¿Qué es un híbrido? Todo lo que necesitas saber

¿Qué es un híbrido?  Todo lo que necesitas saber

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Si desea comprar un híbrido suave, híbrido o híbrido enchufable, la guía Autocar lo explica todo.

A medida que amenaza la prohibición de los nuevos coches de gasolina y diésel en el Reino Unido en 2030, el interés por los coches híbridos nunca ha sido tan grande.

Según la Asociación de Fabricantes y Distribuidores de Máquinas, en julio de 2021, los híbridos y los híbridos enchufables representaron el 20% de las ventas de automóviles nuevos, y ese número sigue aumentando.

Pero, ¿qué es exactamente un híbrido? Con casi todas las marcas que ofrecen ahora una amplia variedad de modelos, desde la versión suave hasta la versión enchufable, este es un concepto con el que los clientes tendrán que lidiar cada vez más al elegir su próximo automóvil nuevo. Entonces, para facilitar las cosas, aquí hay una guía que tiene todo lo que necesita saber sobre los híbridos.

Híbridos suaves

Cada vez más popular entre los fabricantes, el diseño híbrido liviano es una solución relativamente simple y liviana que se puede aplicar a los modelos ICE existentes en muchos casos. A diferencia de otros híbridos, el motor eléctrico no impulsa el automóvil, sino que proporciona asistencia de par al acelerar, además de servir como motor de arranque y generador para una pequeña batería.

Esencialmente, los sistemas híbridos suaves vienen en dos formas: accionados por correa o conectados directamente al motor. De cualquier manera, la mayoría de los sistemas usan una arquitectura de 48 V y una batería compacta de iones de litio, aunque algunas marcas, como Mazda, prefieren el sistema de 12 V y afirman que la eficiencia creada por una batería aún más pequeña compensa un paquete más grande de energía adicional y ayuda eléctrica. . Independientemente del enfoque, el aumento general de la eficiencia con respecto al ICE puro equivalente es generalmente de aproximadamente un 10%.

Desde el punto de vista de la ingeniería, el diseño de transmisión por correa se conoce como P0 y su popularidad se debe en gran medida a los menores costos (tanto en términos de desarrollo como de instalación), ya que se puede agregar a la mayoría de los motores existentes sin modificaciones significativas. En pocas palabras, este sistema utiliza una unidad de generador de arranque que reemplaza al generador convencional y está conectada al cigüeñal del motor mediante una correa de distribución.

Puede ayudar con la aceleración; y cuando el automóvil desacelera, se convierte en un generador, brindando resistencia como un poderoso freno de motor. Al hacerlo, fluye la corriente de regreso a la batería y reduce la necesidad de frenos de fricción, reduciendo así la cantidad de energía perdida por el calor de los discos y las pastillas. También puede actuar como un sistema de arranque y parada del motor, tanto cuando el vehículo está parado como cuando se suelta el pedal del acelerador.

La configuración para la transmisión directa del cigüeñal denominada P1 es la misma que la del sistema Honda IMA (Integrated Engine Assist). Con un generador de motor intercalado entre el ICE y la transmisión, esta configuración permite más torque (no limitado por la fuerza de la correa), respuestas teóricamente más rápidas y un empaque más limpio. Sin embargo, su costo es el desarrollo y la instalación, especialmente para aplicaciones de tracción delantera más compactas y, por lo tanto, generalmente requiere el diseño y la fabricación de un motor a medida.

Ambas configuraciones se denominan híbridos en paralelo, lo que significa que el motor puede ayudar a acelerar el motor, pero como no tiene contacto con las ruedas, no puede conducir el automóvil por sí solo.

Aparte de esto, también puede encontrarse con microhíbridos que utilizan una tecnología de generador de arranque similar en su sistema de arranque del motor, pero que no pueden proporcionar asistencia eléctrica a ICE. En esencia, el uso del término «híbrido» se diseñó como una estrategia de marketing para buscar la tendencia actual de máquinas significativamente electrificadas.

Híbridos completos

Cuando pensamos en el término híbrido, inevitablemente nos viene a la mente el Toyota Prius. Aunque no fue el primer vehículo eléctrico de gasolina, el pionero japonés popularizó la tecnología, ahora conocida en términos de ingeniería como un híbrido en serie-paralelo, o más recientemente como un híbrido de carga automática.

Estos modelos son más costosos de desarrollar y fabricar que los híbridos suaves que hemos probado, como automóvil ICE, como propulsión eléctrica o como una combinación de ambos. Como resultado, requieren transmisiones más sofisticadas, componentes más grandes y sistemas de control más complejos.

Tomando el Prius como ejemplo, esencialmente funciona como un vehículo eléctrico de baja velocidad y usa su batería para hacer funcionar un motor eléctrico. Conduzca más rápido o haga más demandas a la batería y el motor cobrará vida, pero en lugar de conducir el automóvil, se utilizará como generador para mantener un nivel de carga mínimo en las celdas. A esto se le llama modo de secuencia. Finalmente, el sistema también es capaz de operar en modo paralelo, con el motor y el motor funcionando en paralelo para acelerar el automóvil. Además, puede apagar ambos motores y hacer funcionar limpio con el motor.

Sin embargo, podría decirse que es más complejo que eso. Tomando el Prius como ejemplo, encontrará que tiene prácticamente dos motores eléctricos: el MG1 es un generador de arranque similar a los híbridos suaves, y el MG2 es el motor de accionamiento que también actúa como un generador con frenado regenerativo en el batería, mientras que el MG1 es el motor como generador. también puedes cargar las celdas usando). Ambos deben trabajar con el motor. Para lograr esto, necesita un dispositivo conocido como distribuidor de energía, un dispositivo que está en el corazón de todo híbrido completo. En pocas palabras, es una transmisión, pero hay que hacer mucho más que la transmisión de un automóvil ICE.

Nos quedamos con el Prius porque fue el pionero del sistema utilizado en formas similares en otros híbridos completos. Su divisor de potencia a menudo se conoce como transmisión continuamente variable (CVT), pero si bien puede realizar la misma tarea y mantener la relación ideal para una máxima eficiencia, en realidad es mecánicamente diferente. En lugar de las correas y poleas CVT tradicionales, utilizan un engranaje planetario y están empaquetados en el motor junto con los dos motores eléctricos. Las computadoras (sin conexión física al motor a través del acelerador o la transmisión) decidirán entonces, dependiendo de las condiciones prevalecientes, dónde transferir el mejor rendimiento.

El híbrido «autocargable» está diseñado de muchas formas para maximizar la eficiencia del ICE tradicional. Debido a las capacidades de generación de energía relativamente limitadas de los diversos motores eléctricos, estos autos tienden a tener una batería pequeña, lo que generalmente significa solo aproximadamente una milla de motor EV puro. Sin embargo, debido al distribuidor de energía, puede hacer funcionar el ICE a la velocidad más eficiente, independientemente de la velocidad de la carretera, y utiliza motores eléctricos para impulsarlo.

Se puede encontrar una forma ligeramente diferente de propulsión híbrida en serie-paralelo en los coches eléctricos con tracción en las cuatro ruedas, como los modelos Volvo T8 Recharge. Aquí, el motor y la transmisión automática con convertidor de par convencional accionan las ruedas delanteras en combinación con un generador de arranque de estilo híbrido suave, mientras que un motor eléctrico trasero acciona el eje trasero. En el modo EV, el motor eléctrico impulsa el automóvil, mientras que a velocidades más altas, el motor toma el control. Si se requiere más potencia, tanto los motores eléctricos como el motor de gasolina trabajan juntos en paralelo, y el generador de arranque actúa de manera eficiente como un distribuidor de energía.

Híbridos enchufables

Esencialmente, los híbridos enchufables, también conocidos como PHEV, son extensiones de los híbridos completos, pero con la ventaja adicional de una gama de vehículos eléctricos mucho más grande. Esto es posible gracias a una batería mucho más grande que debe conectarse a la red eléctrica, al igual que un vehículo eléctrico con batería (BEV).

Dependiendo del modo de conducción elegido, el automóvil funcionará con electricidad hasta que las celdas alcancen el nivel mínimo de carga, momento en el que el motor se encenderá y actuará como generador para mantener la energía suficiente para cargar las baterías lo suficiente para mantener los motores eléctricos en funcionamiento. (algunos sistemas, como Volkswagen, permiten que el motor esté completamente cargado, aunque como resultado se reduce el consumo de combustible).

Si bien casi todos los híbridos completos son gasolina-eléctricos, hay un puñado de PHEV diesel-eléctricos. Mercedes-Benz es el mayor representante de esta tecnología y ofrece varios modelos de berlina, camioneta y SUV. Sobre el papel, resultan en un notable consumo de combustible y emisiones de CO2, en gran parte debido a la eficiencia resultante de sus motores diésel. Sin embargo, las continuas consecuencias del escándalo del Dieselgate significan que es probable que sigan siendo muy vulnerables y que pocos fabricantes se comprometan a suministrar vehículos con una propulsión similar.

La mayoría de los híbridos enchufables funcionan de manera similar a los híbridos completos descritos anteriormente, y compañías como Toyota, Kia y Hyundai ofrecen versiones híbridas e híbridas enchufables del mismo automóvil. Sin embargo, también hay alternativas de expansión de rango que adoptan un enfoque ligeramente diferente, esencialmente utilizando un motor eléctrico para conducir y el motor como un mero generador sin entrar en contacto con las ruedas de la carretera.

Ford usa un sistema de extensión de rango en su camioneta Transit, el motor de gasolina turbo de 1.0 litros cobra vida cuando la batería necesita ser recargada. Los pioneros de este tipo de sistemas fueron el Vauxhall Ampera y el Chevrolet Volt, aunque ambos coches pudieron conducir las ruedas con el motor a velocidades superiores a 70 km / h, ya que era más eficiente que con motores eléctricos.

Curiosamente, esta es una variación de este diseño que Nissan utilizará para la versión híbrida completa del nuevo Qashqai. Aunque no es un híbrido enchufable, su innovador tren motriz eléctrico tiene un motor eléctrico de 194 caballos de fuerza conectado a las ruedas y un motor de gasolina de 1.5 litros que actúa puramente como un generador. Cuando se usa como generador, el motor continúa funcionando con una eficiencia óptima, lo que Nissan cree que dará como resultado menores emisiones y un mayor consumo de combustible que la gasolina convencional, y es equivalente a los híbridos convencionales. Además, dado que el motor eléctrico siempre alimenta al automóvil, el Qashqai se conducirá como un EV con una aceleración suave y potente.

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