Hybridiauto

Yleistä

Hybridiautot kuluttavat polttoainetta perinteistä polttomoottoriautoa vähemmän, koska polttomoottoria pystytään käyttämään enemmän sen hyötysuhteen kannalta optimaalisella kierroslukualueella. Riippuen hybridirakenteesta kiihdytyksissä voidaan avustaa sähkömoottorilla (esim. monet hybridiurheiluautot kuten Ferrari LaFerrari); tai sähkömoottori on ensisijainen moottori, ja polttomoottori avustaa suuremmassa tehontarpeessa (molemmat edellä mainitut rinnakkaishybridejä); tai auto liikkuu vain sähkömoottoreilla polttomoottorin ladatessa akkuja tai vaihtoehtoisesti tuottaen sähköä suoraan sähkömoottorille (sarjahybridi). Polttomoottori voidaan myös sammuttaa lyhyissä liikenteen pysähdyksissä. 
Yhdysvaltalainen markkinatutkimuslaitos CNW Marketing Research julkaisi vuonna 2006 tutkimuksen, jonka mukaan hybridiautot kuluttaisivat enemmän energiaa kuin esimerkiksi katumaasturit. Tutkimuksessa oli huomioitu auton valmistus, huolto, kierrätys sekä polttoainekulut. Tutkimus, siinä käytetty matematiikka ja CNW:n motiivit on kyseenalaistettu, sillä useat aiemmat, arvostettujen tahojen tekemät tutkimukset ovat päätyneet päinvastaisiin tuloksiin.
Jonkinlainen hybridi on jo lähes kaikilla valmistajilla. Ympäristön kannalta polttomoottoria hyödyntävä hybridiauto on hyvä siirtymävaihe ennen vetyhybridien tai sähköautojen laajamittaista käyttöönottoa. Monella valmistajalla on jo ainakin yksi sähköauto tuotevalikoimassaan, ja kalifornialainen Tesla Motors on keskittynyt yksinomaan sähköautoihin. Toyota tuo sarjatuotantoisen Mirai-vetyhybridinsä myyntiin Japanissa huhtikuussa 2015 ja Yhdysvalloissa sekä Euroopassa luultavasti pari kuukautta myöhemmin.
Hybridiautot on suunniteltu tuomaan säästöä kaupunkiajossa, jossa on matalat ajonopeudet ja pysähtymisiä ja liikkeellelähtöjä. Hybridiautojen mainoksissa usein liioitellaan sen taloudellisuutta: käytännön ajossa keskimäärin vain 70 prosenttia mainostetusta polttoaineen säästöstä toteutuu.
Uuden sukupolvien hybridiautot, kuten Toyota C-HR vuosimallista 2017 alkaen, pystyvät kulkemaan sähköllä myös maantienopeuksissa, joten kulutus pysyy pienenä myös matka-ajossa.

Toiminta

Hybriditekniikoita on useita erilaisia:
Sarjahybridi
Polttomoottorilla (tai muulla energianlähteellä kuten polttokennolla) tuotetaan sähköä joko akkuihin tai suoraan sähkömoottorille. Esimerkiksi Fisker Karma ja Opel Ampera/Chevrolet Voltz perustuvat tähän tekniikkaan. Myös dieselsähköiset laivat ja veturit ovat käytännössä kevytsarjahybridejä. Kaikki polttokennoautot eli useimmat vetyautot perustuvat tähän tekniikkaan, mutta niitä kutsutaan yleensä vetyhybrideiksi. Poikkeuksena tähän muutama Nissanin koemalli, joissa perinteinen polttomoottori käyttää polttoaineenaan vetyä. Tämä ei kuitenkaan ole kannattavaa, sillä vaikka päästöt ovatkin yhä vain vettä, polttomoottorin hyötysuhde on energiantuotannossa polttokennoa pienempi. Siksi sarjavetyhybridi kannattaa toteuttaa polttokennolla.
Rinnakkaishybridi
Sekä poltto- että sähkömoottori pyörittävät pyöriä, ja lisäksi polttomoottori tuottaa sähköä. Esim. kaikki Toyotan hybridit.
Paineilmahybridi
PSA-konsernin koeasteella oleva tekniikka, jossa polttomoottorin mäntiä liikutetaan paineilmalla tehontarpeen ollessa pieni.
Paineilmahybridiä lukuun ottamatta nämä voidaan jakaa vielä kahteen luokkaan:
Täyshybridi
Auto toimii pelkällä sähkömoottorilla aina kun mahdollista, kokonaan ilman polttomoottorin tms. voimanlähteen apua. Esimerkiksi kaikki Toyotan, BMW:n, Volvon, Porschen ja Peugeotin hybridit ja muutenkin suurin osa maailman hybrideistä.
Kevythybridi
Polttomoottori on koko ajan käynnissä. Esimerkiksi Ferrari LaFerrari ja Fisker Karma.
Lisäksi muuta termistöä hybridin toimintaan liittyen:
Pistokehybridi
Autoa voidaan ladata myös pistokkeen avulla verkkovirrasta sähköauton tapaan. Käytetään myös nimityksiä Plug-In, Plug-In Hybrid, PHV (Plug-In Hybrid Vehicle) ja PHEV (Plug-In Hybrid Electric Vehicle). Esimerkiksi Toyota Prius PHEV. Pistokehybridi lataa akustoa myös ajon aikana käyttäen polttomoottoria generaattorina sekä ottamalla jarrutusenergian talteen. 
Itselataava hybridi
Pääasiassa Toyotan markkinoinnissa käyttämä termi, joka viittaa hybridiin, jota ei voi ladata verkkovirrasta. Itselataava hybridi käyttää energianlähteenään polttoainetta ja jarrutusenergian talteenottoa. toisin kuin pistokehybridi, jolla voi ajaa myös verkkovirrasta ladatulla sähköllä. 
Mikrohybridi
Ei yleensä mielletä hybridiksi, sillä tämä on vain toinen nimitys sammutusautomatiikalle.

Eri valmistajien hybriditekniikkaa

Volvo toi ensimmäisenä markkinoille sekä dieselhybridit että pistokehybridit, vieläpä samassa autossa. Nykyäänkin Volvon hybridit ovat dieselpistokehybridejä. PSA-konserni ja Mitsubishi käyttävät katumaastureissaan rakennetta, jossa etuakselilla on polttomoottori ja taka-akselilla sähkömoottori. Toyotan hybrideissä molemmat moottorit ovat samassa paketissa ja vetävät etupyöriä CVT-vaihteiston välityksellä.

Hybridiautojen käyttö

Hybridiautojen suosion kasvua on toistaiseksi hillinnyt muun muassa niiden korkea hankintahinta. Hintaan on ainakin toistaiseksi vaikuttanut selvästi polttomoottoriautoja pienempi tuotantomäärä. Käyttökustannuksiltaan ne ovat kuitenkin normaaleja bensiinimoottoreita halvempia.
Vuonna 2005 New Yorkin kaupunki otti käyttöön ensimmäiset hybriditaksit, ja heidän suunnitelmissaan olisi koko taksikannan muuttaminen vuoteen 2012 mennessä. Keväällä 2007 julkistetun New Yorkin pormestarin kehittämän suunnitelman mukaan kaupungin 13 000 taksia vaihtuu ympäristöystävällisempiin bensa- ja sähkömoottoreilla toimiviin malleihin vuoteen 2012 mennessä. Vuonna 2007 takseista on hybridimalleja noin 400 kpl.

Historiaa

Toyota aloitti hybridiautoprojektinsa jo vuonna 1965. Auto oli kevytrakenteinen Toyota 800 -urheiluauto, ja hybridijärjestelmä toteutettiin kaasuturbiinilla, joka tuotti sähkömoottorin tarvitseman sähköenergian. Prototyyppi esiteltiin ensimmäisen kerran Tokion autonäyttelyssä vuonna 1975. Ensimmäinen tuotantoauto oli Toyota Prius, joka tuli markkinoille kuitenkin vasta vuonna 1997. Priuksessa oli luovuttu kaasuturbiinista, ja moottorina oli tavallinen rivimoottori.
Maaliskuussa 2010 uutisoitiin, että Warren Buffettin pääosin omistama kiinalainen monialayhtiö Byd aloittaa hybdiriautojen myymisen. Malli on paranneltu versio F3DM-mallista, ja auto toimii sähköllä, polttoaineella sekä auton katolla olevilla aurinkokennoilla.
HKL testasi 1970-luvun lopulla SWS-nimistä johdinauton prototyyppiä, jossa oli varavoimanlähteenä dieselmoottori. Moottori tuotti virtaa silloin, kun ulkoinen voimanlähde oli pois käytöstä. Kokeilu päättyi johdinautoliikenteen lakkauttamiseen, ja prototyyppi jäi ainoaksi laatuaan.
Huhtikuussa 2019 Toyota ilmoitti antavansa kilpailijoidensa käyttää ilmaiseksi lähes 24 000 hybridiautoihin liittyvää patenttiaan.