¿Qué es un vehículo híbrido?

Como idea general, un vehículo híbrido consta de dos motores, uno térmico y otro eléctrico. El motor térmico se alimenta de un tanque de combustible (gasolina o diesel), y el motor eléctrico se alimenta de una batería (ion litio, NiMH,Pb...), además de otra serie de componentes que complementan el aporte de potencia de la batería en picos de demanda (baterías de condensadores y volantes de inercia).

Esta configuración es la más compleja debido al enorme número de componentes, lo que aumenta la probabilidad de fallo y su coste, además de necesitar una electrónica de control más compleja que en el resto de configuraciones (vehículos convencionales, vehículos  eléctricas puros, etc). A su favor con respecto a los vehículos convencionales, tiene que mejora el gasto de combustible, mejora las prestaciones de los motores convencionales, pudiendo utilizar motores de combustión de menor potencia para las mismas prestaciones.

Dentro de la configuración híbrida se encuentran las variantes siguientes:

-        Híbrido serie.

En esta configuración se utiliza un pequeño motor térmico que funciona a régimen constante, al que se le acopla un generador. La energía producida por este sistema es gestionada por la unidad de potencia del vehículo que la destinará a la carga de las baterías o directamente para alimentar el motor eléctrico. Esta unidad de potencia también se encarga de gestionar la energía proveniente de la frenada regenerativa. La energía primaria será la del motor térmico y el depósito de combustible, las baterías proporcionan la energía de apoyo. Esta arquitectura es, en esencia, la misma de un vehículo eléctrico puro al que se le ha añadido un generador para aumentar la autonomía debido a la pobre densidad energética de las baterías actuales. Esta arquitectura se puede justificar porque al no estar el motor térmico en contacto con el tren de tracción, este se puede mantener en el punto óptimo de funcionamiento, siendo necesarios motores térmicos de menores potencias y disminuyendo la contaminación.

Ilustración 1. Diagrama de bloque vehículo híbrido serie.

-        Híbrido paralelo.

En esta configuración, tanto el motor térmico como el motor eléctrico, están conectados al tren de potencia, por lo que las potencias de ambos motores se suman. Con ambos se alcanza mayores rendimientos al combinar la autonomía y elevadas velocidades del motor térmico, con el buen funcionamiento a bajas revoluciones del motor eléctrico. Con este sistema reducimos el tamaño del motor térmico, con respecto a uno de un vehículo convencional de igual propiedades, y reducimos el motor eléctrico en comparación con un híbrido serie. Además, el motor eléctrico nos proporciona energía del frenado regenerativo.

Ilustración 2. Diagrama de bloque vehículo híbrido paralelo.

-        Híbrido serie-paralelo.

La principal característica a destacar es que tiene dos acoplamientos mecánicos por separado, uno para cada motor. Por lo demás, esta arquitectura, como se puede ver en el diagrama de bloques, combina las características de las dos configuraciones anteriores.

Ilustración 3. Diagrama de bloque vehículo híbrido serie-paralelo.

-        Híbrido complejo.

Es igual que el serie-paralelo, solo que el generador del serie-paralelo, en este caso también puede funcionar como motor. Para que lo descrito anteriormente sea posible añade un convertidor de potencia adicional con respecto al serie-paralelo.

Ilustración 4. Diagrama de bloque vehículo híbrido complejo.