ein Voll-Hybrid kann, je nach Modell, kurze Strecken von ca. 60 Kilometern rein elektrisch fahren.

d) Plug-in Hybrid

Der Plug-in-Hybrid (engl.: „Plug-in Hybrid Electric Vehicle“, kurz: PHEV) ist im Grunde ein Voll-Hybrid mit externer Lademöglichkeit. Der Unterschied zwischen einem Voll-Hybrid und einem Plug-in-Hybrid ist, dass bei dieser Variante die Batterie im Auto deutlich größer ist und sich nicht komplett über Rekuperation oder überschüssige Energie des Verbrennungsmotors aufladen lässt. Deshalb müssen Plug-in-Hybrid-Fahrzeuge entweder zuhause oder an Ladesäulen aufgeladen werden.

Während Schnellladestationen das Auto innerhalb von rund 30 Minuten um bis zu 80 Prozent aufladen, kann die Ladedauer bei Nicht-Schnellladestationen wesentlich länger dauern. Bei rein elektrischen Fahrten von Plug-in-Hybriden können mittlerweile Strecken von über 100 Kilometern zurückgelegt werden.

e) Range-Extender (Reichweitenverlängerer)

Autos mit Range-Extender sind sehr selten und kommen im Vergleich zu den anderen Hybrid-Autos einem Elektroauto am nächsten. Denn ein Range-Extender fährt rein elektrisch mit dem E-Motor, welcher sich wie beim Plug-in-Hybrid zuhause und unterwegs aufladen lässt. Autos mit Range Extender können jedoch bei Bedarf einen kleinen Verbrenner dazuschalten, der die Batterie während des Fahrens auflädt. Zum Beispiel gibt es Range-Extender-Autos mit einem kleinen 9-Liter-Tank, wodurch bis zu 150 Kilometer bis zum nächsten Tank- bzw. Ladestopp überbrückt werden können.

Hybrid-Autos lassen sich nicht nur nach elektrischer Leistung, sondern auch nach Antriebsstruktur einteilen. Denn je nachdem, wie viele Motoren mit der Antriebsachse des Fahrzeugs verbunden sind, ist es ein anderer Antriebstyp. Bei Antrieben von Hybrid-Autos wird zwischen drei verschiedenen Typen unterschieden: seriell, parallel und leistungsverzweigt.

1. Serieller Hybrid-Antrieb
   Beim seriellen Hybrid-Antrieb ist der Elektromotor für den Antrieb zuständig. Der Verbrennungsmotor treibt lediglich den Generator an, der den Strom erzeugt.
2. Paralleler Hybrid-Antrieb
   Beim parallelen Hybrid-Antrieb ist die Antriebsachse des Fahrzeugs mit beiden Motoren verbunden und das Auto wird sowohl von dem E-Motor als auch dem Verbrenner gleichzeitig angetrieben. Wie hoch der Anteil des jeweiligen Motors am Gesamtantrieb ist, spielt dabei keine Rolle.
3. Leistungsverzweigter Hybrid-Antrieb (Mischhybrid)
   Der leistungsverzweigte Hybrid-Antrieb kann zwischen seriellem und parallelem Hybrid-Antrieb wechseln. Das Umschalten zwischen seriell und parallel kann vom Fahrenden selbst oder von einer Software übernommen werden. Mischhybride fahren besonders sparsam und leistungsstark, sind aber auch kostenintensiver als andere Hybrid-Antriebe.

(+) Spart Kraftstoff

Ein bedeutender Vorteil von einem Hybrid-Auto ist, dass weniger Kraftstoff benötigt wird. Zwar muss das Auto je nach Modell mit Strom aufgeladen werden, aber im Vergleich zu den Spritpreisen und den großen Tanks von Dieseln oder Benzinern ist ein Hybrid beim Tanken und Laden deutlich verbrauchsärmer.

(+) Geringerer Schadstoffausstoß

Durch den geringeren Verbrauch stoßen die Hybride auch deutlich weniger Schadstoffe aus. Außerdem können mit Hybrid-Autos durch eine sparsame und vorrausschauende Fahrweise die Emissionen im Vergleich zu normalen Verbrennern um bis zu 40 % gesenkt werden.

(+) Mehr Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen

Da Hybridfahrzeuge neben Benzin bzw. Diesel auch Strom nutzen, verringert sich die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen. Dies ist besonders bei steigenden Kraftstoffpreisen oder Lieferengpässen ein Vorteil.

(+) Geringerer Verschleiß des Verbrennungsmotors

Durch die Unterstützung des Verbrenners mittels Elektromotor wird insbesondere beim Anfahren und Beschleunigen der Verschleiß des Motors reduziert. Dies kann die zukünftigen Wartungskosten senken.

(+) Ideal für den Stadtverkehr

Ein Hybrid-Auto eignet sich ideal für den Stadtverkehr. Dort entfalten Rekuperation und Start-Stopp-Automatik ihre volle Wirkung. Verbrennungsmotoren arbeiten bei Geschwindigkeiten zwischen 50 und 90 km/h am effizientesten. Beim häufigen Anfahren und Beschleunigen in der Stadt kann der E-Motor den Verbrenner ideal unterstützen und dieser wird geschont.

(+) Leiser Betrieb

Im Elektromodus fahren Hybrid-Autos nahezu lautlos. Dies verbessert nicht nur den Fahrkomfort, sondern reduziert auch die Lärmbelastung für die Umwelt.

(-) Höhere Anschaffungskosten

Einer der größten Negativaspekte von Hybrid-Autos ist der Kostenfaktor. Durch den Einbau von herkömmlicher Technik und Elektrotechnik sind sie deutlich teurer. Zwar können die hohen Kosten bei idealer Nutzung des Hybrid-Fahrzeugs und durch den geringeren Verbrauch mit der Zeit ausgeglichen werden, doch der reine Kauf eines Hybrid-Fahrzeugs ist immer noch wesentlich teurer als der Kauf eines Benziners oder Diesels.

(-) Mehr Gewicht

Mehr Technik bedeutet nicht nur weniger Stauraum, sondern auch mehr Gewicht. Gerade in Bezug auf den Verbrauch von Hybriden spielt das erhöhte Gewicht durch E-Motor und große Batterien eine entscheidende Rolle. Besonders bei Langstrecken, wo Hybride eine begrenzte Reichweite aufweisen, die Rekuperation und Start-Stopp-Automatik geringen Einfluss haben und die Batterie „mitgeschleppt“ werden muss, schneiden Hybrid-Autos schlechter ab.

(-) Begrenzte Reichweite

Auch wenn die Reichweite kontinuierlich verbessert wird, ist sie bei normaler Fahrweise noch immer vergleichsweise niedrig. Rein elektrische Reichweiten von um die 60 Kilometer beim Voll-Hybrid sowie um die 100 Kilometer bei Plug-in-Hybrid-Fahrzeugen reichen nicht für das gewohnte Nutzungsverhalten von Autos. Dies ist auch eine Herausforderung, das die Elektromobilität betrifft.

(-) Eingeschränkte Lademöglichkeiten

Zwar funktioniert ein Hybrid-Auto auch ohne die Nutzung der Batterie, aber dies ist wenig effizient. Für den Erfolg von Hybrid-Fahrzeugen, genauso wie von Elektroautos allgemein, ist deshalb der weitere Ausbau von Lademöglichkeiten. Im September 2024 zeigte die Ladesäulenkarte der Bundesnetzagentur rund 145.000 Ladesäulen, wovon 31.000 Schnell-Ladesäulen waren (Quelle: Bundesnetzagentur). Der Ausbau wird zwar weiter vorangetrieben, aber ebenso steigt die Anzahl an E-Autos und Hybriden auf den Straßen. Zusätzlich kann das Laden bei Nicht-Schnellladestationen mehrere Stunden dauern, während herkömmliches Tanken nur um die fünf Minuten dauert.

Über die Umweltfreundlichkeit von Hybrid-Autos lässt sich streiten. Wird nur der Verbrauch der Hybride betrachtet, so sind diese umweltfreundlicher als Diesel oder Benziner. Doch wenn der gesamte Herstellungsprozess inkl. Materialien einbezogen wird, so werden für die Herstellung der großen Batterien wichtige Edelmetalle und Seltene Erden benötigt, deren Beschaffung große Mengen CO₂ verursacht.

Ein Beispiel:
Wenn ein Plug-in-Hybrid-Auto wenig für den Stadtverkehr, sondern primär für lange Strecken auf der Autobahn genutzt wird, verschlechtert sich dessen Klimabilanz. Doch wenn ein Plug-in-Hybrid vornehmlich rein elektrisch fährt, überwiegend im urbanen Umfeld verkehrt und mit Strom aus erneuerbaren Energien betankt wird, so verbessert sich seine Umweltbilanz enorm.

Die Umweltfreundlichkeit von Hybrid-Autos wird also viel durch das Nutzungsverhalten der fahrenden Person beeinflusst. Zusätzlich hängt die Umweltfreundlichkeit von Sprit- bzw. Strompreisen, dem genutzten Modell und vielen weiteren Faktoren ab. Deshalb sollten Sie sich vor einem Kauf ausreichend über erwartete Bedingungen und ideale Nutzungsmöglichkeiten informieren. Für weitere häufig gestellte Fragen in Bezug auf Hybrid-Autos haben wir Ihnen FAQ zusammengestellt.