EL VEHÍCLE HÍBRID

Tots els vehicles compten amb un mitjà per a emmagatzemar energia -un dipòsit de combustible- i una màquina que és capaç de transformar aquesta energia en moviment per a propulsar al cotxe.

Per exemple, en un vehicle de combustió (gasolina o dièsel), l’energia està emmagatzemada en forma de combustible que, en cremar-se, allibera energia. Aquesta energia es transforma en moviment en el motor de combustió. O, per exemple, en el cas d’un cotxe elèctric; l’energia està emmagatzemada en una bateria i és convertida en moviment mecànic mitjançant un motor elèctric.

Un cotxe híbrid és aquell que compta amb dos o més magatzems d’energia diferents i dues o més màquines destinades a transformar aquesta energia en moviment. La raó de l’existència dels híbrids és que dos tipus de propulsors molt diferents, poden complementar-se per a donar lloc a un sistema de propulsió amb més avantatges i menys inconvenients.

Els motors elèctrics són molt eficients en les situacions en les quals un propulsor de combustió interna és molt ineficient. I ho són per dos motius. El primer és que un motor tèrmic malgasta més del 60% de l’energia continguda en el combustible en forma de calor, mentre que l’eficiència d’un elèctric ronda el 96%. El segon és que tant el propulsor de gasolina com el dièsel són ´unidireccionals´. Això significa que l’energia flueix en una sola adreça: el combustible es crema, aquesta energia mou el cotxe i aquesta energia mai torna.

Bàsicament un vehicle híbrid és aquell que regenera energia a partir de la generada en forma de calor en les frenades i l’emmagatzema en la seva bateria; sent aquesta de major o menor grandària. Aquesta energia serà consumida en els moments en què s’usi l’acceleració mitjançant el motor elèctric. És a dir, permet emmagatzemar l’excés d’energia generada pel motor de combustió per a ser usada posteriorment mitjançant el motor elèctric. El gran avantatge d’un vehicle híbrid, respecte al de combustió, és en ciutat; com més lent sigui el trànsit, més reducció de consum es té perquè més energia es regenerarà amb les frenades, que immediatament es reutilitzarà quan s’acceleri. Per això hi ha tants cotxes híbrids de taxistes, perquè és justament conduint en ciutat on millor rendiment energètic s’obté d’aquests vehicles.

EL MOTOR ELÈCTRIC ÉS “BIDIRECCIONAL”:

El motor elèctric pot tant convertir energia elèctrica en moviment per a propulsar el cotxe com recuperar aquest moviment -la inèrcia del vehicle-, durant les frenades, convertint-lo en energia elèctrica que s’emmagatzema de nou en les bateries.

La major part de la reducció en consum que aconsegueix un propulsor híbrid es basa en aquesta recuperació d’energia durant les frenades. La resta s’aconsegueix evitant que el motor tèrmic funcioni en les situacions en les quals consumeix molt combustible -és a dir, en les quals la seva eficiència és molt dolenta- com, per exemple, en iniciar la marxa o en circular accelerant molt poc.

Avantatges i inconvenients d’un híbrid

AVANTATGES

• Major eficiència, perquè el motor tèrmic (normalment gasolina o dièsel) funciona durant una major quantitat de temps en el règim en el qual aprofita millor el combustible.
• Menor consum, pel fet que durant les frenades o, per exemple, quan circulem costa avall, el motor elèctric recupera part de la inèrcia del cotxe per a recarregar les bateries.
• Comptar amb potència extra en moments puntuals, o situacions d’emergència, encara que no sigui un ús molt eficient.
• Poder reduir les emissions locals, fins i tot fer-les desaparèixer, durant períodes limitats de temps -mode EV-.
• Major confort gràcies a la propulsió elèctrica.
• Obtenir l’adhesiu ECO o ZERO EMISSIONS de la DGT.
• DESVENTAJAS
• Major pes, en haver de comptar amb dos ´dipòsits d’energia´ i dos propulsors.
• El fet d’haver de compartir el sistema mecànic derivat del motor de combustió amb el sistema de propulsió elèctrica, redueix l’espai per a allotjar la bateria, la qual cosa és la causa de l’endèmica falta d’autonomia de mobilitat elèctrica dels vehicles híbrids.
• Major cost inicial, en augmentar la complexitat del sistema de propulsió.
• Manteniment més car per la gran quantitat d’elements que compon el sistema motriu.
• Menor fiabilitat -a priori-, en tractar-se d’un sistema de propulsió més complicat.
• La capacitat per a reduir el consum depèn del tipus de conducció. En embussos i a baixa velocitat, amb contínues parades, un híbrid serà més eficient que un equivalent de motor convencional. No obstant això, a velocitat constant en autopista, un híbrid serà menys eficient, perquè al fet de no poder recuperar energia durant les frenades s’ha d’afegir el d’haver de carregar amb tot el pes que representa el sistema híbrid.

QUINES CLASSES D’HÍBRIDS HI HA

• Els híbrids que hi ha actualment en el mercat es poden classificar atenent els següents criteris:

1. En funció de com ´flueix´ l’energia:

HÍBRID SÈRIE

• Compta amb un propulsor principal, que és l’únic encarregat de moure al cotxe, i un altre secundari, la comesa del qual és generar energia per al principal. En definitiva, un híbrid sèrie és, per exemple, un cotxe elèctric que compta amb un petit motor generador capaç de recarregar la bateria per a augmentar la seva autonomia.
• Un exemple és el BMW i3 REX. Es tracta d’un cotxe propulsat exclusivament per un motor elèctric de 170 CV, que compta amb un generador bicilíndrico de gasolina i 38 CV de potència que pot recarregar sobre la marxa la bateria principal. A aquest concepte se’l denomina també Range Estendre o ampliador d’autonomia.
  • L’avantatge és que el motor tèrmic pot funcionar al punt de màxima eficiència -de mínim consum de combustible en relació amb l’energia produïda-, ja que el seu règim de gir és independent de la velocitat del vehicle.
  • L’inconvenient és la pèrdua d’eficiència que suposa convertir l’energia del combustible a energia elèctrica per a emmagatzemar-la en la bateria i després usar-la.

BMW i3 REX

HÍBRID PARAL·LEL

• Compta amb dos propulsors que accionen directament les rodes. Se’l denomina ´paral·lel´ perquè tots dos motors poden propulsar simultàniament, en equip, al vehicle. Gairebé tots els híbrids del mercat pertanyen a aquesta categoria, des del Hyundai Ionic Hybrid al Golf GTE, i inclosos tots els models d’Audi, BMW i Mercedes.
• 

Hyundai Ionic Hybrid

HÍBRID SERIE-PARALELO

• Compten amb dos propulsors, connectats a les rodes de manera que el propulsor tèrmic pot funcionar tant en sèrie -carregant les bateries- com en paral·lel -movent al cotxe-. Per exemple, tots els híbrids de Toyota i Lexus, així com models com el Mitsubishi Outlander PHEV pertanyen a aquesta categoria.

Mitsubishi Outlander PHEV

Quant als avantatges i desavantatges de l’HIBRIDO PARAL·LEL i l’HIBRIDO SÈRIE-PARAL·LEL:

• • L’avantatge és que es tracta del tipus d’híbrid més senzill, ja que n’hi ha prou amb intercalar el motor elèctric entre el propulsor tèrmic i la caixa del canvi.
  • L’inconvenient és que el règim del motor tèrmic està lligat a la velocitat del vehicle, i no pot funcionar sempre en el seu règim de màxima eficiència.

1. En funció de la seva capacitat per a moure’s usant només electricitat

MICROHÍBRIDOS

• El motor elèctric és tan petit que ni tan sols col·labora a l’hora de moure el cotxe. Només serveix per a carregar la bateria del vehicle al màxim durant les fases de frenat i prestar servei al sistema Start & Stop, que arrenca el motor tèrmic just abans d’iniciar la marxa. Qualsevol cotxe amb sistema Start & Stop pot considerar-se un microhíbrido. Els sistemes Start & Stop apaguen el motor automàticament en funció d’unes condicions; per exemple, en un semàfor en vermell amb el cotxe en punt mort.

MILD HYBRID – HÍBRIDO ‘SUAU’

• El motor elèctric funciona com un suport al de combustió, però té tan poca potència que no és capaç de propulsar en solitari al cotxe excepte, tal vegada, en moments molt puntuals, com llaneando a baixa velocitat o en iniciar la marxa molt a poc a poc. Pertanyen a aquesta categoria tots els models de 48 volts, com el Renault Scénic Hybrid Assist o el nou Audi A8 i molts dels primers híbrids de la història com, per exemple, l’Honda Civic Hybrid de 2006.

FULL HYBRID – HÍBRIDO ‘FORT’

• El motor elèctric és el bastant potent com per a moure al cotxe fins a aconseguir velocitats respectables –de 60 i 130 km/h–. Compten amb una manera EV en el qual es pot recórrer certa distància -entre tot just 3.000 metres i uns 50 km, en funció de la capacitat de la bateria- en manera 100% elèctric. Gairebé tots els híbrids actuals són Full Hybrid.

3. En funció de si tenen endoll

NO ENDOLLABLES

• Manquen d’una connexió elèctrica per a recarregar la seva bateria. La raó és que la seva bateria té tan poca capacitat que no val la pena recarregar-la a casa. Per exemple, les bateries d’híbrids com el Toyota Prius o el Hyundai Ioniq compten amb menys de 3 kWh de capacitat total dels quals només 1,5 kWh serien aprofitables per a moure’s en manera 100% elèctric. El cost de dotar-los d’endoll i l’esforç de recarregar-los senzillament no compensa els menys de 5 km d’autonomia que brinden la seva bateria. La bateria d’aquests híbrids es carrega, sobretot, durant les fases de frenada, encara que també es pot utilitzar part de l’energia produïda pel motor tèrmic per a mantenir el seu estat de càrrega ´estable´ -per exemple, durant viatges llargs-. Tots aquests cotxes solen comptar amb un indicador de càrrega de la bateria, però és un instrument bastant inútil: la gestió del sistema de propulsió ja s’ocupa que el nivell de càrrega de la bateria rondi gairebé sempre el 50%.

ENDOLLABLES

• Tenen una bateria el bastant gran com perquè valgui la pena recarregar-la endollant el cotxe a casa. Normalment, parlem de bateries de 7 i 14 kWh de capacitat, que permeten recórrer entre 20 i 55 km en mode 100% elèctric. I aquesta és la seva major diferència respecte als No Endollables; la qual cosa penalitza la grandària del maleter.
• A mesura que descendeix el preu de les bateries, aquests models estan guanyant en popularitat per motius com que: si muntes una bateria el bastant gran com per a poder recórrer 51 km en manera elèctrica, aconsegueixes l’adhesiu 0 emissions de la DGT, amb els avantatges que això implica.

DUBTES SOBRE ELS HÍBRIDS

Per què es parla tant dels híbrids de 48 volts?

• Perquè seran el pròxim gran boom en el món dels híbrids. Un mild hybrid o híbrid suau, alimentat a 48 volts de tensió, representa la fórmula òptima per a construir un híbrid no enchufable, si l’objectiu fonamental és reduir les xifres de consum i emissions homologades.
• Una petita bateria de liti de 48 volts i poc més d’un kWh de capacitat és relativament assequible -uns 300€- i la instal·lació elèctrica no requereix grans mesures de seguretat -el risc de curtcircuit és molt petit-, però és capaç d’accionar un motor elèctric d’al voltant de 10 kW de potència -uns 13 CV-, suficients per a arrencar a poc a poc des que està parat, suplementar al motor durant algunes fases d’acceleració i apagar-lo com a la velocitat baixi d’uns 20 km/h, arrencant de forma instantània quan torni a ser necessari.
• És un enfocament poc ambiciós, però assequible i el bastant efectiu. Els proveïdors asseguren que aquesta tecnologia pot proporcionar entre el 50% i el 70% del benefici d’un full hybrid amb un cost del 30%, i una reducció de les emissions de CO2 i el consum de el 15% i el 20%.

Un bifuel és un híbrid?

• No. Un bifuel és un cotxe capaç d’emprar dos combustibles, com per exemple gasolina i gas natural comprimit o gasolina i GLP. A diferència d’un híbrid, un bifuel té dos dipòsits de combustible, però no compta amb dos motors. De manera que no se li pot considerar un model híbrid.

CONCLUSIÓ: Interessa comprar un vehicle híbrid?

• Un cotxe no és millor ni pitjor pel mer fet de ser híbrid. El que cal fer és considerar les prestacions, el preu, els avantatges i inconvenients del model, ignorant el fet que sigui o no híbrid. La hibridació és una tecnologia que permet oferir certs avantatges, com per exemple reduir el consum en ciutat i poder disposar del distintiu ECO. No obstant això és preceptiu que funcioni usant com a combustible derivats del petroli. La qual cosa suposa el seu major desavantatge respecte al vehicle elèctric: el seu major cost per consum energètic i les seves emissions contaminants.
• D’altra banda, el seu sobrepès i el major soroll percebut pels passatgers, resulta més incòmoda la seva conducció en trajectes llargs.