Fast ein Jahrzehnt hatten japanische Autohersteller das Monopol auf Hybridfahrzeuge. Anfangs belächelt und als ewiges Zuschussgeschäft betrachtet, bringen die Autos dem Unternehmen auch Verkaufserfolge – mehr als eine Million Exemplare haben Toyota und seine Tochter Lexus bislang verkauft. Und nicht nur das: Seit der Diskussion um steigende Energiepreise, knappe Ölreserven und den drohenden Klimawandel gilt der Hybridantrieb in Politik und Gesellschaft als wegweisendes automobiles Konzept für die Zukunft.

Die europäischen Hersteller haben die Herausforderung angenommen, und schon bald wird sich zeigen, wie ihre Lösungsvariante aussieht – alle großen Konzerne arbeiten intensiv an Hybridmodellen, die in den nächsten Jahren auf den Markt kommen werden. Es tut sich also etwas in der Autobranche und die IAV ist mittendrin: Schon seit Jahren hat das Unternehmen im Rahmen von Forschungs- und Vorentwicklungsprojekten – zum Beispiel 1998 im Partnerprojekt uni1 – Hybridantriebe entwickelt. Dieses Know-how bringt die IAV jetzt in die Serienentwicklung ein. Und das angesammelte Wissen ist auch sehr vonnöten – gilt die Hybridentwicklung unter Autobauern doch als „Königsklasse der Systemintegration“. Alle Gewerke müssen in die Optimierung miteinbezogen werden und das bedeutet auch: Die Entwickler müssen noch stärker kommunizieren – der Programmierer der Motorsteuerung muss sich beispielsweise sehr intensiv mit seinem Kollegen von der Bremsenentwicklung austauschen. Für Wilfried Nietschke, Leiter des Bereichs Powertrain Mechatronik (Ottomotor), ist der Hybrid darum auch „die Initialzündung für neue Technologien und eine Chance für Querdenker“.

Viel nachzudenken gibt es bei der Hybridentwicklung, vor allem beim Energiemanagement, tatsächlich: So treten in den Fahrzeugen beispielsweise Spannungen von bis zu 400 Volt und maximale Ströme von 50 Ampere auf. Darum müssen sich die Entwickler noch mehr Gedanken über das elektrische Bordnetz machen – und beim Design besonderen Wert auf die Sicherheit des Systems und der Komponenten legen. Und beim „Energy Harvesting“ geht es darum, den Wirkungsgrad jeder Komponente im Fahrzeug so weit wie möglich zu optimieren und so den CO₂-Ausstoß zu verringern. Von diesen Anstrengungen profitieren letztlich auch konventionelle Fahrzeuge, beispielsweise durch bessere elektrische Generatoren oder bedarfsgesteuerte Nebenaggregate. So trägt die Hybrid-Entwicklung dazu bei, den Autoverkehr insgesamt umweltfreundlicher zu machen.

Die Grenzen verlaufen ohnehin fließend, denn das innovative Antriebskonzept lässt sich in zahlreichen Varianten umsetzen – ganz bescheiden als Micro-Hybrid über den Mild-Hybrid bis hin zum ausgewachsenen Full-Hybrid. Außerdem können die Entwickler entscheiden, ob der Elektromotor vor allem zum Energiesparen oder eher als Unterstützung für mehr Fahrdynamik (boost) dienen soll. Die neuen Freiheitsgrade machen die Auswahl umso schwieriger. Darum werden Simulationen bei der Entwicklung immer wichtiger, denn sie erlauben schon frühzeitig und ohne allzu große Kosten eine Abschätzung über die späteren Eigenschaften des Fahrzeugs und die Entscheidung zwischen unterschiedlichen Varianten. Neben der Berechnung im Computer nutzt die IAV ein weiteres Simulationswerkzeug: Im „InDrive-Simulator“ können Entwickler und Testfahrer das künftige Auto ausprobieren, noch bevor der erste Prototyp gebaut ist.

Die hiesigen Hersteller haben eine gute Chance, den Vorsprung von Toyota wieder wettzumachen. Die Lösung liegt in der Nutzung der ureigenen Stärken. Etwa mit den Dieselhybriden, die einen bereits sehr sparsamen Verbrennungsmotor mit einem Elektromotor kombinieren und so das Beste aus zwei Welten in einem Fahrzeug vereinen. Das ist allerdings mit Zusatzkosten verbunden und darum nur für höherwertige Fahrzeuge interessant. Generell rechnen Experten damit, dass Hybridfahrzeuge – zumindest die Full-Hybride – aus Kostengründen trotz ihrer unbestreitbaren Vorteile auch auf mittlere Sicht ein Nischenprodukt bleiben werden. Aber ein bisschen Hybrid, etwa in Form einer Start-Stopp Automatik, wird bald in jedem Auto sein.

Und in noch einem Punkt sorgt das Thema für Bewegung in der Branche: Die Hybridrevolution lockt auch neue Zulieferer, die bislang kaum Erfahrung mit den spezifischen Anforderungen im Automobilbau gesammelt haben. Für die Systemintegration ist es darum besonders wichtig, dass ein erfahrenes Unternehmen wie die IAV den Newcomern hilft, ihre Produkte – zum Beispiel die zusätzliche Elektronik oder Akkumulatoren – großserientauglich zu entwickeln. Denn die extremen Belastungen des Materials und die hohen Ansprüche an die Sicherheit verbieten es, einfach bestehende Industrielösungen zu übernehmen. „Das würde schiefgehen und darum müssen wir alles automobilgerecht entwickeln“, so Wolfgang Reimann, IAV-Bereichsleiter für Elektronik im Fahrzeug.