Hybridfordon kallas hybrider eftersom de använder både en liten förbränningsmotor (ICE) och en elmotor för att få maximal effekt och bränsleekonomi med minimala utsläpp. Hur de gör detta varierar från en modell till en annan, med varierande framgång.
Vad alla hybrider har gemensamt är förmågan att generera elektrisk ström, lagra den i ett stort batteri och använda den strömmen för att hjälpa till att köra bilen. Hybrider fångar upp elektrisk energi som produceras av ett regenerativt bromssystem, och deras motorer kan också driva en generator.
Hybrider kan också spara energi genom att stänga av ICE när fordonet står i parken, på tomgång vid ett ljus eller stannat i trafiken, eller när elmotorns energi är tillräcklig för att driva fordonet utan hjälp från ICE.
Hybrider har regenerativa bromssystem som genererar elektrisk kraft för att hålla batterierna laddade. När föraren bromsar förvandlas elmotorn till en generator och det magnetiska motståndet saktar ner fordonet. För säkerhets skull finns det också ett vanligt hydrauliskt bromssystem som kan stoppa bilen när regenerativ bromsning inte är tillräcklig.
Det finns ingen skillnad i underhåll eller reparation för regenerativa bromssystem, förutom att bromsbeläggen tenderar att hålla mycket längre eftersom de inte vänjer sig lika mycket. Faktum är att om du kör en hybrid på ett måttligt sätt använder du nästan aldrig skivbromsarna på hjulen och kanske kan fortsätta bilens liv utan att byta belägg. Den stora skillnaden är att regenerativa bromsar fångar upp energi och omvandlar den till elektricitet för att ladda batteriet som ger ström till en elmotor.
Parallella hybrider
En parallellhybrid använder både en elmotor och en ICE för framdrivning. De kan köras i tandem, eller den ena kan användas som den primära kraftkällan med den andra som sparkar in för att hjälpa till när extra kraft behövs för att starta, klättra i backar och accelerera för att passera andra fordon. Eftersom båda är anslutna till drivlinan, sägs de köra "parallellt."
Hur en parallellhybrid fungerar.
Seriehybrider
En seriehybrid använder en bensin- eller diesel-ICE, tillsammans med en generator, för att generera elektricitet men inte för att köra bilen. Motorn kan skicka den elektriska strömmen direkt till elmotorn eller ladda ett stort batteri som lagrar elen och levererar den till en elmotor vid behov. Elmotorn driver fordonet och använder dess kraft för att rotera en drivaxel eller en uppsättning drivaxlar som vrider hjulen.
En serie hybrid.
Plug-in hybrider
Eftersom plug-in hybrider har större batterier som kan laddas i vilket vanligt 110-volts eluttag som helst, har de kapaciteten att utöka elmotorns förmåga att köra bilen längre utan att behöva starta ICE och därför avsevärt öka fordonets bränsleeffektivitet. Uppskattningar har varierat så högt som 100 mpg!
Vissa tekniskt kunniga individer har anpassat sina hybridfordon till plug-in-hybrider, och biltillverkare håller på att utveckla och producera dem (ibland i samarbete med stora energibolag).
Utvecklingen av nya, mindre litiumjonbatterier med hög kapacitet som kan laddas många gånger är nyckeln till att göra laddhybrider tillgängliga för allmänheten. Uppskattningar är att laddhybrider utrustade med dessa kraftfullare batterier kommer att ha en räckvidd på så mycket som 125 miles innan laddningen är urladdad och fordonet återgår till standardhybridläge.
En laddhybrid.
Det största miljöproblemet med laddhybrider är att den elektriska strömmen de drar vanligtvis genereras av elbolag som drivs av fossila bränslen. Den goda nyheten är att några stora kedjor har förbundit sig att etablera laddstationer som drivs av solpaneler eller vindenergi, och många hybridägare är villiga att installera solpaneler för att ladda dessa fordon hemma.
Plug-in hybrider som laddas av kommersiella elkällor eller solpaneler kommer att vara mindre beroende av ICE, men kommer fortfarande att behöva det för långa resor, klättring i kullar och så vidare. Framtida hybrider kan använda en liten bränslecell för att göra el från väte, vilket skulle innebära att ICE skulle behöva köras ännu mer sällan.
Tvålägeshybrider
Tvålägeshybrider kan vara nyckeln till en konkurrenskraftig plats för USA på hybridmarknaden. Istället för det stora lagringsbatteriet som finns på konventionella hybrider använder tvålägeshybrider mindre batterier och två elmotorer placerade inuti en automatisk växellåda med två uppsättningar växlar - en för ICE och den andra för att förstärka kraften hos elmotorerna. Transmissionen kan också fungera som en steglöst variabel transmission. I ett läge, vid lägre hastigheter, kan fordonet köras med en eller båda elmotorerna, med eller utan ICE, eller enbart på ICE. Vid högre hastigheter slår det andra läget in och ICE körs kontinuerligt i sina högre utväxlingsförhållanden.
En hybrid med två lägen.