Bild Hy1 1902, Ferdinand Porsche am Steuer eines Lohner-Porsche-Benzin-Elektromobil-Kraftwagens vor seinem Eltern- und Geburtshaus in Maffersdorf [3]
Bild Hy2 GM Stir-Lec I auf Basis eines Opel Kadetts [5]
Bild Hy3 GM XP-883 [6]
Bild Hy4 Mazda EX 005 [7]
Bild Hy5 Entwurf eines BMW 2000 mit Verbrennungs- und Hydromotor [8]
Bild Hy6 Toyota Sports 800 [9]
Bild Hy7 VW Bus Prototyp Taxi mit Hybridantrieb [10]
Bild Hy8 Audi duo [11]
Bild Hy9 Elektro-Hybrid Golf II , Flottenversuch in Zürich, 1991-1993
Bild Hy10 Audi duo III [12]
Bild Hy11 Audi duo III [11]
Historie
Verweis von "Hybridfahrzeuge"
Aber auch andere Entwickler, z. B. Henri Pieper und Louis Antoine Kriéger [1], experimentierten zur selben Zeit mit Hybridantrieben. Henri Pieper u. a. meldete 1904 eine „Regelungsvorrichtung für mit Dynamomaschinen gekuppelte Explosionskraftmaschinen“ beim österreichischen Patentamt an [2]. Aus dem Inhalt der Patentschrift lässt sich vermuten, dass er bereits früher an Hybridantrieben gearbeitet hat.
Im Gegensatz zu heutigen Entwicklungszielen waren Emissionen und Kraftstoffverbrauch der Fahrzeugantriebe zum damaligen Zeitpunkt vermutlich nicht die Gründe für einen Hybridantrieb. Vielmehr galt es, die mangelnde Dauerhaltbarkeit der mechanischen Bauteile, z. B. der Getriebe, zu umgehen.
In den folgenden Jahren setzte sich insbesondere bei den Personenkraftwagen zunehmend der Verbrennungsmotor als alleiniger Antrieb durch, und die Elektro-, Hybrid- und Dampfmaschinenantriebe verschwanden vom Markt. Einer der letzten Hersteller für Hybridfahrzeuge aus dieser Zeit war die Marke Owen Magnetic, die bis 1921 Hybridfahrzeuge herstellte.
Abgesehen von vereinzelten Fahrzeugstudien und Behelfslösungen im Zuge der Kraftstoffknappheit nach dem zweiten Weltkrieg konzentrierte sich die Kraftfahrzeugentwicklung nahezu ausschließlich auf Verbrennungsmotoren. Erst als gegen Ende der 60er Jahre erstmals akute Probleme im Zusammenhang mit der Luftverschmutzung in einigen Metropolen auftraten und infolgedessen die ersten Abgasvorschriften erlassen wurden, wurde wieder verstärkt an Alternativen zu Otto- und Dieselmotoren geforscht. Neben Gasturbinenantrieben und Elektrofahrzeugen wurden auch neue Hybridantriebe entwickelt, denen jedoch die Serieneinführung verwehrt blieb.
Im Jahr 1968 stellte GM [4] seine Studie STIR-LEC I vor. Auf Basis des Opel Kadett wurde ein Hybridantrieb bestehend aus einem Stirlingmotor und einem Elektromotor aufgebaut ( Bild Hy2).
Nur ein Jahr später wurde von GM ein weiteres Konzeptfahrzeug in Amerika vorgestellt: Der XP-883 (Bild Hy3) basierte auf einem Vauxhall Chevette (ähnlich einem Chevrolet Chevette oder einem Opel Kadett City). Im Gegensatz zum Stir-Lec I befanden sich beide Motoren nun vorne, und als Verbrennungsmotor war ein kleiner 2-Zylinder Ottomotor mit 0,573l (35 inch3) Hubraum vorgesehen [6].
Die Firma Toyo Kogyo präsentierte auf einer Automobilausstellung in Tokio u. a. den Prototyp eines zukünftigen Stadtwagens vor: den Mazda EX 005 (Bild 4). Sein Antrieb war eine Kombination aus einem 2-Scheiben-Kreiskolbenmotor und einem Elektromotor mit 3kW [7]. Wie in Bild Hy4 zu erkennen, handelte es sich dabei eher um eine Konzeptstudie als um einen seriennahen Prototyp.
In Amerika kombinierten Victor Wouk und Charlie Rosen 1973 in einen 1972er Buick Skylark einen Mazda Wankelmotor und einen Elektromotor. Das Fahrzeug übertraf die damals gültigen Abgasnormen, verbrauchte 7,84 l/100km (30 mpg) und erreichte eine Höchstgeschwindigkeit von 137 km/h (85 mph). Der Versuchsträger wurde im Rahmen des „Federal Clean Car Incentive Program“ gefördert.
Zu den Problemen im Zusammenhang mit der Luftverschmutzung durch Autoabgase kam Mitte der 70er Jahre noch die Ölkrise hinzu, so dass verbrauchsärmere Antriebe einen weiteren Schub erhielten.
Wie an zahlreichen anderen Universitäten wurde auch an der TU Berlin an alternativen Antrieben geforscht. Unter anderem wurde damals an einem Fiat mit Elektro- und Hydroantrieb und an einem BMW 2000 mit Verbrennungs- und Hydromotor gearbeitet [8], Bild Hy5.
Eine weitere interessante Antriebskombination stellte 1977 die Firma Toyota vor: einen Sports 800 mit einer Gasturbine und einem Elektromotoren (Bild Hy6). Gasturbinen galten damals durchaus als eine Alternative zu Otto- und Dieselmotoren.
Im gleichen Jahr präsentierte VW anlässlich einer Ausstellung des „Museum of Modern Art“ in New York ein VW Bus Taxi mit einem Ottohybridantrieb, Bild Hy7.
Im Jahr 1989 präsentierte Audi die erste von drei Generationen des Audi duo. Es handelte sich hierbei um einen Audi 100 Avant quattro mit einem 12,6 PS (8,8 kW) Elektromotor, der an der Hinterachse für den Antrieb sorgte. Die elektrische Energie stellte eine Nickel-Cadmium-Batterie zur Verfügung. Der Vorderachse wurde von einem 2,3-Liter-Fünfzylinder mit 136 PS (100 kW) angetrieben, Bild Hy8.
Die zweite Generation des Audi duo folgte zwei Jahre später. Die Leistung des Drehstrom-Elektromotors wurde auf 28,6 PS (20,6 kW) gesteigert. Der 2,0-Liter-Vierzylinder Dieselmotor war nun über ein Torsen-Differenzial ebenfalls mit der Hinterachse verbunden.
Zwischen 1991 und 1993 führte VW einen Flottenversuch mit 20 Golf II-Parallelhybrid-Fahrzeugen in Zürich durch, Bild Hy9. Vor Ort wurde das Projekt von der ETH Zürich betreut. Zum Einsatz kam ein 1,6 l Vierzylinder-Dieselmotor mit 44kW und eine Elektromaschine mit
7 kW. Acht Fahrzeuge wurden mit einem Blei-Gel Akku und jeweils sechs mit Nickel-Cadmium und Natrium-Schwefel ausgerüstet. Der Verbrauch der Fahrzeuge in einem zuvor definierten Fahrzyklus (Züricher Stadtzyklus, 41 Ampeln auf 10,3 km) lag bei 3,8 l/100km und 21,7 kW elektrische Leistung [12], ein Serien-Golf-Diesel kam auf 8,6 l Diesel. Als Probleme wurden die mangelnde Zuverlässigkeit, Lebensdauer und Speicherkapazität der getesteten Akkus genannt.
Im Jahr 1997 präsentierte Audi die dritte und letzte Generation des Audi duo, Bild Hy10, Bild Hy11. Zum Einsatz kam ein 1,9-Liter-TDI mit 90 PS (66 kW) und ein Elektromotor mit 29 PS (21 kW). Beide Antriebe wirkten nun auf die Vorderachse. Als elektrischer Energiespeicher kam ein Blei-Gel-Akkumulator zum Einsatz. Der Hubraum des Verbrennungsmotors sank abermals auf nunmehr 1,9 l. Das Fahrzeug auf der Basis des A4 Avant konnte für 60.000 DM gekauft bzw. geleast werden. Streng genommen ist Audi somit der erste europäische Hersteller eines Hybridfahrzeugs in Serie. Aufgrund des extrem hohen Kaufpreises hielt sich die Nachfrage in Grenzen, so dass die Produktion bereits einige Monate später eingestellt wurde.
Noch im selben Jahr (1997) begann Toyota mit dem Verkauf des ersten Prius in Japan. Mit 323 Kunden war auch dieses Fahrzeug anfangs kein Verkaufsschlager, doch bereits im folgenden Jahr stiegen die Verkaufzahlen auf 17.653 Einheiten.
Gegen Ende 1999 wurde auch von Honda ein Hybridfahrzeug auf den Markt gebracht. Der Insight konnte zunächst nur in Japan und den USA gekauft werden. Sein Antrieb besteht aus einem 3-Zylinder-Ottomotor und einem Elektromotor auf der Kurbelwelle.
Einen ersten Modellwechsel beim Prius gab es Ende 2000: Der Prius I ging in Serie [9]. Doch erst mit dem Prius II, der 2003 auf den Markt kam, setzte das öffentliche Interesse an Hybridantrieben ein. Die Verkauferfolge in den USA und Japan sowie die gestiegene Sensibilität bezüglich CO2-Emissionen führten schließlich dazu, dass alle namhaften Fahrzeughersteller mit der Serienentwicklung von Hybridantrieben für PKW begannen.
[1] „Electric Vehicle-Technology and Expectations in the Automobile Age“, The
[2] Henri Pieper: „Regelungsvorrichtung für mit Dynamomaschinen gekuppelte Explosionskraftmaschinen.“, Patentschrift Nr. 21202, Kais. Königl. Österreichische Patentamt, 1905
[3] Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG, Historisches Archiv, 2007
[4] Rajashekara, K.: „History of electric vehicles in General Motors", Industry Applications Society Annual Meeting, 1993, Conference Record of the 1993 IEEE
[5] Car Craft: „An electric Car that makes its own electricity", August 1969
[6] J. P. Norbye, J. Dunne: „ ... and a Commuter Car with
[7] Hrsg. Prof. Dr. Ing. Werner Rixmann: „Toyo Kogyo zeigte neue Verwendung des Kreiskolbenmotors Bauart NSU-Wankel”, ATZ, Dezember 1970
[8] M. Christian: „Verringerte Schadstoffemission durch Hybridantrieb”, ATZ, Januar 1974
[9] Dr. T. Yaegashi: „The History of Hybrid Technology“, AutoTechnology, Vieweg Verlag/GWV Fachverlags GmbH, Wiesbaden, 2005
[10] VW: „Volkswagen-Taxi mit Hybridantrieb“, 1977, Wolfsburg
[11] www.audi.de: „Audi Q7 hybrid concept 15 Jahre Pionierarbeit“, 2007
[12] Presseinformation vom 08.11.1993: „Abschluß des Volkswagen-Hybrid-Versuchs in Zürich“, VW, Wolfsburg, 1993
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