Open mobile menu
kuva: Unsplash

Mikä on hybridiauto?

Hybridiauton historia

Jos on edes hieman seurannut uutisia, ei ole voinut välttyä somessa tiedolta, että hybridiauto on uusi trendi. Mutta mikä on hybridiauto ja miksi se on nykyään muodikkaampi vaihtoehto kuin iso paljon kuluttava maasturi?

1900-luvun alussa nykyisin kuuluisa mies nimeltään Ferdinand Porsche keksi ensimmäisen hybridiauton nimeltään Porsche Mixte. Auto kulki polttoainemoottorin sekä akkujen avulla, kuten muutkin ensimmäiset hybridit, mutta tässä autossa oli käytössä muita fiksumpi keksintö, jonka avulla pystyttiin maksimoimaan ajomatkan pituus. Autoon oli asennettu kaksi Daimler IC latausgeneraattoria, jotka pystyivät lataamaan itsensä ajon aikana. Itse herra Porsche voitti autollansa Exelberg-rallin vuonna 1901 kaasuttaen maaliin huimaa 50 km tuntivauhtia.

Hybridiautosta on valmistettu erilaisia variaatioita jo iät ja ajat, mutta ns. massatuotanto alkoi vasta 1990-luvun lopulla. Mallia näytti kaikkein tunnetuin hybridiauto, eli Toyota Prius. Tämän kuuluisan mallin vanavedessä myös muut autobrändit ymmärsivät mikä tulisi olemaan tulevaisuudessa autoteollisuuden suunta. Nykyään useammalla automerkillä on mallistossaan jonkinlainen hybridiauto.

Kuvassa: Lohner-Porsche /Wikimedia Commons

Miten hybridiauto toimii?

Hybridiautossa on yleensä yhdistettynä kaksi moottoria; bensamoottori sekä sähkömoottori, johon on liitetty akku. Vaikka auton saattaakin mieltää bensiiniautoksi pyrkii se pääsääntöisesti hyödyntämään voimalähteenään sähköä. Auto käyttää polttomoottoria kovemmassa ajovauhdissa samalla, kun sähkömoottori avustaa kiihdyttäessä, näin ollen välttäen käyttämästä polttomoottoria kiihdytystilanteissa. Modernit hybridiautot käyttävät tavallisesti kaupunkiajossa ja hitaammissa nopeuksissa sähkömoottoria, kunhan akussa vain on virtaa.

Yhdistämällä kaksi käyttövoimaa saadaan tehokas moottori, joka tuottaa selvästi perinteistä polttomoottoriautoa vähemmän päästöjä ympäristölle. Käyttämällä pientä ja erittäin tehokasta bensiinimoottoria, joka on mitoitettu auton keskimääräisten tarpeiden eikä sen maksimitarpeiden mukaan (kuten tavallisista polttomoottoriautoissa) voidaan saavuttaa huomattavasti pienempi polttoaineen kulutus.

Normaalin polttomoottoriauton hevosvoimat tulevat hyödynnettyä täydellä kapasiteetilla yleensä vain kiihdyttäessä tai mäkilähdöissä. Käytämme moottorin maksimitehoa siis keskimäärin vain 1 % ajoajastamme. Jos autolla on tarkoitus pääsääntöisesti ajaa tasaisesti eikä sen tarvitse käyttää jatkuvasti suurta tehoa, hybridiauto voi vaihtaa sähkömoottorin ja polttomoottorin välillä käyttötarpeen mukaan. Sähkömoottori pystyy tuottamaan suuren vääntömomentin alhaisilla nopeuksilla, joten liikkeellelähtö onnistuu sähkömoottorilla. Polttomoottori taas hyppää mukaan, kun tarvitaan kovempaa kiihdytysvoimaa tai nopeutta.

Jarrutusenergian regenerointi

Hybridiauto hyödyntää auton liike-energiaa, joka muuten häviäisi lämpöenergiana mm. jarrutuksen kautta. Käytännössä tämän voisi huomata, koskettamalla jarruja ajon jälkeen. Jarruttaminen tuottaa lämpöä jarrupalojen painuessa yhteen. Tätä kutsutaan kineettiseksi energiaksi, joka on muuttunut lämpöenergiaksi. Sammuttamalla sähkömoottorin ja pakottamalla sen kulkemaan vastakkaiseen suuntaan ominaisuuksia voidaan käyttää latausgeneraattorina. Näin hybridiauto latautuu esimerkiksi alamäessä tai liikennevaloihin jarrutettaessa. Tätä tekniikkaa kutsutaan jarrutusenergian regeneroinniksi, ja se on toinen hybridiautojen suurista eduista.

Toisaalta tapa, jolla nämä kaksi teholähdettä yhdistetään, on hyvin erilainen eri valmistajien välillä. Yleisin on bensiinimoottorin ja sähkömoottorin tehon yhdistäminen kiihdytystilanteissa, kuten olemme aiemmin selittäneet. Toinen ja yhä suositumpi tapa yhdistää kaksi moottorityyppiä on käyttää vain bensiinimoottoria latausgeneraattorina akun lataamiseen, kun taas vain sähkömoottoria kiihdytykseen. Tämä tekniikka vaatii pienemmän bensiinimoottorin, mutta erittäin tehokkaalla sähkömoottorilla voi saavuttaa täsmälleen saman tai jopa suuremman yhdistetyn moottoritehon kuin perinteisessä bensiini- tai dieselautossa. Tällaista tekniikkaa löytyy vain Plug-in-hybrideistä (lue lisää alta), joissa akku on huomattavasti suurempi kuin tavallisissa hybridiautoissa.

Kuva: Unsplash

Plug-in Hybridi

Viime vuosina hybridiautojen perheeseen on saapunut uusi malli, jota kutsutaan Plug-in hybridiksi eli ladattavaksi hybridiksi. Tämä on hybridiautokonseptin jatkokehitys. Kuten aiemmin mainitsimme, itselataavassa hybridissä on akku, jota se lataa ajon aikana esimerkiksi jarruttaessa sekä bensiinimoottoriin kytkettyjen latausgeneraattoreiden kautta. Viime vuosina on tullut yhä enemmän malleja, jotka voidaan kytkeä myös verkkovirtaan ja joissa on tavallisesti 10–15 kWh:n ajoakku eli noin 10 kertaa itselataavaa hybridiä suurempi. Ladattavan hybridin voi siis laittaa lataukseen esimerkiksi yön ajaksi ja sillä voi ajaa pelkällä sähkömoottorilla ennen kuin bensiinimoottori käynnistyy avuksi. Tämäntyyppinen ladattava hybridi toimii siis alkuun täysimittaisen sähköauton tavoin, toisin kuin itselataava hybridi, joka käyttää pelkkää sähkömoottoria pienen matkan kerrallaan. Plug-in hybridille tavallinen toimintamatka pelkällä sähköllä on noin 50 kilometriä.

Mallistomme Plug-in Hybridejä

Muita ajankohtaisia aiheeseen liittyen