Què és un cotxe híbrid? Tipus, esquemes i com funcionen

Un cotxe híbrid combina un motor de combustió interna (MCI) amb un motor elèctric, resultant en un menor consum de combustible i una reducció de les emissions d’escapament. Com més eficient és el sistema híbrid, més potents són les bateries que requereix — i, conseqüentment, més alt és el preu. Aquí teniu tot el que necessiteu saber sobre com funcionen els cotxes híbrids i el que els diferencia.

Híbrids lleugers vs. híbrids complets: quina és la diferència?

Depenent del paper que juga el motor elèctric en el tren de potència, els híbrids es divideixen en dues categories principals: lleugers i complets.

• Els híbrids lleugers utilitzen el motor elèctric com a ajudant del motor de combustió interna. Un exemple ben conegut és el cotxe de cinc portes Honda Insight. El motor elèctric assisteix durant l’acceleració, però no pot propulsar el cotxe per si sol.
• Els híbrids complets poden recórrer una certa distància amb energia elèctrica sola, sense que el MCI estigui en funcionament. El Lexus RX 400h és un exemple clàssic d’aquest tipus.

També hi ha una tercera categoria, definida de manera flexible i de vegades anomenada microhíbrids — un terme de màrqueting utilitzat per descriure vehicles amb un sistema d’arrencada/parada. No obstant això, es tracta essencialment d’un generador avançat, no d’una configuració híbrida real, ja que cap motor elèctric transmet parell a les rodes.

Els 3 esquemes principals de tren de potència híbrid

Els trens de potència híbrids existeixen en tres configuracions fonamentals: en sèrie, en paral·lel i en sèrie-paral·lel. Cadascun té característiques, avantatges i casos d’ús típics distintius.

1. Híbrid en sèrie

L’híbrid en sèrie és la configuració més antiga, inventada el 1899 per Ferdinand Porsche. En aquest esquema:

• Les rodes són impulsades completament per un motor elèctric.
• Un MCI de petita cilindrada fa girar un generador per produir electricitat — mai no impulsa directament les rodes.
• No cal cap caixa de canvis tradicional ni motor de combustió d’alta potència.
• Es necessiten bateries de gran capacitat (normalment de níquel-hidrur metàl·lic).

Aquest esquema és menys comú en cotxes de passatgers avui dia, però s’utilitza àmpliament en camions de pedrera, autobusos i locomotores.

2. Híbrid en paral·lel

Patentat el 1905 per l’enginyer alemany Henri Pieper, l’híbrid en paral·lel és, amb diferència, la configuració més utilitzada avui dia. És la base de gairebé tots els vehicles híbrids lleugers. Les característiques clau inclouen:

• Un potent motor elèctric (normalment de 10–15 kW) assisteix el MCI durant l’acceleració.
• El motor elèctric també recupera i emmagatzema energia mitjançant la frenada regenerativa.
• S’utilitza normalment una CVT (Transmissió Contínuament Variable) o engranatge planetari.
• Les fonts d’energia inclouen bateries de liti-ió o de polímer de liti.
• Es necessita una capacitat de bateria menor en comparació amb els híbrids en sèrie, la qual cosa manté els costos més baixos.

Honda va adoptar un enfocament únic equipant el seu cotxe de dos llocs gas-elèctric CR-Z amb una caixa de canvis mecànica de sis velocitats. Alguns fabricants d’automòbils també estan explorant els supercondensadors, que poden proporcionar una potència molt alta durant períodes breus, com a alternativa a les bateries convencionals.

3. Híbrid en sèrie-paral·lel

La configuració en sèrie-paral·lel combina elements dels dos esquemes i s’exemplifica millor amb el Toyota Prius i els models Lexus amb la designació “h”, tots propulsats pel sistema propietari de Toyota HSD (Hybrid Synergy Drive).

Com funciona:

• Una transmissió planetària permet que el MCI i el motor elèctric treballin junts o de manera independent.
• El MCI impulsa les rodes alhora que alimenta un generador.
• No cal cap caixa de canvis tradicional — en el seu lloc, l’electrònica de bord regula la velocitat dels motors i el generador.
• El resultat és una ECVT (Transmissió Electro Contínuament Variable), que ofereix una entrega de potència suau i eficient.

Quin tipus de motors utilitzen els cotxes híbrids?

La gran majoria dels vehicles híbrids utilitzen motors de gasolina, molts dels quals funcionen amb el cicle Atkinson — un disseny amb una carrera de compressió més curta que millora l’eficiència tèrmica i redueix les emissions. Això fa que els híbrids gasolina-elèctrics siguin excel·lents en termes tant d’economia de combustible com d’impacte ambiental.

Llavors, per què els híbrids dièsel-elèctrics no són més comuns? Algunes raons clau:

• El mercat híbrid més gran — Amèrica del Nord — ha tingut històricament una baixa adopció de vehicles de passatgers de dièsel.
• Els motors dièsel són més cars de produir que els de gasolina, cosa que augmentaria encara més la ja significativa prima de preu dels híbrids.
• Els motors de gasolina de cicle Atkinson ja assoleixen una eficiència excel·lent quan es combinen amb un motor elèctric.

Aquesta és una traducció. Podeu llegir l’original aquí: https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4df5.html