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Autor:

Prof. Dipl.-Ing. Werner Klement, Hochschule Esslingen, Fakultät Fahrzeugtechnik

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Lektorat: Ute Eckardt
Herstellung: Katrin Wulst
Umschlagrealisation: Stephan Rönigk

ISBN 978-3-446-43494-3
E-Book ISBN 978-3-446-43625-1

Verwendete Schriften: SourceSansPro und SourceCodePro (Lizenz)
CSS-Version: 1.0

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Das Thema „Hybrid“ ist sehr präsent in der öffentlichen Diskussion. Die technischen Lösungen sind dabei unterschiedlich. Während man bei den europäischen Fahrzeugherstellern den Parallelhybrid favorisiert, ist Toyota einen völlig anderen Weg gegangen und ist mit einem elektrischen Getriebe in Leistungsverzweigung auf dem Markt stark vertreten.

Die Funktion und die zum Verständnis von leistungsverzweigten Konzepten notwendigen Grundlagen werden in diesem Buch hergeleitet und entwickelt. Im Gegensatz zu anderen Veröffentlichungen zum Thema Hybrid stehen nicht die elektrischen Maschinen im Fokus und auch nicht die technischen Details ausgeführter hybrider Antriebe, sondern die Systemanforderungen und die Grundlagen. Abgeleitet von den Anforderungen eines Fahrzeuges werden die Potentiale bei Einsatz zusätzlicher elektrischer Maschinen und die Möglichkeiten bei Verwendung dieser Komponenten aufgezeigt. Es soll Studierende und alle Interessierten in die Lage versetzen neue Antriebskonzepte, wie z. B. das Toyota Hybrid System (THS) zu verstehen und zu bewerten. Daher handelt es sich in erster Linie um ein Lehrbuch für Bachelor- und Masterstudierende, das aber auch für viele Praktiker der Automobilindustrie von Nutzen ist.

Der Fokus dieses Buches liegt nicht auf einzelnen technischen Leistungswerten, sondern auf dem Konzeptgedanken und den grundsätzlichen Zusammenhängen. Der interessierte Leser fragt sich sicher, warum ein Konzept wie das THS bisher nicht von anderen Herstellern aufgegriffen und in ähnlicher Form übernommen wurde, obwohl es bei der wichtigen Frage des Verbrauches eindeutig Vorteile aufweist. Es gibt sicher ökonomische Gründe, da völlig andere Entwicklungs- und Fertigungseinrichtungen benötigt werden. Eine Rolle spielen sicher auch kulturelle Punkte, wie die in der Fahrzeugindustrie praktizierte Geheimhaltung, die eine offene und kritische Diskussion über neue Lösungen verhindert. Beim THS hat das Prinzip „Zulieferer“, der seine eigenen Entwicklungen allen Herstellern anbietet und damit gleiche Technologien fördert, nicht funktioniert, da es bisher keinen Systemanbieter gibt. Ein weiterer Grund ist das allgemeine Verständnis von Getrieben mit Leistungsverzweigung. Diese gehören nicht zum Standardwissen im Maschinenbau und kombiniert mit E-Maschinen sind dies für einen PKW mit Verbrennungsmotor eine seither nicht bekannte Ausführungen des Antriebes. Ein interessantes Thema ist dabei die Übernahme der klassischen Getriebefunktionen durch das Hybridsystem. Wie in diesem Buch aufgezeigt wird, bedeutet Hybrid nicht nur eine Ergänzung mit neuen Funktionen zum bestehenden Antriebsstrang, sondern es können konventionelle Bauteile wie z. B. ein Automatgetriebe damit ersetzt werden. Solche gravierenden Änderungen sind schwierig zu verstehen, da sie ein komplettes Umdenken erfordern. Daher ist es nicht verwunderlich, wenn die allgemeinen Beschreibungen dieser Systeme mit Leistungsverzweigung sachlich oft nicht korrekt sind.

Mein Dank gilt dem Hanser Verlag für die Veröffentlichung des Buches und im Besonderen Frau Ute Eckardt, die als Lektorin viel zum Gelingen beigetragen hat. Ebenso bedanke ich mich bei Frau Katrin Wulst für die Gestaltung. Besonderer Dank gilt meiner Frau Brigitte für ihre Mithilfe und ihr Verständnis während der Entstehungsphase.

Ich hoffe, dass dieses Buch einen Beitrag zum besseren Verständnis des Themas „Hybrid“ leistet. Eine größere Beachtung aller Hybridkonzepte in der Entwicklung wäre wünschenswert. Ich wünsche Ihnen, lieber Leser, viele neue Erkenntnisse und viel Vergnügen bei der Lektüre.

Heidenheim im März 2017

Werner Klement

Formelzeichen	Bezeichnung	Einheit
A	Frontfläche	m²
b	Fahrzeugbeschleunigung	m/s²
c_W	Luftwiderstandsbeiwert	‒
f ; f_R	Rollwiderstandsbeiwert	‒
F	Kraft	N, kN
g	Fallbeschleunigung	9,81 m/s²
i	Übersetzung	‒
I	Regelbereich	‒
I	Stromstärke	A
K_A, K_B	Verlustbeiwert	‒
m	Masse	kg
M; M_A; M_B, M_C; M_VM; M_EM	Drehmoment	N · m
n	Drehzahl	1/s; 1/min
P	Leistung	W, kW
r_dyn	Dynamischer Reifenradius	m
t	Zeit	s
U	Spannung	V
v ; v_F	Geschwindigkeit	m/s; km/h
z_A; z_B	Zähnezahlen	‒
α	Steigungswinkel	°
η; η₀	Wirkungsgrad	‒
π	3,141 592 653 6 …	‒
ρ	Dichte	kg/m³
φ	Schnellgangfaktor	‒
χ	Rotationsmassenzuschlag	‒
ω	Winkelgeschwindigkeit	rad/s

Indizes: 1 Antrieb, 2 Abtrieb

B, K; A, C, D; E; F Abkürzungen für Kupplungen/Bremsen

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