Hybridiajoneuvoilla tarkoitetaan polttomoottoreiden ja sähkömoottoreiden yhdistelmää, jolla saavutetaan parempi polttoainetehokkuus ja pienemmät päästöt. Hybridiautot eivät kuitenkaan ole yhtenäinen käsite; ne jaetaan MHEV:ihin (Mild Hybrid Electric Vehicles) ja PHEV:ihin (Plug-in Hybrid Electric Vehicles) sähkömoottorin roolin ja akun lataustavan perusteella. Mitä eroja näiden kahden tyypin välillä on, ja kumpi sopii sinulle paremmin? Esittelemme ne lyhyesti alla.

Toimintaperiaate

MHEV: Polttomoottoriin lisätään pienitehoinen sähkömoottori, joka toimii yleensä 48 V:n akulla. Tämä sähkömoottori ei voi ajaa ajoneuvoa itsenäisesti, vaan ainoastaan avustaa polttomoottoria tilanteissa, kuten start-stop- ja kiihdytystilanteissa, mikä vähentää polttoaineen kulutusta ja päästöjä.

MHEV-ajoneuvoissa (Mild Hybrid Electric Vehicles) on kahdenlaisia sähkömoottoreita: BSG (hihnavetoinen käynnistysgeneraattori) ja ISG (integroitu käynnistysgeneraattori).

BSG: Yhdistetty moottoriin hihnalla, se voi antaa vääntömomentin moottorin käynnistyessä tai palauttaa energiaa jarrutuksen aikana.

ISG: Asennettu suoraan moottorin ja vaihteiston väliin, se voi ohjata tehokkaammin moottorin nopeutta ja vääntömomenttia.

MHEV-akut käyttävät yleensä litiumioniakkuja, joiden kapasiteetti on pieni, eivätkä ne vaadi ulkoista latausta. Akkujen lataaminen ja purkaminen tapahtuu pääasiassa DC/DC (muuntaja) avulla, joka muuntaa 48 voltin jännitteen 12 voltiksi tai muiksi vaadituiksi jännitteiksi.

MHEV:t toimivat seuraavissa tiloissa:

Käynnistys-pysäytystila: Kun ajoneuvo pysähtyy, moottori sammuu automaattisesti ja sähkömoottori pysyy valmiina. Kun tarvitaan käynnistystä, sähkömoottori käynnistää moottorin nopeasti uudelleen saumattomasti.

Rannikkotila: Kun ajoneuvo liikkuu vapaasti, moottori sammuu automaattisesti ja sähkömoottori pitää ajoneuvon liikkeessä. Kun kiihdytystä tarvitaan, moottori käynnistyy automaattisesti uudelleen ja toimii yhteistyössä sähkömoottorin kanssa.

Kiihdytystila: Kun ajoneuvo kiihtyy, sekä moottori että sähkömoottori tarjoavat samanaikaisesti vääntömomenttia, mikä parantaa ajoneuvon suorituskykyä.

Regenerointitila: Kun ajoneuvo jarruttaa tai hidastaa, moottori sammuu tai vähentää tehoa, ja sähkömoottori toimii generaattorina, joka ottaa talteen jarrutusenergiaa akun lataamiseksi.

Toimintaperiaate MHEV:t on suhteellisen yksinkertainen, mutta parantaa tehokkaasti polttoainetaloutta ja päästöjä. MHEV-autot voivat vähentää polttoaineen kulutusta ja CO2-päästöjä noin 10–15 prosenttia.

PHEV:t (plug-in hybridi sähköajoneuvot)toisaalta yhdistävät sähkömoottorit ja polttomoottorit tehokkaamman ja ympäristöystävällisemmän ajotavan saavuttamiseksi. PHEV:issä on latausportti, joka mahdollistaa akun ulkoisen latauksen. Ne voivat myös ladata akkua moottorin tai regeneratiivisen jarrutuksen kautta. PHEV-autot voivat valita puhtaan sähköisen tilan, hybriditilan tai kantaman pidentämistilan välillä ajo-olosuhteista riippuen.

Puhtaasti sähköisessä tilassa, ajoneuvo saa virtansa yksinomaan akusta ja sähkömoottorista, ja se soveltuu lyhyisiin matkoihin ja hitaisiin nopeuksiin.

Hybriditilassa, moottori ja sähkömoottori antavat tehoa samanaikaisesti tai vaihtokelpoisesti, sopivat keskipitkille ja pitkille matkoille, nopeaan ajoon.

Kantaman laajennustilassa, moottoria käytetään vain akun lataamiseen, eikä se käytä pyöriä suoraan, mikä pidentää ajomatkaa, kun akun lataus on vähissä.

Edut ja haitat:

MHEV (Mild Hybrid Electric Vehicle):

Edut:

• Parantaa moottorin käynnistyksen ja pysäytyksen sujuvuutta ja ajokokemusta.
• Vähentää moottorin polttoaineen kulutusta ja päästöjä.
• Vähentää riippuvuutta akkukapasiteetista ja latausinfrastruktuurista.
• Alentaa hybridijärjestelmien kustannuksia ja painoa.

Haitat:

• Ei voida saavuttaa puhdasta sähköistä ajotapaa.
• Ei täytä poliittisten kannustimien ehtoja uusille energiaajoneuvoille.
• Ei paranna merkittävästi ajoneuvon suorituskykyä.

PHEV (pistokehybridi sähköajoneuvo):

Edut:

• Voi saavuttaa puhtaan sähköisen ajotilan, joka soveltuu lyhyille matkoille, hitaille nopeuksille.
• Täyttää uusien energiaajoneuvojen politiikan kannustimien, kuten vihreiden rekisterikilpien ja ilmaisen pysäköinnin.
• Voi ladata akun käyttämällä ulkoista virtalähdettä, mikä vähentää riippuvuutta bensiinistä.
• Voi käyttää moottoria akun lataamiseen, mikä pidentää ajomatkaa.

 Haitat:

• Vaatii sekä lataamista että tankkausta, mikä lisää käyttökustannuksia ja vaivaa.
• Riippuu latausinfrastruktuurin jakelusta ja saatavuudesta, mikä saattaa kohdata lataushaasteita.
• Sisältää suuremman akun kapasiteetin ja hybridijärjestelmien lisäkustannukset ja painon. 

Yhteenvetona voidaan todeta, että sekä MHEV:llä että PHEV:llä on omat etunsa ja haittansa. Jos haluat vain hieman parantaa polttoainetehokkuutta, et halua kuluttaa liikaa rahaa etkä halua latauksen vaivaa, MHEV voi olla hyvä valinta. Jos pyrit minimoimaan päästöt, nauttimaan uusien energiapolitiikkojen eduista ja olet valmis sijoittamaan enemmän rahaa ja aikaa lataamiseen, PHEV saattaa sopia sinulle paremmin.