¿Qué es un automóvil híbrido? Tipos, esquemas y cómo funcionan

Un automóvil híbrido combina un motor de combustión interna (MCI) con un motor eléctrico, lo que resulta en un menor consumo de combustible y una reducción de las emisiones de escape. Cuanto más eficiente es el sistema híbrido, más potentes son las baterías que requiere y, en consecuencia, mayor es su precio. Aquí encontrarás todo lo que necesitas saber sobre cómo funcionan los automóviles híbridos y qué los diferencia.

Híbridos suaves vs. híbridos completos: ¿Cuál es la diferencia?

Según el papel que desempeña el motor eléctrico en el tren de transmisión, los híbridos se dividen en dos categorías principales: suaves y completos.

• Los híbridos suaves utilizan el motor eléctrico como asistente del motor de combustión interna. Un ejemplo bien conocido es el hatchback Honda Insight. El motor eléctrico asiste durante la aceleración, pero no puede impulsar el automóvil por sí solo.
• Los híbridos completos pueden recorrer cierta distancia únicamente con energía eléctrica, sin que el MCI funcione en absoluto. El Lexus RX 400h es un ejemplo clásico de este tipo.

También existe una tercera categoría, definida de forma imprecisa, que a veces se denomina microhíbridos: un término de marketing utilizado para describir vehículos con sistema de arranque/parada. Sin embargo, esto es esencialmente solo un generador avanzado, no una configuración híbrida real, ya que ningún motor eléctrico transmite par a las ruedas.

Los 3 esquemas principales de tren de transmisión híbrido

Los trenes de transmisión híbridos se presentan en tres configuraciones fundamentales: serie, paralelo y serie-paralelo. Cada uno tiene características, ventajas y casos de uso típicos distintos.

1. Híbrido en serie

El híbrido en serie es la configuración más antigua, inventada en 1899 por Ferdinand Porsche. En este esquema:

• Las ruedas son impulsadas completamente por un motor eléctrico.
• Un MCI de pequeña cilindrada hace girar un generador para producir electricidad; nunca impulsa directamente las ruedas.
• No se necesita una caja de cambios tradicional ni un motor de combustión de alta potencia.
• Se requieren baterías de gran capacidad (normalmente de hidruro metálico de níquel).

Este esquema es menos común en los automóviles de pasajeros hoy en día, pero se utiliza ampliamente en camiones volquete de cantera, autobuses y locomotoras.

2. Híbrido en paralelo

Patentado en 1905 por el ingeniero alemán Henri Pieper, el híbrido en paralelo es, con diferencia, la configuración más utilizada en la actualidad. Es la base de casi todos los vehículos híbridos suaves. Las características principales incluyen:

• Un potente motor eléctrico (normalmente de 10 a 15 kW) asiste al MCI durante la aceleración.
• El motor eléctrico también recupera y almacena energía mediante el frenado regenerativo.
• Normalmente se utiliza una CVT (transmisión continuamente variable) o un engranaje planetario.
• Las fuentes de energía incluyen baterías de iones de litio o de polímero de litio.
• Se necesita una capacidad de batería menor en comparación con los híbridos en serie, lo que mantiene los costos más bajos.

Honda adoptó un enfoque único al equipar su cupé gas-eléctrico CR-Z con una caja de cambios mecánica de seis velocidades. Algunos fabricantes de automóviles también están explorando los supercondensadores, que pueden proporcionar una salida de potencia muy alta durante breves períodos, como alternativa a las baterías convencionales.

3. Híbrido serie-paralelo

La configuración serie-paralelo combina elementos de ambos esquemas y está mejor ejemplificada por el Toyota Prius y los modelos Lexus con la designación «h», todos impulsados por el sistema propietario HSD (Hybrid Synergy Drive) de Toyota.

Cómo funciona:

• Una transmisión planetaria permite que el MCI y el motor eléctrico trabajen juntos o de forma independiente.
• El MCI impulsa las ruedas mientras simultáneamente alimenta un generador.
• No se necesita una caja de cambios tradicional; en cambio, la electrónica a bordo regula la velocidad de los motores y el generador.
• El resultado es una ECVT (transmisión electrocontinuamente variable), que ofrece una transmisión de potencia suave y eficiente.

¿Qué tipo de motores utilizan los automóviles híbridos?

La gran mayoría de los vehículos híbridos utilizan motores de gasolina, muchos de los cuales funcionan con el ciclo Atkinson, un diseño con una carrera de compresión más corta que mejora la eficiencia térmica y reduce las emisiones. Esto hace que los híbridos gasolina-eléctrico sean excelentes en términos de economía de combustible e impacto ambiental.

Entonces, ¿por qué los híbridos diésel-eléctrico no son más comunes? Algunas razones clave:

• El mayor mercado de híbridos —América del Norte— ha tenido históricamente una baja adopción de vehículos de pasajeros diésel.
• Los motores diésel son más costosos de producir que los de gasolina, lo que elevaría aún más la ya significativa prima de precio de los híbridos.
• Los motores de ciclo Atkinson a gasolina ya logran una eficiencia sobresaliente cuando se combinan con un motor eléctrico.

Esta es una traducción. Puedes leer el original aquí: https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4df5.html