¿Cómo son y cómo funcionan los coches híbridos?

Motores térmicos, eléctricos e híbridos… son varias las posibilidades que existen en el mercado y poco el conocimiento que se tiene sobre cual resulta más rentable. Así, en el caso de los que son coches híbridos, a la vez que ayudan a cuidar nuestro planeta gracias a sus bajas emisiones, también permiten una conducción mejorada de cara al usuario. Pero, ¿cómo es y cómo funcionan este tipo de vehículos?

Son vehículos que maximizan la eficiencia

Los coches híbridos son una interesante opción de compra en muchos casos. Se tratan de coches que combinan dos motores, uno de combustión interna (convencional) y otro eléctrico. Este, alimentado por baterías que se recargan en frenadas y deceleraciones, pueden encontrarse en el mercado desde hace varios años y, aunque todavía no son una opción de compra mayoritaria, ya tienen una cuota de mercado importante.

Entre sus características más importantes resalta sus bajos consumos, puesto que recuperan energía que otros modelos minusvaloran, al tiempo que porque sus diseños buscan en muchos casos maximizar la eficiencia. Además, su mantenimiento es también más barato y las marcas que cuentan con modelos de este tipo en su gama suelen aumentar la garantía del motor eléctrico y sus baterías, para animar a su compra.

Es por ello por lo que cada vez más fabricantes apuestan por ofrecer en sus gamas esta categoría de automóviles. Sin embargo, lo cierto es que dentro de los mismos podemos encontrar varios tipos que, dependiendo de su funcionamiento, se clasifican en varios segmentos.

El funcionamiento y tipos de coches híbridos

Como hemos mencionado anteriormente, estos vehículos son, en esencia, todo aquel que utiliza dos motores de distinto concepto para mover las ruedas del mismo. Aunque la fórmula tradicional de coche híbrido es la que utiliza un motor de combustión (generalmente de gasolina, pero también puede ser diésel) complementado con un motor eléctrico, han ido surgiendo diferentes tipos y categorías por las que en la actualidad se dan en el mercado.

Tipos coches híbridos

El primero de estos automóviles que combinaban un motor de combustión y otro eléctrico fue el Toyota Prius. El nipón se convirtió en el primero producido en serie, popularizando un tipo de coche que actualmente está disponible en múltiples marcas, formatos y precios. La clave se halla en su batería recargable. Esta es la que alimenta el motor generador de electricidad a la vez que proporciona la potencia para propulsar el motor, aprovechando al máximo la energía generada durante la conducción.

Tenemos los híbridos combinados (los más comunes), los híbridos enchufables, híbridos en serie (conocidos como eléctricos de autonomía extendida) y, los microhíbridos y Mild-Hybrid. A partir de ahí contamos con tres tipos.

  • Híbrido en paralelo. Se trata de una solución técnica bastante sencilla, pero no tan eficiente como otras. Los dos motores se utilizan para dar fuerza a la transmisión. Se les suele llamar semi-híbridos.
  • Híbrido en serie. El motor térmico es el que no tiene conexión con las ruedas, sino que su cometido es generar electricidad para que el motor eléctrico mueva al vehículo. Conocidos como eléctricos de autonomía extendida siempre se mueven gracias a la electricidad.
  • Híbrido combinado. Aquí el coche puede movers con el impulso de cualquiera de sus motores. Ambos tienen conexión mecánica con las ruedas, lo que permite circular en modo eléctrico. El motor eléctrico suele ser capaz de generar de energía en las frenadas y retenciones. Mejora la eficiencia, pero se complica la mecánica y electrónica de los coches. Se les denomina full-hybrid.

Principales componentes

La tecnología híbrida, una solución para la movilidad sostenible, tiene algunos componentes que debemos tomar en cuenta antes de hablar acerca de cómo funcionan los coches híbridos. Además de los dos motores combinados, que pueden ser diésel-eléctrico o gasolina-eléctrico, cuentan con baterías, un sistema de gestión con sensores, responsables de la eficiencia del coche, generadores, divisores de potencia, y unidades de control de energía.

Estos varios componentes son comunes e independientemente de la arquitectura (híbrido en serie, paralelo o combinado). Si fuese un vehículo 100% eléctrico no tendría motor térmico.

  • Motor térmico. Habitualmente de gasolina o diesel. También podría funcionar con gas o biocombustibles. Tienen poca cilindrada respecto a un modelo equivalente de motor convencional y prima el par máximo sobre la potencia.
  • Motor eléctrico. Puede haber más de uno y siempre va conectado a la transmisión o empuja directamente a las ruedas. Dan casi todo el par en un régimen muy bajo de revoluciones.
  • Baterías. Se almacenan normalmente en la parte trasera y añaden mucho peso al coche. Suelen ser de plomo-ácido (Pb), níquel-metal hidrido (NiMh), níquel-cadmio (NiCd) o ión litio, en orden de eficiencia.
  • Generadores. Recuperan energía en las frenadas, retenciones y aceleraciones en las que el motor térmico entregue potencia de más.
  • Divisores de potencia. No es una caja de cambios convencional, sino un un sistema de engranajes vinculados a los diferentes motores que distribuye la potencia del sistema en función de la fuerza que recibe de los diferentes propulsores, así como de la situación de conducción.
  • Unidades de control de energía. Transforma y administra el flujo de energía eléctrica entre la batería y el motor. Convierte la corriente continua que entrega la batería en corriente alterna para el funcionamiento del motor y el generador eléctricos, el aire acondicionado o la batería auxiliar.

El propio Toyota Prius, el híbrido por excelencia, refleja en su última generación este paso evolutivo. Su motor de gasolina tiene menos potencia, pero más el eléctrico, que se muestra más participativo. El motor eléctrico es capaz de mover por sí solo al coche en situaciones de baja o media velocidad. Por tanto, en muchos momentos en un entorno como la ciudad. A mayor demanda de potencia, el motor térmico es el encargado de desplazar el coche, pero también el eléctrico puede entrar en funcionamiento y sumar su empuje.

Actividades del sistema híbrido

Ahora que conocemos el funcionamiento, los tipos de híbridos existentes y todos los componentes que forman parte de este tipo de vehículos, de los cuales se ven como los primeros de nueva generación antes de los evolucionados coches eléctricos, estos automóviles funcionan en torno a una serie de actividades.

Coches híbridos actividades

Estas, también vistas como otras características y funcionalidades del mismo, recurren a una serie de tareas y labores que hace por complementar al resto de las funciones básicas. Estas son las de carga y recarga de las baterías, un componente también esencial para este segmento, su autonomía, que hoy está bastante mejorada al respecto de los electrificados, su consumo y ahorro.

Su sistema de propulsión es autónomo. Es decir, él mismo se encarga de gestionar las transiciones entre el motor térmico y eléctrico, sin que el conductor tenga que interferir en su funcionamiento. De este modo, determina cómo funciona un vehículo híbrido. Sin embargo, también ofrecen la posibilidad de que nosotros mismos elijamos con qué nos desplazamos

Carga y recarga de las baterías

En el caso de la carga y recarga de las baterías sobre este tipo de vehículos híbridos, estos son capaces de recuperar alrededor del 20% de la energía que se desperdicia en un coche convencional durante las frenadas. Así, el fundamento básico de estos es que se recargan únicamente con el movimiento, excepto en los modelos recargables mediante red eléctrica (PHEV o REHEV).

El motor térmico trata de trabajar siempre a un régimen máximo de eficiencia, así que el sonido que percibimos es fundamentalmente el mismo. Si la potencia suministrada por el motor es excesiva se almacena el excedente en las baterías, pasando el motor eléctrico a ser un generador.

Mientras, si en cambio la potencia del motor térmico es insuficiente, el motor eléctrico utiliza la energía previamente almacenada para realizar la asistencia. En algunos casos el motor eléctrico ni empuja ni recarga, está inactivo.

Autonomía

La autonomía de un coche híbrido suele ser un tema sobre el que mucha gente tiene dudas. Así, con la llegada de PHEV y MHEV, siguen teniendo una opción interesante en cuanto a rendimiento y eficiencia en este sentido. En la actualidad, este tipo de componentes funcionan sin ningún problema a lo largo de toda la vida útil del mismo.

Autonomía

El acumulador eléctrico de los coches híbridos no sufre demasiados esfuerzos, ya que muy pocas veces llega a descargarse por completo ni alberga más energía de la necesaria. Además, el modo eléctrico de un coche híbrido funciona sólo de forma temporal, utilizándose de forma alternativa ambos motores y reduciendo así su deterioro.

Como tal, el conocer cuántos kilómetros hacen en modo eléctrico no es un dato demasiado relevante puesto que no es un objetivo de diseño, sino una consecuencia. Ahí, entonces, y dependiendo del tipo de coche, la autonomía va a variar un poco debido a la diferencia de prestaciones entre uno y otro, al igual que la capacidad de la batería. Hay casos como los híbridos enchufables, que aportan entre 52 y 66 km de funcionamiento eléctrico total. Mientras que un híbrido normal, no enchufable, dispone de una batería con una capacidad muy modesta, normalmente menos de 2 kWh. Con esa capacidad suele ser posible recorrer entre 2 y 3 kilómetros en condiciones óptimas.

Consumo y emisiones

Un híbrido enchufable aúna lo mejor de dos mundos: la gran eficiencia de los coches eléctricos y la amplia autonomía de los modelos de combustión. Pero es que, además, tiene etiqueta Cero Emisiones. Los PHEV permiten recorrer muchos kilómetros sin parar. Por ejemplo, los más modernos como los Hyundai Ionic enchufables pueden disfrutar de grandes distancias y llegar muy lejos.

Confirmado, comprobado y aceptado que un el primero gasta menos que el segundo, el reto está en comprobar cuál es la diferencia real de consumo entre los coches híbridos y los de gasolina. Por lo general, los datos nos dicen que el primero consume un 46% menos que el segundo de tamaño similar. Refiriéndonos a la mencionada serie Ionic, su consumo es de 1,1 litros/100 km, unas emisiones de CO2 de 26 g/km. Otros, como los Toyota Prius o Auris Hybrid, consumen 3,9 l/100km y 83 g/km de emisiones de CO2.

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