Come funzionano le auto ibride?

Molto semplicemente, un veicolo ibrido combina almeno un motore elettrico con un motore a benzina per muovere l’auto. A volte il motore elettrico fa tutto il lavoro, a volte è il motore a combustibile, a volte lavorano insieme. Il risultato è una minore quantità di benzina consumata e, quindi, un migliore risparmio di carburante. I veicoli ibridi-elettrici (HEV) combinano quindi il vantaggio del motore a combustione interna o dei motori a benzina (usati per caricare la batteria) e dei motori elettrici che utilizzano l’energia immagazzinata, per l’appunto, nelle batterie.

Cosa sono i veicoli elettrici ibridi?

I veicoli elettrici ibridi sono alimentati da un motore a combustione interna e da un motore elettrico, che utilizza l’energia immagazzinata nelle batterie. Non è possibile collegare alla rete un veicolo elettrico ibrido per caricare la batteria. Invece, la batteria viene caricata attraverso la frenata rigenerativa e dal motore a combustione interna.

La potenza extra fornita dal motore elettrico può potenzialmente consentire l’uso di un motore più piccolo rispetto ai veicoli elettrici puri, cioè i plug-in. La batteria può anche alimentare carichi ausiliari e ridurre il minimo del motore quando è fermo. Insieme, queste caratteristiche si traducono in un migliore risparmio di carburante senza sacrificare le prestazioni.

Nei veicoli ibridi, l’elettricità proviene da un pacco batteria ad alta tensione (separato dalla batteria convenzionale da 12 volt dell’auto) che viene reintegrato catturando l’energia dalla decelerazione che in genere viene persa per il calore generato dai freni delle auto convenzionali. Ciò avviene attraverso il sistema di frenata cosiddetta “rigenerativa” (vedi più avanti).

Gli ibridi utilizzano anche il motore a gas per caricare e mantenere la batteria. Le case automobilistiche utilizzano diversi design ibridi per svolgere diverse missioni, che vanno dal massimo risparmio di carburante al mantenimento del costo del veicolo il più basso possibile. Le aree chiave delle prestazioni sono la frenata rigenerativa, la doppia alimentazione e la riduzione del minimo:

1. Rigenerare la frenata

Non è possibile collegare un veicolo elettrico ibrido alla rete per caricare la batteria. La batteria viene caricata con l’aiuto della frenata rigenerativa e dal motore a combustione interna. Aiuta a trasformare l’energia cinetica prodotta dall’auto in movimento in energia elettrica immagazzinata nelle batterie. Il motore elettrico alimenta il veicolo e resiste al suo movimento. Quando si applicano i freni per rallentare, questa resistenza rallenta la ruota e contemporaneamente ricarica le batterie.

2. Doppia alimentazione e doppia potenza

A seconda delle circostanze di guida, la potenza può provenire dal motore elettrico, dal motore a combustione o da entrambi. Il motore elettrico è in funzione a basse velocità. Quando si aumenta la velocità, il motore a combustione entra in funzione. Successivamente, la batteria elettrica si ricarica da sola utilizzando il motore a combustione. Il motore elettrico fornisce anche potenza aggiuntiva per assistere il motore in accelerazione o in salita.

3. Avvio / spegnimento automatico

Quando il veicolo si ferma, spegne automaticamente il motore e lo riavvia quando si preme l’acceleratore. Questa automazione è molto più semplice con un motore elettrico. La potenza aggiuntiva fornita dal motore elettrico può potenzialmente consentire l’uso di un motore più piccolo. La batteria non solo alimenta i carichi ausiliari, ma riduce anche il minimo del motore quando si ferma.

Queste caratteristiche complessivamente si traducono in un migliore risparmio di carburante senza ostacolare le prestazioni. Mentre la maggior parte delle persone associa i veicoli ibridi a quelli che utilizzano l’elettricità come carburante alternativo principale, ora sono disponibili più opzioni. Ci sono auto che utilizzano tecnologie ibride anche con propano e gas naturale.

Un’auto ibrida è meglio definita come un veicolo dotato di un motore in grado di passare dal combustibile fossile a una fonte di combustibile alternativa. D’altra parte, ci sono auto elettriche che utilizzano batterie ricaricabili e hanno i loro vantaggi e svantaggi.

I vari tipi di veicoli ibridi

Ibrido parallelo

In questo progetto più comune, i motori elettrici e il motore a benzina sono collegati in una trasmissione comune che unisce le due fonti di alimentazione. Quella trasmissione può essere automatica, manuale o a variazione continua (CVT). Una trasmissione ibrida molto popolare è un CVT a ripartizione di potenza, utilizzato dalla Toyota Prius e dalla Chevrolet Volt. Il tipo di trasmissione e le dimensioni del motore a benzina sono i fattori principali che determinano il modo in cui un ibrido parallelo accelererà, suonerà e si sentirà quando lo si guida. I marchi che utilizzano il design parallelo includono Toyota, Lexus, Hyundai, Kia, Ford, Honda, Lincoln, Nissan e Infiniti.

Serie ibrida pura

In questo tipo di progetto, il motore elettrico fornisce tutta la spinta e non c’è mai una connessione meccanica fisica tra il motore e le ruote. Il motore a benzina serve solo per ricaricare la batteria. Ciò si traduce in un’esperienza di guida migliore rispetto a un’auto elettrica pura, con un’accelerazione più fluida e potente. Di solito ci sono meno vibrazioni quando il motore a benzina si innesta. Tuttavia, quell’impegno non sempre avviene di concerto con ciò che sta facendo il tuo piede destro (ricorda, la batteria sta facendo le richieste), quindi il motore potrebbe aumentare di giri mentre l’auto sta andando a velocità costante. Alcuni trovano questo comportamento sconcertante.

Ibrido plug-in

Un ibrido plug-in migliora il concetto ibrido convenzionale con un pacco batteria molto più grande che, come un’auto elettrica, deve essere completamente ricaricato utilizzando una fonte di elettricità esterna: da casa, dall’ufficio o dalla stazione di ricarica pubblica. Questa maggiore quantità di accumulo di energia è come un serbatoio di benzina più grande: consente una guida completamente elettrica prolungata (tra 25 e 80 km a seconda del modello) e può ridurre significativamente il consumo di carburante. In effetti, se fai un breve tragitto e ti ricarichi di notte, per la maggior parte del tempo correrai con l’elettricità. Se si esaurisce l’autonomia completamente elettrica, l’auto torna fondamentalmente ad essere un ibrido parallelo convenzionale.