Tyota Prius hybrid Zoom

Hybridtechnik: Toyota bringt Lithium-Ionen-Batterien

Wenn Toyota als Hybrid-Marktführer Dinge ändert, ist das oft richtungsweisend, denn keiner hat hier mehr Erfahrung. Jetzt bringen die Japaner die nächste Hybridgeneration mit Lithium-Ionen-Batterien.

17 Jahre ist es her, dass Toyota auf der Tokyo Motor Show den ersten Prototyp des Prius Hybrid präsentierte. Zwei Jahre später ging das erste Serienauto in Japan an einen Kunden. Nach Deutschland kam der Prius 2001. Wer damals einen kaufte, bewies noch Sinn für Exklusives. Nicht mal 400 Autos ließen sich im ersten Jahr hierzulande an den Mann bringen. Heute blickt Toyota auf weltweit 3,5 Millionen verkaufte Hybride zurück – und auf einen immensen Erfahrungsschatz.

Um so interessanter erscheint das, was die Japaner in naher Zukunft vorhaben. Vor allem in Sachen Speichertechnik, denn Toyota verfügt schließlich über eigene Batteriewerke. Zuletzt betrug deren Produktionskapazität 1,1 Millionen Nickel-Metallhydrid-Batterien pro Jahr. Solche NiMH-Speicher bauen die Japaner auch in den ab Juni verfügbaren Yaris Hybrid ein. Platziert wird der Akku unter der Rückbank. Er ist leichter und kleiner als die Batterien, die bislang im klassenhöheren Prius verbaut waren. Das alleine reicht aber nicht im Kleinwagensegment. Abspecken ist angesagt, auch unter der Haube. So baut der im Hybridmodell verwendete 1,5-Liter-Verbrennungsmotor um 51 Millimeter kürzer als der im Prius verwendete Benziner mit 1,8 Liter Hubraum. Zudem wiegt er fast 17 Kilo weniger. Der gesamte Antriebsstrang im Yaris Hybrid bringt nur noch 201 Kilogramm auf die Waage.

Der Hybridantrieb des Yaris wiegt 20 Prozent weniger als im Prius

Der des Prius wiegt 243 Kilo, doch auch in dieser Baureihe gibt es Neues: Im Siebensitzer Prius+ (verfügbar ab Sommer) wird anstatt einer NiMH-Batterie ein Lithium-Ionen-Akku die Energie speichern. Möglich wird dies durch eine Liefervereinbarung mit Panasonic. Der weltgrößte Konzern für Konsumelektronik hatte im vergangenen Herbst hierfür einen Großauftrag von Toyota erhalten.

Der Akku sitzt zudem nicht im Heck des Fahrzeugs, sondern unter der Konsole zwischen den Vordersitzen. So konnte Toyota an anderer Stelle Platz schaffen. Der Prius+ wird höher (15 Millimeter), breiter (50 Millimeter) und auch länger (730 Millimeter) als der Prius, nutzt aber den gleichen Antriebsstrang. Im Spätsommer dann wagt sich Toyota mit seinen Hybriden auf ganz neues Terrain. Mit dem Plugin kommt erstmals ein Prius auf den Markt, dessen Energiespeicher Strom aus jeder haushaltsüblichen Steckdose ziehen kann.

Drei Viertel der zurückgelegten Strecken sind kürzer als 25 Kilometer

Auch hierbei verfolgen die Japaner die gleiche Batteriestrategie wie beim Prius+. Ein Lithium-Ionen-Akku mit 4,4 kWh Kapazität ersetzt die 1,3 kWh fassende NiMH-Batterie des Standard-Prius. 90 Minuten sind als Ladezeit angesagt. Die rein elektrische Reichweite soll 25 Kilometer betragen. Das erscheint auf den ersten Blick nicht viel, auf den zweiten aber gerade genug, um den logistischen Alltagswahnsinn eines Familienhaushalts zu bewältigen. Schule, Freunde, Sportverein oder Musikunterricht – wer Kinder hat, kennt sich aus mit Tourenoptimierung. "Wir müssen einfach mal die Ingenieursbrille absetzen und nicht ständig fragen, was Technik heute leisten kann, sondern danach, was der Kunde eigentlich braucht", sagt Markensprecher Henning Meyer.

Vom Bundesamt für Straßenwesen wisse Toyota, dass etwa drei Viertel aller Strecken, die täglich in Deutschland zurückgelegt werden, kürzer als 25 Kilometer sind. Den Antriebsstrang mit Verbrennungsmotor, Elektromotor und Generator haben die Japaner im Vergleich zum bisherigen Prius nicht verändert. Die Gesamtleistung von 136 PS ist identisch. Davon entfallen 82 PS auf den Elektromotor. Genau genommen hilft der Verbrennungsmotor also dem Stromer und nicht umgekehrt. Bei einer kombinierten Gesamtreichweite von 1.000 Kilometern spricht auch nichts gegen eine Fahrt in den Urlaub. Dort aber droht der Teufel im Detail. Europaweit, so haben Nachforschungen von Toyota ergeben, lauern nicht weniger als 14 verschiedene Steckervarianten auf stromdürstende Kunden. Passende Adapter für jedes europäische Land müssen nun die Toyota-Händler vorhalten. Damit wird klar, wo der Schuh drückt: Hybridtechnik aus Japan ist schon weit fortgeschritten. Die Standardisierung von Ladetechnik in Europa dagegen noch lange nicht.

Verbrennungs- und Elektromotor: Geben und nehmen

Ein Hybridfahrzeug wirkt deshalb so ungewöhnlich, weil sein Antriebsstrang Komponenten aufweist, die im klassischen Verbrenner nicht verbaut sind. Das sind vor allem der Elektromotor und der Generator sowie zur Leistungsverzweigung ein sogenanntes Planetengetriebe. Ungewohnt ist auch die meist oben auf dem Elektromotor sitzende Steuereinheit (Inverter/Konverter). Diese hat die Aufgabe, Spannungen umzuwandeln und Strom wechsel- oder gleichzurichten. Hinzu kommt als wesentliches Bauteil die Speicherbatterie. Im Gegenzug fallen relativ wartungsintensive Komponenten weg: Ein Hybridfahrzeug benötigt kein schweres Normalgetriebe und auch keine Kupplung. Ebenso entfallen Anlasser und Lichtmaschine. Deren Aufgaben übernimmt der Generator.

Brennstoff zelle plus Hybrid

Auf der Tokyo Motor Show im Dezember 2011 hat Toyota den Prototyp eines neuen Brennstoffzellen-Hybriden vorgestellt. Schon 2015 soll die Limousine in Serie gehen. Toyota sieht darin aber keine Entscheidung zugunsten der Wasserstofftechnik oder gegen den batterieelektrischen Antrieb. Entwickelt werde in beide Richtungen: "Nach derzeitigem Stand der Technik ist der Antrieb über eine Batterie bei kürzeren Wegstrecken günstiger. Geht es um längere Reichweiten, ist die Brennstoffzelle die bessere Variante", sagt Toyota-Techniksprecher Dirk Breuer.

Autor

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Toyota

Datum

26. April 2012
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