Datos rápidos | Diferentes configuraciones híbridas
⚡ Definición de híbrido: Un vehículo híbrido combina un motor de combustión interna con uno o más motores eléctricos y una batería
⛽ Mejora en la eficiencia: Los sistemas híbridos pueden mejorar la eficiencia del combustible entre un 25 y un 50 por ciento aproximadamente, dependiendo del vehículo y del uso
🔋 Tamaño de la batería: Una batería típica de un híbrido convencional tiene una capacidad de entre 1,0 y 1,5 kilovatios-hora
🔁 Frenado regenerativo: Los híbridos recuperan energía durante la desaceleración y la utilizan para ayudar a impulsar la aceleración posterior
⚙️ Configuraciones principales: El artículo abarca los sistemas híbridos en paralelo, en serie, serie-paralelo y de tracción total mediante motor eléctrico
🚘 Híbrido en serie: El motor actúa como generador y no impulsa las ruedas directamente
🛞 Híbrido de tracción total (Through-the-Road): El motor de combustión impulsa un eje mientras que un motor eléctrico impulsa el otro
🧠 Conclusión para el comprador: La mejor configuración híbrida depende menos del diagrama y más de lo suave, silencioso, eficiente y agradable que se sienta el vehículo
Un tren motriz híbrido combina un motor de combustión interna (ICE) con uno o más motores eléctricos y una batería que aumenta significativamente la eficiencia del combustible, generalmente entre un 25 y un 50 por ciento. Las diferencias en los trenes motrices híbridos se reducen a cómo los fabricantes de automóviles combinan esas dos fuentes de energía. Para este artículo, nos centraremos en los híbridos completos (también llamados híbridos fuertes) que utilizan baterías de alto voltaje. Existen cuatro configuraciones principales de este tipo de híbrido: paralelo con división de potencia, en serie, una combinación serie-paralelo y de tracción total (through-the-road).
¿Cómo funciona un híbrido?
En un motor de combustión interna tradicional, la quema de gasolina o diésel mueve los pistones y hace girar el cigüeñal. Esa rotación mueve las ruedas motrices. Pero este proceso solo funciona en una dirección. Todo ese calor y escape de la combustión no pueden convertirse de nuevo en combustible.
Un motor eléctrico es completamente diferente. Si le envías corriente eléctrica desde la batería, gira y hace que el vehículo avance. Si cortas la corriente, el movimiento del vehículo hace girar el motor, lo que produce electricidad para recargar la batería. Este proceso se llama frenado regenerativo, o simplemente regeneración. Los híbridos utilizan la regeneración para cargar la batería cada vez que el vehículo desacelera, y esa energía se utiliza luego para ayudar en la aceleración, de modo que el motor no tenga que esforzarse tanto y consuma menos combustible en el proceso.
Una batería híbrida típica tiene una capacidad de 1.0 a 1.5 kilovatios-hora. El Prius original de Toyota utilizaba una batería de níquel-hidruro metálico, y el fabricante sigue utilizando esta tecnología en muchos de sus híbridos. Sin embargo, desde 2010, la mayoría de los demás fabricantes han cambiado a las de iones de litio.
Si quieres una base más sencilla antes de entrar en las configuraciones de transmisión, empieza por la definición básica de un coche híbrido ➜
¿Qué son los híbridos paralelos con división de potencia?
Un híbrido paralelo con división de potencia es un sistema donde tanto el motor de combustión como el motor eléctrico pueden enviar potencia directamente a las ruedas al mismo tiempo, combinándola según las condiciones de conducción. Es la configuración híbrida más común en las carreteras hoy en día.
La configuración de Toyota utiliza dos motores eléctricos: uno impulsa las ruedas y el otro controla el dispositivo de división de potencia mientras ayuda a cargar la batería. El dispositivo de división de potencia varía la corriente eléctrica hacia el segundo motor eléctrico, combinando la salida del motor de combustión y la del primer motor eléctrico hacia las ruedas. Con cargas ligeras, el primer motor eléctrico puede mover el vehículo solo con electricidad. A medida que aumentan la velocidad y la aceleración, el motor de combustión también contribuye. Ford y otros fabricantes utilizan una arquitectura similar, y la encontrarás principalmente en vehículos de tracción delantera.
Un segundo enfoque para la configuración paralela coloca el motor eléctrico entre el motor de combustión y una transmisión automática convencional de relaciones escalonadas, generalmente con un embrague entre ambos. Cuando el coche funciona solo con energía eléctrica, o durante el frenado, ese embrague se desacopla para que el motor eléctrico pueda impulsar las ruedas o generar electricidad por sí mismo. Algunos fabricantes incluso han utilizado múltiples motores eléctricos y embragues, como el sistema híbrido de dos modos de GM, ya descontinuado. Encontrarás esta configuración en los híbridos de Hyundai, la Ford F-150, la Toyota Tundra y muchos otros.
¿Qué son los híbridos en serie?
En un híbrido en serie, el motor de combustión interna nunca impulsa las ruedas directamente. En su lugar, hace girar un generador que produce electricidad, la cual carga la batería y alimenta un motor eléctrico que mueve las ruedas.
Un híbrido en serie es mecánicamente mucho más sencillo que un sistema de división de potencia. Dado que la única función del motor es hacer girar un generador, puede ajustarse para funcionar a la velocidad que ofrezca la mayor eficiencia y el menor ruido. La desventaja es que los híbridos en serie pierden algo de eficiencia bajo cargas elevadas, debido a la pérdida de energía al convertir la corriente alterna del generador a corriente continua en la batería y de nuevo a corriente alterna camino al motor de tracción.
Nissan utiliza la configuración en serie para su sistema híbrido e-Power, y también encontrarás este sistema en vehículos eléctricos de autonomía extendida como la próxima Ram 1500 Ramcharger.
¿Qué son los híbridos combinados serie-paralelo?
Cabe señalar que estoy describiendo los híbridos en serie y en paralelo como si fueran totalmente independientes, pero en la práctica, muchos sistemas toman elementos de ambos.
Los híbridos de Toyota incorporan cierta capacidad en serie bajo determinadas condiciones, mientras que los de Honda son mayoritariamente en serie con un componente en paralelo para velocidades más altas. La mayor parte del tiempo, el motor de Honda simplemente hace girar un generador para alimentar el motor de tracción y la batería, pero a velocidades de autopista o con carga máxima, un embrague conecta el motor directamente a las ruedas para brindar asistencia.
¿Qué son los híbridos de tracción independiente (Through-the-Road)?
Un híbrido de tracción independiente (TTR, por sus siglas en inglés) es un sistema donde el motor de combustión interna impulsa un eje y el motor eléctrico impulsa el otro, en lugar de que ambos muevan las mismas ruedas. Es el enfoque menos utilizado de los cuatro diseños híbridos principales. Volvo utiliza esta configuración en sus híbridos enchufables como el XC60 y el XC90, donde el motor de combustión impulsa las ruedas delanteras a través de una transmisión automática convencional, mientras que un motor eléctrico impulsa el eje trasero. También encontrarás esta configuración en varios vehículos de alto rendimiento como el Chevrolet Corvette E-Ray, aunque en ese coche el motor eléctrico impulsa las ruedas delanteras y el de combustión las traseras.
La implementación más común de TTR consiste en convertir un híbrido en serie o paralelo existente en un vehículo con tracción total. El Toyota RAV4 utiliza un sistema de división de potencia en paralelo para impulsar las ruedas delanteras y un motor adicional exclusivamente para impulsar el eje trasero cuando se necesita tracción extra.
Los híbridos TTR son mecánicamente mucho más sencillos que cualquiera de los otros diseños híbridos, pero eso suele conllevar una menor eficiencia general.
¿Qué elegir?
Cada configuración ofrece un gran aumento en la eficiencia del combustible, por lo que la elección correcta suele depender del vehículo que prefieras.
Dicho esto, generalmente prefiero los sistemas que son principalmente híbridos en serie, como los de Nissan e-Power y Honda. Suelen sentirse un poco más refinados y silenciosos. Los híbridos de Toyota son muy eficientes, pero el sistema de división de potencia hace que los motores tiendan a esforzarse más durante la aceleración, generando más ruido.
Como siempre, mi consejo es que pruebes los vehículos que más te interesen de varios fabricantes y elijas el que más te guste y con el que puedas conseguir una buena oferta. Si el sonido de un RAV4 híbrido no te molesta más que el de un Honda CR-V o un Hyundai Tucson, adelante. Elijas lo que elijas, terminarás ahorrando mucho dinero en combustible.
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