Motores Hibridos

Seguimos con nuestro especial sobre coches híbridos. Hoy vamos a ver cómo funcionan y a comprobar por qué son tan eficientes. La energía ni se crea ni se destruye, se transforma. Cuando hablamos de automoción, aunque sea físicamente incorrecto, podemos contemplar pérdidas.

Al pisar el freno convertimos energía cinética en calor en los discos, por ejemplo. El sonido del motor también podemos considerarlo una pérdida, así como los rozamientos mecánicos, resistencia aerodinámica, consumo al ralentí... estas realidades suponen que del combustible que echamos al depósito se aprovecha menos de la mitad en movimiento útil.

Los coches híbridos tratan de minimizar estas pérdidas todo lo que sea posible, en cada uno de los aspectos. Por ejemplo, en cuanto a aerodinámica, el diseño de los híbridos es de tipo kammback (o media gota de agua) si se han diseñado específicamente como tales y no son una versión adicional a la convencional.

Entran en esta definición Honda Insight, Toyota Prius, Chevrolet Volt, Opel Ampera, etc. Los Lexus, Honda Civic Hybrid y adaptaciones híbridas de modelos que sí se venden con motores convencionales no tienen una aerodinámica tan trabajada. Un híbrido ahorra energía en cada cable, cada bombilla, cada circuito… al máximo. Hasta reducen peso allí donde se puede.

¿Cómo funcionan los Híbridos?

Los vehículos Híbridos-eléctricos (VHEs) combinan las ventajas de los motores de gasolina con los motores eléctricos y se pueden configurar para diferentes objetivos, como mejorar el ahorro de combustible, aumentar su fuerza, o proveer fuerza adicional para el uso del sistema eléctrico o los componentes electrónicos.

Algunas de las tecnologías avanzadas que usan los híbridos típicamente incluyen

• Frenado Regenerativo. El motor eléctrico opone resistencia al tren de propulsión haciendo que las ruedas desaceleren. A cambio la energía de las ruedas se regresa al motor y hace que gire y que funcione como generador, convirtiendo la energía que normalmente se desperdicia durante el frenado ó cuando se maneja en una velocidad constante en electricidad; dicha electricidad se almacena en una batería hasta que el motor eléctrico la necesita.

• Asistente del Motor Eléctrico. El motor eléctrico provee fuerza adicional para auxiliar al acelerar, para rebasar a otro auto, o en una pendiente. Esto permite que se utilice un motor más pequeño más eficientemente. En algunos vehículos, el motor por sí solo proporciona la energía cuando se maneja en condiciones de baja velocidad, y que es cuando generalmente el motor de combustión interna es menos eficiente.

• Encendio/Apagado Automático. Apaga el motor cuando el vehículo se detiene y lo enciende cuando se pisa el acelerador. Esto previene que se desperdicie energía cuando el auto se deja encendido pero sin mover (a ralenti).

Componentes del sistema híbrido

Este tipo de vehículos tiene varios componentes comunes independientemente de la arquitectura (híbrido en serie, paralelo o combinado). Si fuese un vehículo 100% eléctrico no tendría motor térmico, y el resto es igual.

• Motor térmico: Suele ser gasolina (ciclo Otto, Atkinson o Miller) 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, como es el caso de los motores in-wheel o dentro de la rueda. Su sonoridad es prácticamente nula y dan casi todo el par en un régimen muy bajo de revoluciones.

• Generador: No es una pieza sino una función. Recupera energía en las frenadas, retenciones y aceleraciones en las que el motor térmico entregue potencia de más. Lo normal es que el mismo motor eléctrico desempeñe esta función siempre que no esté empujando.

• Baterías: Suelen ser de plomo-ácido (Pb), níquel-metal hidrido (NiMh), níquel-cadmio (NiCd) o ión litio, en orden de eficiencia. Se almacenan normalmente en la parte trasera y añaden mucho peso al coche. Necesitan un sistema de refrigeración pero no mantenimiento por parte del usuario. Van aparte de la batería de 12V de siempre.

• Sistema de gestión: Independientemente de que hablemos de un modelo manual (muy raro) o de uno automático, para que un híbrido sea más eficiente debe esta gestionado por un ordenador con múltiples sensores, que decida qué combinación es más eficiente en cada momento.

Cómo ahorra un híbrido

Ahora que sabemos sus componentes, discriminaremos estas situaciones de conducción:

• Arranque desde parado: El motor eléctrico se utiliza para mover el coche con o sin el motor térmico (con poca demanda de aceleración). La transición de parado a movimiento es lo más suave posible, alcanzada cierta velocidad el motor de gasolina mueve el coche también si no lo ha hecho ya. Así evitamos un momento de gran ineficiencia del motor térmico. Los semihíbridos siempre arrancan con los dos motores.

• Aceleración:

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