Introducción
Debido a los problemas que siguen teniendo los vehículos eléctricos, escasa energía específica que actualmente se obtiene de las baterías y su limitación en cuanto a velocidad y autonomía, son los automóviles híbridos los que ofrecen una solución, tal vez de compromiso pero más satisfactoria.
Además pueden aprovecharse de los desarrollos en el campo de los motores de combustión interna que aún tienen margen de mejora.
El fabricante Toyota por ejemplo está desarrollando una serie de alternativas a los vehículos convencionales que consumen combustibles fósiles, con nuevas tecnologías que van desde los vehículos híbridos actuales hasta los que son impulsados por hidrogeno (FCHV: Fuel Cell Hybrid Vehicle).
Se denominan “híbridos” a los automóviles que utilizan un motor eléctrico, y un motor de combustión interna. A diferencia de los automóviles solo eléctricos, hay vehículos híbridos en los que no es necesario conectar a una toma de corriente para recargar las baterías, ya que el propio generador y el sistema de "frenos regenerativos" se encargan de mantener el nivel de carga de las mismas.
Al utilizar el motor térmico para recargar las baterías, se necesitan en menor número por lo que el peso total del vehículo se ve reducido ya que el motor térmico también suele ser más pequeño.
Tradicionalmente, los motores que han propulsado a los automóviles convencionales han sido sobredimensionados con respecto a lo estrictamente necesario para un uso habitual. La nota dominante ha sido, y es aún, equipar con motores capaces de dar una potencia importante, pero que sólo es requerida durante un breve tiempo en la vida útil del vehículo.
Los motores de combustión interna que equipan a los híbridos están diseñados para funcionar con su máxima eficiencia. Si se genera más energía de la necesaria, el motor eléctrico se usa como generador y carga las baterías del sistema. En otras situaciones, funciona sólo el motor eléctrico, alimentándose de la energía guardada en la batería. En algunos híbridos también es posible recuperar la energía cinética al frenar, que suele perderse en forma de calor al frenar, convirtiéndola en energía eléctrica. A este tipo de frenos se los suele llamar "regenerativos".
La combinación de un motor de combustión operando siempre a su máxima eficiencia, y la recuperación de energía del frenado (útil especialmente en la ciudad), hace que estos vehículos alcancen mejores rendimientos que los vehículos convencionales. Se dispone de un sistema electrónico para determinar qué motor usar y cuándo hacerlo.
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Los híbridos se pueden fabricar en diferentes configuraciones:
- Paralelos: tanto la parte eléctrica como la térmica pueden hacer girar las ruedas.
- En serie: solo la parte eléctrica da tracción, el motor térmico se utiliza para generar electricidad.
También se pueden clasificar según sea la carga de las baterías:
- Regulares: se recargan por el funcionamiento normal del vehículo.
- Enchufables: también se recargan conectándose a la red eléctrica.
Ventajas:
- Esta tecnología ha permitido conseguir que el consumo de combustible sea de un 20% hasta un 60% menor que en vehículos comparables de tipo convencional.
- Se maximiza el rendimiento del uso del combustible, pues los motores de combustión interna para híbridos son fabricados pensando en el mayor rendimiento..
- Reducción de emisión de gases dañinos para el medio ambiente y los seres vivos.
Desventajas:
- Los vehículos híbridos tienen menos potencia (CVs) que automóviles convencionales comparables. No obstante, el avance de esta tecnología apunta a aminorar esta brecha y tanto la velocidad máxima del vehículo, como la autonomía son parecidas a los puramente térmicos.
- Mayor peso que un coche convencional (hay que sumar el motor eléctrico y, sobre todo, las baterías), y por ello un incremento en la energía necesaria para desplazarlo. El peso del vehículo se puede aminorar usando carrocerías mas ligeras de aluminio, fibra de carbono o fibra de vidrio.
- Más complejidad, lo que dificulta las revisiones y reparaciones del vehículo.
- La inversión inicial es mayor para adquirir un “híbrido” que para adquirir un “convencional” comparable. Sin embargo, el ahorro económico que le entrega el menor consumo de combustible le devuelve esa inversión.
Como desarrollo para un futuro, están las celdas de combustible, que prometen reemplazar al motor de combustión mediante el uso de nuevas energías. Su única emisión por el tubo de escape es vapor de agua.