Wat is een hybride auto? Soorten, schema's en hoe ze werken

Een hybride auto combineert een verbrandingsmotor (ICE) met een elektromotor, wat resulteert in een lager brandstofverbruik en minder uitlaatgassen. Hoe efficiënter het hybridesysteem, hoe krachtiger de accu’s die het nodig heeft — en dus hoe hoger de prijs. Hier lees je alles wat je moet weten over hoe hybride auto’s werken en wat ze onderscheidt.

Milde hybrides versus volledige hybrides: wat is het verschil?

Afhankelijk van de rol die de elektromotor in de aandrijflijn speelt, worden hybrides in twee hoofdcategorieën verdeeld: mild en volledig.

• Milde hybrides gebruiken de elektromotor als hulp voor de verbrandingsmotor. Een bekend voorbeeld is de Honda Insight hatchback. De elektromotor ondersteunt bij het accelereren, maar kan de auto niet op eigen kracht aandrijven.
• Volledige hybrides kunnen een bepaalde afstand uitsluitend op elektrische kracht afleggen, zonder dat de verbrandingsmotor draait. De Lexus RX 400h is een klassiek voorbeeld van dit type.

Er bestaat ook een derde, losjes gedefinieerde categorie die soms microhybrides wordt genoemd — een marketingterm voor voertuigen met een start-stopsysteem. Dit is echter in wezen slechts een geavanceerde dynamo en geen echte hybrideopstelling, aangezien er geen elektromotor koppel naar de wielen overbrengt.

De 3 belangrijkste hybride aandrijfschema’s

Hybride aandrijflijnen komen voor in drie fundamentele configuraties: serie, parallel en serie-parallel. Elk heeft zijn eigen kenmerken, voordelen en typische toepassingen.

1. Seriehybride

De seriehybride is de oudste configuratie, in 1899 uitgevonden door Ferdinand Porsche. In dit schema:

• De wielen worden volledig door een elektromotor aangedreven.
• Een verbrandingsmotor met kleine cilinderinhoud laat een generator draaien om elektriciteit op te wekken — hij drijft de wielen nooit rechtstreeks aan.
• Er is geen traditionele versnellingsbak of krachtige verbrandingsmotor nodig.
• Accu’s met grote capaciteit (meestal nikkel-metaalhydride) zijn vereist.

Dit schema komt tegenwoordig minder vaak voor in personenauto’s, maar wordt veel gebruikt in mijnbouwkiepwagens, bussen en locomotieven.

2. Parallelle hybride

In 1905 gepatenteerd door de Duitse ingenieur Henri Pieper, is de parallelle hybride veruit de meest gebruikte configuratie van vandaag. Het vormt de basis van vrijwel alle milde hybride voertuigen. Belangrijke kenmerken zijn:

• Een krachtige elektromotor (meestal 10–15 kW) ondersteunt de verbrandingsmotor tijdens het accelereren.
• De elektromotor recupereert en slaat ook energie op via regeneratief remmen.
• Er wordt meestal een CVT (continu variabele transmissie) of planetair tandwielstelsel gebruikt.
• Energiebronnen zijn onder meer lithium-ion- of lithiumpolymeeraccu’s.
• Er is een kleinere accucapaciteit nodig dan bij seriehybrides, wat de kosten lager houdt.

Honda koos voor een unieke aanpak door zijn CR-Z benzine-elektrische coupé uit te rusten met een handgeschakelde zesversnellingsbak. Sommige autofabrikanten onderzoeken ook supercondensatoren, die gedurende korte periodes een zeer hoog vermogen kunnen leveren, als alternatief voor conventionele accu’s.

3. Serie-parallelle hybride

De serie-parallelle configuratie combineert elementen van beide schema’s en wordt het best geïllustreerd door de Toyota Prius en Lexus-modellen met de “h”-aanduiding, allemaal aangedreven door Toyota’s eigen HSD-systeem (Hybrid Synergy Drive).

Hoe het werkt:

• Een planetaire transmissie laat de verbrandingsmotor en elektromotor samen of onafhankelijk van elkaar werken.
• De verbrandingsmotor drijft de wielen aan en voedt tegelijkertijd een generator.
• Er is geen traditionele versnellingsbak nodig — in plaats daarvan regelt de boordelektronica de snelheid van de motoren en de generator.
• Het resultaat is een ECVT (Electro Continuously Variable Transmission), die soepele en efficiënte krachtoverbrenging biedt.

Wat voor motoren gebruiken hybride auto’s?

De overgrote meerderheid van de hybride voertuigen gebruikt benzinemotoren, waarvan vele volgens de Atkinson-cyclus werken — een ontwerp met een kortere compressieslag dat het thermisch rendement verbetert en de uitstoot vermindert. Hierdoor presteren benzine-elektrische hybrides uitstekend op het gebied van zowel brandstofverbruik als milieu-impact.

Waarom zijn diesel-elektrische hybrides dan niet gangbaarder? Een paar belangrijke redenen:

• De grootste hybridemarkt — Noord-Amerika — kende van oudsher een lage acceptatie van personenauto’s op diesel.
• Dieselmotoren zijn duurder om te produceren dan benzinemotoren, wat de toch al aanzienlijke meerprijs van hybrides nog verder zou opdrijven.
• Benzinemotoren met Atkinson-cyclus behalen al een uitstekend rendement in combinatie met een elektromotor.

Dit is een vertaling. Je kunt het origineel hier lezen: https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4df5.html