Cosa sono i veicoli ibridi?

I veicoli ibridi sono chiamati ibridi perché utilizzano sia un piccolo motore a combustione interna (ICE) che un motore elettrico per ottenere la massima potenza e risparmio di carburante con emissioni minime. Il modo in cui lo fanno varia da un modello all'altro, con successo variabile.

Ciò che tutti gli ibridi hanno in comune è la capacità di generare corrente elettrica, immagazzinarla in una grande batteria e utilizzare quella corrente per guidare l'auto. Gli ibridi catturano l'energia elettrica prodotta da un sistema di frenata rigenerativa e anche i loro motori possono alimentare un generatore.

Gli ibridi possono anche risparmiare energia spegnendo l'ICE quando il veicolo è in parcheggio, fermo al semaforo o fermo nel traffico, o quando l'energia del motore elettrico è sufficiente per guidare il veicolo senza l'assistenza dell'ICE.

Gli ibridi hanno sistemi di frenata rigenerativa che generano energia elettrica per aiutare a mantenere cariche le batterie. Quando il conducente aziona i freni, il motore elettrico si trasforma in un generatore e la resistenza magnetica rallenta il veicolo. Per sicurezza, però, è presente anche un normale impianto frenante idraulico che può fermare la vettura quando la frenata rigenerativa non è sufficiente.

Non c'è differenza nella manutenzione o riparazione per i sistemi di frenata rigenerativa, tranne che le pastiglie dei freni tendono a durare molto più a lungo perché non si abituano così tanto. In effetti, se guidi un ibrido in modo moderato, non usi quasi mai i freni a disco sulle ruote e potresti essere in grado di andare avanti per tutta la vita dell'auto senza cambiare le pastiglie. La grande differenza è che i freni rigenerativi catturano energia e la trasformano in elettricità per caricare la batteria che fornisce energia a un motore elettrico.

Ibridi paralleli

Un ibrido parallelo utilizza sia un motore elettrico che un ICE per la propulsione. Possono funzionare in tandem, oppure uno può essere utilizzato come fonte di energia primaria con l'altro che si attiva per assistere quando è necessaria una potenza extra per partire, salire sulle colline e accelerare per superare altri veicoli. Poiché entrambi sono collegati alla trasmissione, si dice che funzionino "in parallelo".

Come funziona un ibrido parallelo.

Ibridi di serie

Un ibrido di serie utilizza un ICE a benzina o diesel, accoppiato a un generatore, per generare elettricità ma non per guidare l'auto. Il motore può inviare la corrente elettrica direttamente al motore elettrico o caricare una grande batteria che immagazzina l'elettricità e la fornisce a un motore elettrico su richiesta. Il motore elettrico spinge il veicolo, usando la sua potenza per ruotare un albero di trasmissione o una serie di assi motori che fanno girare le ruote.

Un ibrido in serie.

Ibridi plug-in

Poiché gli ibridi plug-in sono dotati di batterie più grandi che possono essere caricate in qualsiasi normale presa elettrica da 110 volt, hanno la capacità di estendere la capacità del motore elettrico di guidare l'auto più lontano senza la necessità di avviare l'ICE e quindi aumentare sostanzialmente il l'efficienza del carburante del veicolo. Le stime hanno raggiunto i 100 mpg!

Alcuni individui tecnologicamente esperti hanno adattato i loro veicoli ibridi in ibridi plug-in e le case automobilistiche sono in procinto di svilupparli e produrli (a volte in collaborazione con le principali società di servizi).

Lo sviluppo di batterie agli ioni di litio nuove, più piccole e ad alta capacità che possono essere ricaricate molte volte è la chiave per rendere disponibili al pubblico gli ibridi plug-in. Le stime sono che gli ibridi plug-in dotati di queste batterie più potenti avranno un'autonomia fino a 125 miglia prima che la carica si esaurisca e il veicolo torni alla modalità ibrida standard.

Un ibrido plug-in.

Il principale problema ambientale con gli ibridi plug-in è che la corrente elettrica che assorbono è solitamente generata da società di servizi alimentate da combustibili fossili. La buona notizia è che alcune importanti catene si sono impegnate a creare stazioni di ricarica alimentate da pannelli solari o energia eolica e molti proprietari di ibridi sono disposti a installare pannelli solari per ricaricare questi veicoli a casa.

Gli ibridi plug-in caricati da fonti commerciali di elettricità o pannelli solari dipenderanno meno dall'ICE, ma ne avranno comunque bisogno per lunghi viaggi, arrampicate su colline e così via. I futuri ibridi potrebbero utilizzare una piccola cella a combustibile per produrre elettricità dall'idrogeno, il che significherebbe che l'ICE dovrebbe funzionare ancora meno frequentemente.

Ibridi a due modalità

Gli ibridi a due modalità possono essere la chiave per un posto competitivo per gli Stati Uniti nel mercato ibrido. Invece della grande batteria di accumulo che si trova sugli ibridi convenzionali, gli ibridi a due modalità utilizzano batterie più piccole e due motori elettrici situati all'interno di una trasmissione automatica con due serie di ingranaggi: uno per l'ICE e l'altro per amplificare la potenza dei motori elettrici. La trasmissione può funzionare anche come trasmissione a variazione continua. In una modalità, a velocità inferiori, il veicolo può funzionare con uno o entrambi i motori elettrici, con o senza ICE, o solo con ICE. A velocità più elevate, si attiva la seconda modalità e l'ICE funziona continuamente nei rapporti di trasmissione più elevati.

Un ibrido a due modalità.