nav/icon-menuCreated with Sketch.

Mikä on hybridiauto?

29.03.2021

Hybridiautot

Hybridi on useampaa eri voimanlähdettä liikkumiseen käyttävä auto, mutta useimmiten termillä tarkoitetaan polttomoottorin ja sähkömoottorin yhdistelmää auton voimanlähteenä. Hybrideissä on täyssähköautoa pienempi akusto, joka mahdollistaa kuitenkin yleensä myös liikkumisen pelkällä sähköllä että jarrutusenergian talteenoton sähkömoottorin avulla akkuun.

Hybriditekniikan suurimmat edut saadaan juuri jarrutusenergian talteenoton eli rekuperaation ansiosta paljon jarrutuksia ja kiihdytyksiä sisältävässä taajamaliikenteessä. Hybridiauto lataa akkuja aina hidastuksen yhteydessä ja käyttää akkujen energiaa aina kiihdytyksissä polttoaineenkulutuksen vähentämiseksi ja mukavuuden lisäämiseksi. Kun perinteisen polttomoottoriauton kulutus on katkonaisessa kaupunkiajossa tyypillisesti vähintään puolitoistakertainen rauhalliseen maantieajoon verrattuna, hybridillä maantie- ja taajamakulutukset ovat hyvin lähellä toisiaan.

Ladattava hybridi eli plug-in hybridi

Useimmat modernit hybridit ovat ladattavia, jolloin esimerkiksi tyypillisen päivittäisen työmatkan voi ajaa pelkällä sähköllä. Lataushybridit tai ladattavat hybridit tunnetaan myös lyhenteellä PHEV (plug-in hybrid electric vehicle). Moderni hybridiauto jarruttaa lähes aina pelkällä sähkömoottorilla, jolloin auton liike-energia saadaan mahdollisimman suurelta osin talteen litiumakkuun. Perinteisiä jarruja käytetään vain silloin, kun tarvitaan tavallista suurempaa hidastuvuutta.

Tyypillinen moderni lataushybridi latautuu yön aikana täyteen tavallisesta kotitalouspistorasiasta. Jatkuvaan käyttöön kannattaa hankkia kiinteä latauslaite, jonka käyttö on helppoa kiinteän johdon ansiosta ja latausaika lyhenee pariin tuntiin. Autoa voi ladata polttoaineenkulutuksen pienentämiseksi myös matkan varrella esimerkiksi kaupan tai huoltoaseman julkisissa latauspisteissä pysähdyksen ajan.

Lataushybridien sähköinen toimintamatka uudella WLTP-syklillä mitattuna vaihtelee mutta on tyypillisimmillään noin 55 kilometriä. Akun tyhjentyessä matka jatkuu tavallisella polttomoottorilla. Sähköinen toimintamatka voi vaihdella olennaisestikin riippuen mm. kuljettajan ajotavasta, sähkövarusteiden käytöstä, mahdollisen esilämmityksen käytöstä, ulkolämpötilasta, matkustajien ja kuorman määrästä sekä valitusta ajoprofiilista tai tieprofiilista.

Hybriditekniikan yhdistäminen nykyaikaiseen navigointijärjestelmään mahdollistaa myös energiankäytön optimoinnin koko ajettava reitti huomioiden. Tällöin auto pyrkii matkan vaiheita ennakoiden esimerkiksi säästämään akun varausta, jotta loppumatka taajamassa voidaan ajaa paikallisesti päästöttömästi ja mahdollisimman hiljaisesti pelkällä sähkömoottorilla. Polttoaineenkulutuksen ja päästöjen minimoimiseksi sähkön käyttö optimoidaan siten, että akku olisi mahdollisimman tyhjä määränpäähän saavuttaessa.

Kevythybridi

Kevythybrideissä (MHEV, Mild Hybrid Electric Vehicle) polttomoottoria avustaa sähkömoottori, joka auttaa kulutuksen ja päästöjen vähentämisessä. Sähkömoottori korvaa auton tavallisen laturin. Sähkömoottori on hihnakäyttöinen kampiakseliin kytketty startti–generaattori, joka antaa sähköisen tehonlisäyksen ja lisää vääntöä välittömästi liikkeelle lähdön yhteydessä.

Startti-generaattori sekä käynnistää ajon aikana polttomoottorin että rekuperoi liike-energiaa jarrutuksissa auton litiumakkuun. Se mahdollistaa uudenlaiset energiaa säästävät ominaisuudet, kuten rullaamisen moottori sammutettuna. Tällöin litiumakku voi huolehtia runsaasti sähköä kuluttavien laitteiden kuten jarrutehostimen ja sähkölämmittimien toiminnasta ja moottori voidaan sammuttaa auton liikkeellä ollessa mahdollisimman usein. Todellisessa ajotilanteessa kevythybriditeknologia vähentää polttoaineenkulutusta jopa 0,7 l/100 km.

Kevythybrideissä voidaan käyttää myös korkeampaa, 48 voltin jännitteellä toimivaa sähköjärjestelmää auton tavanomaisen 12 voltin sähköjärjestelmän rinnalla. Korkeamman jännitteen ansiosta voidaan käyttää kevyitä johtosarjoja ja poikkipinta-alaltaan pieniä kaapeleita ja esimerkiksi jarrutuksen aikana saadaan talteen huomattavasti enemmän energiaa verrattuna 12 voltin järjestelmään.

Itselataava (ei-ladattava) hybridi

Ei-ladattava niin kutsuttu "itselataava" hybridi on hybridiauto, jonka akkuja ei voi ladata verkkovirralla. Useimmat autovalmistajat ovat siirtyneet ladattaviin hybridiautoihin, joilla voi ajaa tyypillisen päivittäisen työmatkan verran pelkällä sähkömoottorilla, kun akut on ladattu yön aikana täyteen.

Ei-ladattavien hybridiautojen ajoakkujen kapasiteetti on usein 1–1,5 kWh luokkaa, joka on noin kymmenesosa tyypillisen ladattavan hybridiautojen akkujen koosta. Autosta riippuen pelkällä sähköllä voi ajaa vain parin kilometrin matkan. Ladattavien hybridien tapaan myös ei-ladattavissa hybrideissä jarruttamiseen käytetään useimmissa tilanteissa sähkömoottoria, joka käyttää jarrutusenergiaa akkujen lataamiseen. Akkua ja sähkömoottoria käytetään apuna kiihdytyksissä, jolloin auton polttoaineenkulutus pienenee perinteiseen polttomoottoriautoon verrattuna etenkin taajamaliikenteessä.