hybrid araçlarda bataryanın fonksiyonu elektrikli araçlardan farklı. hybrid sistemlerde bataryanın kullanım amacı saf elektrikli sürüş sağlamak yani uzun bir elektrikli menzil yaratmak değil. amaç otomobilin yuvarlandığı serbest sürüşlerde ve frenlemelerde yodan kazanılan kinetik enerjiyi elektriğe dönüştürerek depolamak, depolanan bu enerjiyi çekiş gücü ihtiyacı olduğunda kullanmak, bu enerji ile benzin motoruna gerçekte zayıf olduğu şartlarda destek olmak, sakin sürüşlerde ve ihtiyaç duyulmadığında benzin motorunu kapatmak ve bu yolla tüketimi ve emisyon değerlerini düşürmek. bu yüzden hybrid bataryalar daha düşük kapasiteli ve sürüş sırasında da sürekli olarak şarj ve deşarj halinde.

bir de plug-in hybrid’ler var. hybrid otomobillere göre daha yüksek kapasiteli bir batarya ile donatılan, bu bataryayı (şebeke elektriği, şarj istasyonu gibi) harici bir kaynaktan şarj etme imkanı olan versiyonlara plug-in hybrid adı veriliyor. plug-in unvanı da otomobilin karoserine entegre edilen prizden geliyor. yüksek kapasiteli batarya daha fazla elektrikli menzil sağlıyor, büyük bataryaları ile 30 km ile 100 km arasında tam elektrikli menzil sunan bu otomobiller günlük kullanımlarda ve şehir içerisinde yapılan kısa ulaşımlarda elektrikli otomobil gibi davranıyor, sıfır emisyonlu sürüş ile 100 km düzeyinde mesafe kat edebiliyor.

bu aynı zamanda bu otomobillere, yakın gelecekte emission free bölgeler oluşturulması planlanan ve içten yanmalı motorlu otomobillerin girmesinin yasak olacağı şehir içi alanlarda serbestçe dolaşım imkanı verir (bugün de bazı kent içi alanlara giriş içten yanmalı motorlu otomobiller için ücretlidir. bu uygulamaya congestion charging adı verilir.) bu araçlar diğer taraftan şehir dışında uzun mesafeli kullanımda içten yanmalı motorları ile geleneksel otomobillerin sürüş keyfi, uzun menzil ve hızlı yakıt dolumu imkanlarını muhafaza eder. ancak sistemin batarya yükü aynı zamanda daha fazla ağırlık, iç mekandan ve bagajdan çalınan fazla alan, yüksek maliyet ve yüksek fiyat anlamına gelir. ayrıca, bataryanın konumu, montaj yüksekliği ve ağırlığı bu otomobillerin sürüş özellikleri üzerinde (olumlu ya da olumsuz) çok etkilidir.

plug-in hybridlerin daha uzun elektrikli menzil vaat etmesi, yani kısa mesafede bu araçların elektrikli otomobile dönüşmesi, şehir içinde kullanıldıklarında sıfır emisyon anlamına gelir. bu yüzden plug-in hybrid’ler avrupa ülkelerinde satın alma sırasında devlet desteğine sahip. satın alma ya da sahiplik sırasında vergi indirimleri uygulanıyor, otoyollarda ücret alınmıyor, bu otomobiller yolların toplu taşıma araçlarına ayrılmış özel şeritlerine girebiliyor, belirli şehirlerde de park yerleri bu otmobillere ücretsiz. otomobilin bu niteliği otomobil kullanımını şehir içerisinde gerçekleştiren ve az kilometre yapan kullanıcılar için plug-in hybridleri daha çekici hale getirdi. bu da hemen her üreticinin plug-in otomobiller geliştirmesini sağladı. geçmişte hybrid otomobiller üreten üreticiler ise bu modellerindeki aküleri daha yüksek kapasiteli bir batarya ile değiştirip bu araçları plug-in hybrid versiyonlara dönüştürdü. örnek olarak, toyota orijinal versiyonunda 1.3 kwh bataryaya sahip olan toyota prius’u 8.8 kwh kapasiteli bir akü ile donatıp plug-in versiyonu yarattı. standart prius’tan farklı olarak otomobil kullanım tarzına ve yol şartlarına göre 40-60 km elektrikli menzile sahip. bu mesafe otomobilini kent içinde kullanan birçok kullanıcı için prius’u elektrikli bir otomobile dönüştürüyor.

bununla beraber plug-in hybridlerin önemli bir zaafı var (özellikle paralel ve seri paralel mimarilerde): plug-in hybridlerin bu elektrikli sürüş menzili kullanılırken doğal olarak sadece elektrik motoru ile yürümesi (yani içten yanmalı motorun kullanılmaması) nedeniyle güç çıkışları ve buna paralel performans değerleri düşer. örnek olarak toyota prius plug-in hybrid gerçekte 120 hp olsa da elektrikli kullanımda 92 hp olarak yürür (xw50).

plug-in hybrid sadece daha uzun elektrikli menzil ve tasarruflu sürüş anlamına gelmiyor. büyük batarya “kaput altında” daha güçlü bir elektrik motoru kullanabilmek demek. bu sayede, ters uçta olağanüstü otomobiller de üretildi. 2013 çıkışlı porsche 918 spyder hem teknolojisi hem de performans değerleri ile zirveye çıktı. 6.8 kwh kapasiteli şarj edilebilir bir batarya ile donatılan 918 spyder, 4.6 litrelik atmosferik v8 motor ile beraber her iki aksında bulunan 2 elektrik motorundan toplam 887 hp üretiyordu. 1.6 ton ağırlık altında bu güç 7 ileri pdk (dsg çift kavramalı) şanzıman ile olağanüstü hızlanma değerleri getirdi: 0-100 km/h 2.6 saniye, 0-200 km/h 7.0 saniye, 0-300 km/h 20.8 saniye… geleneklere daha sadık olan ferrari bu tarifi seri üretime 2019 yılında ferrari sf90 stradale ile aldı. ferrari’nin harici şebeke elektriğinden şarj edilebilen bataryası 7.9 kwh kapasiteli, v8 motoru porsche’nin tersine çift turbolu, otomobilde 2 değil 3 elektrik motoru bulunuyor (ikisi ön aksta, üçüncüsü arka aksta), toplam güç 1000 hp. otomobil yine çift kavramalı şanzıman kullanıyor ve 1.7 ton ağırlık altında porsche 918 ile denk performans değerlerine sahip.

endüstride modern dönemde hakim olan konsept benzinli otto motoru ile elektrik motorunu bir arada kullanmak. güncel tek dizel hybrid üreticisi ise mercedes. alman üretici dizel hybrid sisteminde 197 hp güç üreten 2.0 litrelik ünlü om654 dizel motor ile 130 hp’lik elektrik motorunu bir araya getiriyor; toplam sistem gücü ise kullanılan modele göre 306 hp ile 332 hp arasında değişiyor. sistem w205 c serisi’nde ve w213 e serisi’nde 13.6 kwh kapasiteli bir batarya ile kullanıldı; w214 e serisi’nde batarya kapasitesi 25.4 kwh’a yükseltildi. suv modellerde ise (glc serisi ve gle serisi) 31.2 kwh’lık biraz daha büyük bir batarya paketi kullanılıyor. pazarın tek dizel hybrid sistemi 4 farklı gövdede 6 değişik model kodu ile kullanılıyor.

geçmişte ise tüketim ve performans rakamları ile etkileyici dizel hybrid otomobiller üretildi. 1.0 litre/100 km tüketimi yakalayan ve ismini buradan alan 2013 çıkışlı volkswagen xl1 ve 231 hp güç çıkışı verip e segmenti sedan gövdesinde 3.8 litre/100 km ile yetinen 2012 çıkışlı mercedes e 300 bluetec hybrid (w212) en ünlü dizel hybrid örnekleridir.

mazda ise bir hybrid sistemde elektrik motoru ile beraber wankel motorunu kullanan tek üretici. japon üreticinin 2021 yılında yollara çıkardığı mazda mx-30 e-skyactiv r-ev modelinde bataryayı şarj etmek için menzil uzatıcı olarak 0.8 litre hacminde 75 hp güç üreten bir rotary motor kullandı. otomobil seri hybrid mimariye sahip, yani wankel motoru tekerleklere güç gönderme kapasitesine sahip değil, sadece bataryayı şarj ederek menzil artırıyor. elektrik motoru ile yürüyen otomobilin gücü 170 hp. batarya kapasitesi 17.8 kwh.

plug-in hybrid otomobillerde güncel olarak 7 kwh ile 40 kwh arasında değişen kapasitelerde bataryalar kullanılmaktadır. daha büyük batarya teorik olarak daha uzun elektrikli menzil demektir. otomobilin yüksek gövde ağırlığına sahip olması ise menzil rakamını olumsuz etkiler. performans modellerinde ağırlığı olumsuz etkilememesi için daha düşük kapasiteli batarya paketleri tercih edilirken, gövde ağırlığı yüksek suv’larda büyük bataryalar kullanılır.

10 kwh kapasiteli bir lityum batarya yaklaşık 55-60 kg ağırlığa sahip. bu sadece bataryanın enerji tutan kendi bünyesinin yani batarya hücrelerinin ağırlığı; buna bataryayı çevreleyen koruyucu/darbe emici paket, bataryanın soğutma sistemi ve kablo ağı dahil değil. başka bir deyişle batarya paketindeki her 10 kwh kapasite artışı otomobile 60 kg kadar yük bindiriyor.

bataryanın “brüt” kapasitesi otomobilin sunacağı menzil hakkında her zaman doğru fikir vermez. bataryanın “kullanılabilir” kapasitesi daha küçük ise otomobilin elektrikli menzili öngörülenden kısa kalabilir. üreticiler batarya ömrünü korumak için batarya içinde bir “kullanılabilir kapasite” belirler. buna state of charge ya da soc adı veriliyor. bu değer genel olarak %40 ile %90 arasında değişir. yani bataryanın tamamını şarj edip kullanmak mümkün değildir.

bataryanın çok sayıda döngüye dayanması hedefleniyorsa, yani daha uzun kullanım ömrü ve dayanıklılık isteniyorsa bataryanın %100'ü yerine daha küçük bir alanını kullanılabilir şekilde ayarlamak gerekiyor. tam doluma ve bataryada depolanan enerjinin tamamının tüketilmesine izin vermemek daha fazla şarj döngüsü anlamına geliyor. örnek olarak, en üst kapasiteyi %90, en alt kapasiteyi de %10 olarak ayarlamak, yani soc seviyesini %80’e çekmek batarya ömrünü uzatıyor. tam tersine yüksek ayarlanmış soc ve yüksek hücre voltajı batarya hücresini zorlar ve ömrünü önemli ölçüde azaltır. düşük soc değeri ise hücrenin iç direncini artırır.

plug-in hybrid’ler pazardaki en zengin model seçeneğine sahip hybrid otomobil grubunu oluşturmaktadır. en yüksek model zenginliği mercedes, bmw, audi ve volvo’da bulunuyor. premium üreticiler hemen tüm hybrid modellerini plug-in hybrid olarak üretiyor.