Hybridi ei ole yksi tekniikka: kevythybridi, täyshybridi ja ladattava hybridi tekevät eri asioita

Sana hybridi peittää alleen kolme hyvin erilaista päätyyppiä

Hybridistä puhutaan helposti yhtenä käyttövoimana, vaikka nimityksen alle mahtuu hyvin erilaisia voimansiirtoratkaisuja. Yhdessä autossa sähköjärjestelmä auttaa polttomoottoria vain hetkittäin, toisessa auto pystyy liikkumaan sähkömoottorilla ja kolmannessa ajoenergiaa voidaan ottaa myös sähköverkosta.

Pelkkä Hybrid-merkintä ei siksi riitä kertomaan, miten auto toimii. Kuluttajan kannalta hyödyllisin perusjako on kevythybridiin, täyshybridiin ja ladattavaan hybridiin. Näiden pääryhmien sisällä voimansiirtoratkaisut voivat kuitenkin poiketa huomattavasti toisistaan.

Kirjainlyhenteet auttavat tunnistamisessa. MHEV tarkoittaa tavallisesti kevythybridiä, HEV täyshybridiä ja PHEV ladattavaa hybridiä. Valmistajien omat nimet, kuten e-Hybrid, E-Tech tai Recharge, eivät kuitenkaan muodosta yhteistä teknistä luokitusta, joten auton todellinen järjestelmä pitää tarkistaa teknisistä tiedoista.

Kevythybridi on polttomoottorin sähköinen apuri

Kevythybridissä sähkömoottori tai käynnistingeneraattori auttaa polttomoottoria esimerkiksi liikkeellelähdössä ja kiihdytyksessä. Jarrutuksessa energiaa voidaan ottaa talteen pieneen akkuun ja käyttää myöhemmin uudelleen. Toteutuksesta riippuen järjestelmä voi myös mahdollistaa polttomoottorin aikaisemman sammuttamisen rullauksessa tai pysähdyksessä.

Monet kevythybridit käyttävät 48 voltin sähköjärjestelmää, mutta jännite ei yksin ratkaise auton toimintaa. Olennaisempaa on, mitä sähkömoottori pystyy tekemään vetävien pyörien kannalta.

Tyypillinen kevythybridi ei pysty liikuttamaan autoa normaalissa ajossa pelkällä sähköllä. Sen sähköjärjestelmä on ennen kaikkea polttomoottorin apujärjestelmä, ei pieni sähköauto auton sisällä.

Tämä näkyy myös siinä, miten autoa käytetään. Kevythybridiä ei ladata sähköverkosta, eikä kuljettajan tarvitse muuttaa tankkaus- tai latausrutiinejaan. Sen mahdollinen hyöty syntyy siitä, että polttomoottorin käyttöä voidaan tehostaa ja osa muuten hukkaan menevästä liike-energiasta ottaa takaisin talteen.

Täyshybridi pystyy jo liikuttamaan autoa sähköllä

Täyshybridissä sähkömoottorilla on selvästi suurempi rooli. Auto pystyy ainakin rajatuissa tilanteissa liikkumaan pelkän sähkömoottorin avulla, ja sähkömoottori voi osallistua vetoon yhdessä polttomoottorin kanssa.

Ajoakku on tavallisesti ladattavan hybridin akkua paljon pienempi. Tarkoituksena ei ole varastoida kymmenien kilometrien sähkömatkaa, vaan käyttää akkua jatkuvasti energian välivarastona. Jarrutuksessa energiaa otetaan talteen, liikkeellelähdössä tai kiihdytyksessä sitä voidaan käyttää uudelleen ja polttomoottori voidaan sammuttaa silloin, kun sen käyttäminen ei ole tarpeellista.

Täyshybridin sähköajo ei perustu siihen, että kuljettaja lataa akun täyteen. Auto hallitsee akun varausta automaattisesti ja pitää siinä tilaa sekä jarrutusenergian vastaanottamiselle että seuraavalle sähköavustukselle.

Täyshybridit eivät myöskään ole keskenään yksi tekninen ratkaisu. Järjestelmä voi olla sarja-, rinnakkais- tai näitä toimintatapoja yhdistelevä hybridi. Joissakin rakenteissa polttomoottori ja sähkömoottori voivat molemmat välittää voimaa pyörille, kun taas toisissa sähkömoottorin rooli vedossa on hallitsevampi.

Mitä "itselataava hybridi" oikeastaan tarkoittaa?

Täyshybridistä käytetään usein nimitystä itselataava hybridi. Kuljettajan näkökulmasta sana kertoo yhden todellisen asian: autoa ei tarvitse kytkeä sähköverkkoon. Teknisesti ilmaisu voi kuitenkin johtaa harhaan, jos sen ymmärtää tarkoittavan, että auto tuottaisi itse uutta energiaa.

Jarrutettaessa sähkömoottori voi toimia generaattorina ja ottaa talteen osan auton liike-energiasta, joka muuten muuttuisi jarruissa lämmöksi. Akkuun voidaan siirtää energiaa myös polttomoottorin avulla, ja alamäessä voidaan hyödyntää auton potentiaalienergiaa.

Ei-ladattavan hybridin ulkopuolelta tuotu varsinainen käyttöenergia tulee edelleen polttoaineesta. Jarrutusenergian talteenotto vähentää energiahukkaa, mutta ei luo energiaa tyhjästä.

Tämä ei vähennä hybridijärjestelmän hyötyä. Päinvastoin juuri energian talteenotto ja uudelleenkäyttö ovat keskeisiä syitä siihen, miksi täyshybridi voi käyttää polttoainetta tavallista tehokkaammin tietyissä ajotilanteissa.

Ladattava hybridi ottaa energiaa myös sähköverkosta

Ladattavan hybridin eli PHEV:n ratkaiseva ero löytyy latausliittimestä. Sen ajoakku voidaan ladata ulkoisesta sähköverkosta, jolloin osa auton tarvitsemasta ajoenergiasta voidaan tuoda autoon sähkönä eikä polttoaineena.

Akku on täyshybridin akkua suurempi ja sähkömoottori tavallisesti tehokkaampi. Sähköinen toimintamatka voi olla kymmeniä kilometrejä, ja joissakin nykyisissä malleissa selvästi yli sata kilometriä. Tarkka toimintamatka ja sähköajon ominaisuudet riippuvat autosta.

Ladattava hybridi on ainoa näistä kolmesta hybridilajista, johon kuljettaja voi tuoda ajoenergiaa sähköverkosta. Juuri tämä tekee sen käyttölogiikasta erilaisen kuin kevyt- tai täyshybridillä.

Pistoke ei silti tarkoita, että polttomoottori pysyisi aina sammuksissa niin kauan kuin akussa näkyy varausta. Moottori voi käynnistyä esimerkiksi suuren tehontarpeen, lämpötilan, matkustamon lämmityksen, huurteenpoiston, akun suojaamisen tai valmistajan oman ohjausstrategian vuoksi. Erot autojen välillä voivat olla suuria.

Nolla kilometriä sähköajoa ei yleensä tarkoita tyhjää akkua

Ladattavan hybridin mittaristo voi ilmoittaa sähköiseksi toimintamatkaksi nolla kilometriä. Tämä ei yleensä tarkoita, että ajoakku olisi sähkökemiallisesti täysin tyhjä.

Järjestelmä jättää akkuun suoja- ja hybridipuskurin. Sähkömoottoria voidaan edelleen käyttää esimerkiksi liikkeellelähdössä ja tehon avustamisessa, ja jarrutusenergiaa voidaan edelleen ottaa talteen.

Kun ladattavan hybridin varsinainen sähköinen toimintamatka loppuu, auto ei muutu tavalliseksi polttomoottoriautoksi. Se jatkaa toimintaansa hybridinä, mutta verkosta ladatun energian osuus on käytännössä käytetty.

Tässä tilassa käyttöenergian netto tulee pääosin polttoaineesta. Se, kuinka tehokkaasti auto toimii varausta ylläpitävänä hybridinä, riippuu voimakkaasti auton rakenteesta, polttomoottorista, sähköjärjestelmästä, massasta ja ohjausstrategista. Tätä käsitellään myöhemmin erikseen ladattavien hybridien todellista kulutusta koskevassa artikkelissa.

Saman nimiset hybridit voivat toimia hyvin eri tavalla

MHEV-, HEV- ja PHEV-luokitukset kertovat tekniikan perusperiaatteen, mutta niiden sisälle mahtuu hyvin erilaisia autoja. Yksi ladattava hybridi voi ajaa vahvasti sähköpainotteisesti myös maantienopeuksissa, kun toinen käyttää polttomoottoria herkemmin. Myös akun koko, latausteho, sähkömoottorin teho ja lämmitysratkaisu vaihtelevat.

Erot eivät rajoitu ladattaviin hybrideihin. Täyshybridien voimansiirtorakenteet voivat poiketa toisistaan huomattavasti, ja kevythybridin 48 voltin järjestelmän tehtävä voi yhdessä autossa olla selvästi suurempi kuin toisessa.

Hybridilaji kertoo tekniikan perusidean. Se ei vielä kerro, kuinka hyvin juuri kyseinen auto toteuttaa sen.

Siksi esimerkiksi PHEV-merkinnästä ei voi yksin päätellä todellista sähköistä toimintamatkaa, sitä milloin polttomoottori käynnistyy, talvikäyttäytymistä tai kulutusta pitkällä matkalla. Nämä ovat mallikohtaisia ominaisuuksia.

Mitä merkinnöistä kannattaa tunnistaa?

Auton mainosnimi ei siis riitä tekniikan tunnistamiseen. Vähintään kannattaa selvittää, voiko auto liikkua pelkällä sähköllä, voidaanko akkua ladata sähköverkosta ja mikä sähkömoottorin todellinen tehtävä voimansiirrossa on.