Plug-in-Hybridfahrzeuge (PHEV): Die Technik im Detail
Plug-in-Hybridfahrzeuge (PHEV) nutzen Batterien, um einen Elektromotor mit Energie zu versorgen, und einen anderen Kraftstoff, wie Benzin, um einen Verbrennungsmotor (ICE) anzutreiben. Die Batterien von PHEVs können über eine Haushaltssteckdose oder eine Ladestation, durch den Verbrennungsmotor oder durch rekuperatives Bremsen geladen werden. Das Fahrzeug fährt in der Regel elektrisch, bis die Batterie fast entladen ist, danach schaltet das Auto automatisch auf den Verbrennungsmotor um.
Schlüsselkomponenten eines Plug-in-Hybridfahrzeugs
- Batterie (Hilfsbatterie): In einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug liefert die Niedervolt-Hilfsbatterie den Strom zum Starten des Autos, bevor die Hochvoltbatterie aktiviert wird; sie versorgt auch die Fahrzeugaccessoires mit Strom.
- Ladeanschluss: Der Ladeanschluss ermöglicht es dem Fahrzeug, eine Verbindung zu einer externen Stromquelle herzustellen, um die Hochvoltbatterie zu laden.
- DC/DC-Wandler: Dieses Gerät wandelt den Hochvolt-Gleichstrom der Traktionsbatterie in Niedervolt-Gleichstrom um, der für den Betrieb der Fahrzeugaccessoires und das Laden der Hilfsbatterie benötigt wird.
- Elektrischer Generator: Erzeugt Strom aus den sich drehenden Rädern beim Bremsen und überträgt diese Energie zurück in die Traktionsbatterie. Einige Fahrzeuge verwenden Motorgeneratoren, die sowohl Antriebs- als auch Rückgewinnungsfunktionen übernehmen.
- Elektrischer Fahrmotor: Dieser Motor treibt unter Verwendung der Energie aus der Traktionsbatterie die Räder des Fahrzeugs an. Einige Fahrzeuge verwenden Motorgeneratoren, die sowohl Antriebs- als auch Rückgewinnungsfunktionen übernehmen.
- Abgassystem: Das Abgassystem leitet die Abgase des Motors durch den Auspuff nach außen. Ein Drei-Wege-Katalysator ist dazu ausgelegt, die Motor-Emissionen im Abgassystem zu reduzieren.
- Kraftstoffeinlass: Eine Düse an der Tankstelle verbindet sich mit der Aufnahme des Fahrzeugs, um den Tank zu befüllen.
- Kraftstofftank (Benzin): Dieser Tank speichert den Benzinvorrat an Bord des Fahrzeugs, bis er vom Motor benötigt wird.
- Verbrennungsmotor (Ottomotor): In dieser Konfiguration wird Kraftstoff entweder in das Ansaugrohr oder in die Brennkammer eingespritzt, wo er mit Luft vermischt wird. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird dann durch den Funken einer Zündkerze entzündet.
- Bordladegerät: Es nimmt den eingehenden Wechselstrom, der über den Ladeanschluss bereitgestellt wird, und wandelt ihn in Gleichstrom um, um die Traktionsbatterie zu laden. Es kommuniziert auch mit der Ladeeinrichtung und überwacht Batteriekenngrößen wie Spannung, Strom, Temperatur und Ladezustand während des Ladevorgangs.
- Leistungselektronik-Controller: Diese Einheit verwaltet den von der Traktionsbatterie gelieferten elektrischen Energiefluss und steuert die Geschwindigkeit des elektrischen Fahrmotors sowie das von ihm erzeugte Drehmoment.
- Thermisches System (Kühlung): Dieses System hält einen geeigneten Betriebstemperaturbereich für Motor, Elektromotor, Leistungselektronik und andere Komponenten aufrecht.
- Traktionsbatterie (Hochvoltbatterie): Speichert den Strom für die Nutzung durch den elektrischen Fahrmotor.
- Getriebe: Das Getriebe überträgt die mechanische Leistung vom Motor und/oder vom elektrischen Fahrmotor auf die Antriebsräder.