27. Mai 2010

Hybridkonzepten auf den Zahn gefühlt

Hybridfahrzeuge kombinieren unterschiedliche Motoren miteinander. Dabei bestehen grosse Unterschiede bei der Auslegung des Gesamtpakets. In unserem Vergleich treffen die Hybrid-Urgesteine Honda Insight und Toyota Prius in ihrer neusten Version aufeinander. Für Garagisten und Endkonsumenten eine neue Fahrzeugkategorie mit Vor- wie auch Nachteilen.

Hybridkonzepten auf den Zahn gefühlt

Von Andreas SENGER

Seit 2009 hat Honda hierzulande über 1200 der zweiten Generation des Insight und Toyota über 2400 der dritten Generation des Prius verkauft (Statistik auto- schweiz). Beide «Ökoautos» finden im Vergleich zum Ausland eine grosse Fangemeinde. Entsprechend werden künftig Fahrzeuge mit zwei Antriebssystemen vermehrt in den Occasionshandel gelangen.
Dabei ist sowohl für Garagisten wie auch für Kunden wichtig, die Eigenarten der beiden meistverkauften Hybridfahrzeuge zu kennen und über die Tücken Bescheid zu wissen. Im direkten Vergleich zeigen die beiden Mitbewerber den Stand der Hybridtechnik und welche Einsatzmöglichkeiten sinnvoll sind.
Bei den meisten Fahrzeugen wandelt ein Verbrennungsmotor die chemische Energie der meistens flüssigen Treibstoffe (Benzin/Diesel) in Wärmeenergie um. Der Kolben transferiert den dadurch entstehenden Gasdruck im Zylinder in eine Kolbenkraft, welche an der Pleuelstange in mechanische Energie umgewandelt wird.
Auch bei den beiden hier vorgestellten Hybridfahrzeugen ist dies im Grundsatz so: Während der Insight ein Mildhybridsystem aufweist, dessen Elektromotor grundsätzlich für Zusatzdrehmoment beim Beschleunigen sorgt und kinetische Energie in elektrische Energie beim Verzögern umwandelt, weist der Prius ein komplexes, leistungsverzweigtes Hybridsystem auf. Dieses ermöglicht dem Priusfahrer sogar ein paar Kilometer rein elektrisch zu fahren.

Technisch unähnliche Brüder

Den Hauptantrieb übernehmen aber bei beiden Fahrzeugen nach wie vor Verbrennungsmotoren. Beim Insight verrichtet die Energieumwandlung vom fossilen Treibstoff in mechanische Energie ein Vierzylinder-Reihenmotor mit 1339 cm3 Hubraum, einer maximalen Leistung von 65 kW bei 5800/min und einem Drehmomentbestwert von 121 Nm bei 4500/min. Der Prius verfügt über ein hubraumstärkeres Aggregat: Aus 1798 cm3 Hubraum  werden maximal 73 kW Leistung bei 5200/min und 142 Nm Drehmomentbestwert bei 4000/min realisiert.
Obwohl beide Fahrzeuge mit ihren Fliessheckkarosserien optisch sehr ähnlich sind, verfolgen die beiden Autokonzerne unterschiedliche Hybridlayouts. Honda setzt auf einen von der Masse her leichteren Parallelhybrid, bei dem der Verbrennungsmotor und Elektro-/Generatormodul miteinander fix gekoppelt sind und die Kraft direkt an ein stufenloses Getriebe weitergeben.
Beim Prius wirkt der Verbrennungsmotor wie auch zwei Elektro-/Generatormodule auf einen Planetenradsatz. Die Antriebsleistungen und die -drehmomente werden addiert und an ein Reduktionsgetriebe mit fixer Übersetzung weitergegeben. Im Fahrbetrieb ist dieses Antriebslayout vom Fahrgefühl her vergleichbar mit einem CVT-Getriebe. Vorteil des Prius: Dank diesem Antriebslayout lässt sich das Fahrzeug ein paar Kilometer rein elektrisch (so lange die Batteriekapazität reicht) bewegen.
Grundsätzlich spürt der Fahrer die Unterschiede auch ohne technisches Know-how. Der Insight fährt sich wie ein konventionelles Fahrzeug mit CVT-Getriebe. Beim Anfahren gibt der ungeübte Fahrer zuerst zuviel Gas, die Motordrehzahl schnellt rasch hoch, verharrt auf der mittels Gaspedal vorgegebenen Drehzahl und die Reibkegelpaare stellen die optimale Getriebeübersetzung (anliegend an der Zugkrafthyperbel) ein.
In der Anzeigentafel des Insights wird beim Beschleunigen mittels analoger Uhr angezeigt, wie viel Zusatzdrehmoment der am Motor angeflanschte Elektromotor zuliefert (nur qualitative Aussage, maximal 10 kW). Beim Bremsen genügt ein sanfter Druck aufs Bremspedal und der Elektromotor arbeitet als Generator. Je nach Betriebszustand schaltet das Motorsteuergerät die Ventilbetätigung in eine spezielle Stellung: Dank gleichzeitig geöffneten Ein- wie auch Auslassventilen wird die Motorbremswirkung bis auf die Reibung des Kurbeltriebes eliminiert und ein quasi Elektrofahrbetrieb ermöglicht.

Zauberwort Rekuperieren

Die Umwandlung von Bewegungsenergie in elektrische Energie statt in Wärme (bei den Radbremsen) ist der grosse Vorteil der beiden Hybridkonzepte. Dank diesem Rekuperieren wird Energie für die anschlies­sende Fahrzeugbeschleunigung in den Batterien zwischengelagert. Beim Insight geschieht dies proportional zum Bremspedalweg. Je stärker die Verzögerung, desto höher ist die Generatorleistung.
Beim Prius spürt man als Fahrer den technischen Fortschritt. Das reibungslose Zusammenspiel der Antriebseinheiten ist hoch komplex und die Programmierung des Antriebsmanagements entsprechend aufwändig. Beim Fahren interessiert die Komplexität nicht. Erstaunt nimmt der Fahrer zu Kenntnis, dass je nach Gaspedalstellung das Fahrzeug bis zu 50 km/h rein elektrisch beschleunigt oder fährt (Elektromotoren mit maximal 60 kW), sofern die Hochspannungsakkus geladen sind.
Danach startet der Verbrennungsmotor mit einem sanften Ruck wie von Geisterhand gesteuert zu und gibt seine Leistung und Drehmoment ab. Je nach Fahrsituation geschieht dieser Start des Ottomotors schon bei geringeren Geschwindigkeiten (je nach Beschleunigungswunsch). Dass beim Einlegen des Retourganges der Prius elektrisch betrieben wird, nehmen die Fahrzeuginsassen dank hoher akustischer Isolation beinahe nicht wahr. Die Rekuperation geschieht beim Prius wie beim Insight über die Gaspedalstellung. Zusätzlich kann der Automatikwählhebel auf die Stellung «B» gestellt werden. Damit wird die Generatorbremswirkung beispielsweise beim Bergabfahren vergrössert und die Akkus schneller geladen.

Infotainement

Um den Lenker zu einem sanften Umgang mit den fossilen Ressourcen zu animieren, setzen beide Hersteller auf diverse Anzeigen. Nebst der Darstellung der aktuellen Energieflüsse (mit Pfeilen) werden im Prius die Verbräuche pro Minuten Fahrzeit in einem Balkendiagramm dargestellt. Die fortlaufende Aufführung der Verbrauchsstatistik sowie eine einfache Angabe, ob sparsam (Eco) oder sportlich (Power) gefahren wird, motiviert zum sorgsamen Umgang mit dem Gaspedal. Der Balken mit der aktuellen Systemleistung lässt sich bei den teureren Versionen sogar zusammen mit der Geschwindigkeitsangabe  via Headup-Display ins Sichtfeld (Windschutzscheibe) projizieren.
Beim Insight geht es bunt zu und her: Der Tacho wird bei sparsamer Fahrt grün und beim sanften Beschleunigen hellblau eingefärbt. Bei maximaler Beschleunigung wechselt er auf dunkelblau. Um den Fahrer noch mehr zu motivieren, werden zudem Blümchen verteilt. Beim Abstellen des Fahrzeuges wird die Fahrt vom Fahrzeug bewertet und der Ökopunktestand vergrössert oder verkleinert.

Öko versus Verkehrshindernis

Bei den Testfahrten ertappten wir uns ab und an, dass wir vor lauter Beachtung der Anzeigen und dem Suchen der optimalen Gaspedalstellung zur Verbrauchsminderung uns entweder vom Verkehrsgeschehen ablenken liessen oder schlicht als Verkehrshindernis im Weg standen. Verbrauchsgünstiges Fahren bei einem Hybridfahrzeug heisst konsequenterweise möglichst das Ausnützen der Elektromotorantriebskraft und sanftes Bremsen, um viel Energie rekuperieren zu können. Da bei beiden Fahrzeugen die relativ hohe Masse (Prius ab 1805 kg, Insight ab 1650 kg) im Widerspruch zum Anspruch des Ökomobils (je leichter, desto weniger Antriebs­energie) stehen, kommt man nicht darum herum, beherzt das Gaspedal zu bedienen. Die Verbrauchswerte der beiden Testfahrzeuge lassen sich trotz Winterbereifung sehen. Im Schnitt verbrauchte der Insight 5,2 l/100 km, der Prius begnügte sich mit 4,9 l/100 km.
Die auf dem Rollenprüfstand ermittelten EU-Verbrauchsangaben zeigen, dass beim Insight grundsätzlich eine 4 und beim Prius eine 3 vor dem Komma stehen müsste. Wenn die beiden Fahrzeuge aber im üblichen Strassenverkehr mit hohem Autobahnanteil eingesetzt werden, schmelzen die Verbrauchsvorteile des Hybridsystems dahin. Erst im Agglomerations- oder Stadtverkehr können die Vorteile des Rekuperierens, der Start-Stopp-Automatik und die Charaktertistik der Elektromotoren (hohes Drehmoment aus dem Stillstand und bei geringen Drehzahlen) ausgenützt werden. Auf der Autobahn arbeiten bei beiden vor allem die Verbrennungsmotoren.

Wichtig für Garagisten – Fazit

So lange die Hybridfahrzeuge noch über eine Werksgarantie verfügen, müssen sich Garagist wie auch Besitzer keine Gedanken über die Lebensdauer des Akkus machen. Sollte das Fahrzeug aber längere Zeit im Betrieb gehalten und auch von Nicht-Markenvertretern gehandelt werden, spielt die Lebensdauer der sündhaft teuren Batteriepakete eine grosse Rolle. Im Weiteren ist bei Arbeiten an den beiden Hybridfahrzeugen höchste Vorsicht geboten: Die Hochspannungsnetze des Hybridantriebes weisen bei beiden lebensgefährliche Hochspannungswerte auf.
Als Fazit unseres Vergleichs bleiben die Faszination des Hybridantriebes, die hochkomplexe Technik, die Preisgestaltung (Insight ab 29'800.– mit einfacherem System, Prius ab 38'900.– mit Hightech-Hybrid) und insbesondere beim Prius die Faszination des eingeschränkten Elektroantriebes (abhängig von vielen Parametern) in Erinnerung.
Da es sich bei Hybridfahrzeugen nur um einen Zwischenschritt zu einer nichtfossilen Fortbewegung auf vier Rädern handelt und Hybridsysteme nur dann Sinn machen, wenn der Einsatz vornehmlich im Agglomerations- und Stadtverkehr geplant ist, stellt sich für technisch Interessierte schon die Frage, ob nicht ein möglichst leichtes Fahrzeug mit ultrasparsamem Dieselmotor oder sogar Downsizing-Ottomotor sinnvoller ist.

 

 


 

Wichtig für Garagisten – Fazit

So lange die Hybridfahrzeuge noch über eine Werksgarantie verfügen, müssen sich Garagist wie auch Besitzer keine Gedanken über die Lebensdauer des Akkus machen. Sollte das Fahrzeug aber längere Zeit im Betrieb gehalten und auch von Nicht-Markenvertretern gehandelt werden, spielt die Lebensdauer der sündhaft teuren Batteriepakete eine grosse Rolle. Im Weiteren ist bei Arbeiten an den beiden Hybridfahrzeugen höchste Vorsicht geboten: Die Hochspannungsnetze des Hybridantriebes weisen bei beiden lebensgefährliche Hochspannungswerte auf.
Als Fazit unseres Vergleichs bleiben die Faszination des Hybridantriebes, die hochkomplexe Technik, die Preisgestaltung (Insight ab 29'800.– mit einfacherem System, Prius ab 38'900.– mit Hightech-Hybrid) und insbesondere beim Prius die Faszination des eingeschränkten Elektroantriebes (abhängig von vielen Parametern) in Erinnerung.
Da es sich bei Hybridfahrzeugen nur um einen Zwischenschritt zu einer nichtfossilen Fortbewegung auf vier Rädern handelt und Hybridsysteme nur dann Sinn machen, wenn der Einsatz vornehmlich im Agglomerations- und Stadtverkehr geplant ist, stellt sich für technisch Interessierte schon die Frage, ob nicht ein möglichst leichtes Fahrzeug mit ultrasparsamem Dieselmotor oder sogar Downsizing-Ottomotor sinnvoller ist.

 


 

Honda Insight

Testverbrauch: Mittel: 5,2 l/100 km; maximaler Verbrauch 5,8 l/100 km; kleinster Verbrauch 4,8 l/100 km.
EU-Normverbrauch 4,4/4,6/4,2 l/100 km; CO2: 101 g/km.
Motor: Vierzylinder-Reihenmotor, Bohrung x Hub: 73 x 80 mm; 1339 cm3; 65 kW/88 PS bei 5800/min; 121 Nm bei 4500/min.
Hybridsystem: Mild-/Parallelhybrid; bürsenloser Gleichstrom-Elektromotor: 10 kW/14 PS; Betriebsspannung 100,8 V, Masse Akku 20 kg; Nickel-Metallhydrid-Batterie mit 5,75 Ah.
Kombiniert: 72 kW/98 PS; 167 Nm.
Antrieb: Vorderrad, CVT-Getriebe.
Karosserie: Leergewicht ab 1276 kg, Gesamtgewicht 1650 kg; Länge x Breite x Höhe: 440 x 148 x 143 cm; Kofferaum 410 bis 585 Liter.
Fahrleistungen: 0-100 km/h 12,4 s; Höchstgeschwindigkeit 182 km/h.
Preis: ab Fr. 29'800.–; Testwagenpreis Fr. 31'900.–.

 


 

Toyota Prius

Testverbrauch:Mittel: 4,9 l/100 km; maximaler Verbrauch 5,4 l/100 km; kleinster Verbrauch 4,5 l/100 km.
EU-Normverbrauch 3,9/3,7/3,9  l/100 km; CO2: 89 g/km.
Motor: Vierzylinderreihenmotor, Bohrung x Hub: 80,5 x 88,3 mm; 1798 cm3; 73 kW/99 PS bei 5200/min; 142 Nm bei 4000/min.
Hybridsystem: Vollhybrid; Synchronläufer mit Permaneterregung: 2 Elektromotoren/Generatoren mit insgesamt 60 kW/82 PS, 207 Nm; Betriebsspannung 202 V, max. Spannung der Elektromotoren 605 V; Nickel-Metallhydrid-Batterie mit 6,5 Ah. Kombiniert: 100 kW/136 PS.
Antrieb: VR, stufenlose Übers. mit leistungsverzweigtem Planetenradsatz.
Karosserie: Leergewicht 1370-1420 kg, Gesamtgewicht 1805 kg; Länge x Breite x Höhe: 446 x 175 x 149 cm; Kofferaum 445 Liter.
Fahrleistungen: 0-100 km/h 10,4 s; Höchstgeschwindigkeit 180 km/h .
Preis: ab Fr. 38'900.–; Testwagen Fr. 51'330.–.

Bilderdownload:

SUCHEN

PROBEHEFT
BESTELLUNG

Telefon 043 499 18 60
Telefax 043 499 18 61
info@awverlag.ch

Kostenlose SHAB-Abfrage

Easy Monitoring

Diese Website verwendet Cookies, um die Nutzerfreundlichkeit zu verbessern. Durch die weitere Nutzung der Website stimmen Sie dem zu. Um mehr über die von uns verwendeten Cookies zu erfahren, können Sie unsere RICHTLINIEN FÜR DATENSCHUTZ UND VERWENDUNG VON COOKIES aufrufen.

OK