Autos híbridos: qué son y cómo funcionan

Los vehículos híbridos, que combinan la propulsión tradicional a nafta con motores eléctricos, vienen creciendo en el mercado automotriz mundial. Resultan una solución ideal para los países que no tienen una infraestructura (estaciones de carga) que brinde soporte a un parque de autos puramente eléctricos, como ocurre con la Argentina.

Pero, ¿qué es un auto híbrido y cómo funciona? "Híbrido" significa que el auto en cuestión se pone en movimiento tanto por un motor eléctrico como por un motor de gasolina tradicional. Los dos sistemas trabajan entre sí para hacer girar las ruedas motrices.

El ejemplo más obvio de un vehículo híbrido es el Toyota Prius, el automóvil que en 1997 comenzó la tendencia de los híbridos en el mercado y que millones han llegado a disfrutar. La razón por la cual los híbridos son ahora populares es porque reducen uno de los mayores gastos de nuestro diario vivir: el consumo de combustible, detalla Digital Trends en su edición española.

Una mejor economía de combustible es el principal motivo detrás de la hibridación. Pero ahora, más recientemente, los fabricantes de automóviles se han dado cuenta de que la hibridación beneficia también el rendimiento de sus autos.

En esencia, el motor eléctrico de un híbrido obtiene su potencia de una batería que viene a bordo, la cual generalmente se encuentra en el baúl o en la bandeja del piso para bajar el centro de gravedad y mejorar el manejo.

Cuando ciertas condiciones de manejo favorecen el uso exclusivo del motor eléctrico, como conducir por debajo de cierta velocidad o estar sentado al ralenti, el motor permanece apagado y, por lo tanto, no quema nafta. Cuando el nivel de la batería llega a un cierto nivel de agotamiento, o si se pisa a fondo el acelerador, el motor a gasolina se activa automáticamente para ayudar tanto a recargar la batería como a propulsar las ruedas motrices.

¿Cómo funcionan?

Los automóviles híbridos son propulsados tanto por gasolina como por energía eléctrica y están orientados (en principio) a ahorrar combustible. Ese puede ser su identificador principal. Pero varían los diseños, dependiendo del tipo de vehículo y modelo.

En un híbrido tradicional, como un Toyota Prius, un Toyota Highlander Hybrid más grande, un Honda Accord Hybrid, Chevrolet Volt, Malibu Hybrid y Ford Fusion Hybrid, el motor de gasolina sigue siendo la principal fuente de energía. El motor eléctrico también genera electricidad mediante la conversión de energía cinética con el frenado regenerativo.

Sin embargo, sin el motor de gasolina, la batería del híbrido no se puede recargar para alimentar el motor eléctrico ni activar algunas de las funciones principales del vehículo. Por lo tanto, el automóvil se convertiría básicamente en un auto eléctrico de muy corto alcance y escasísima potencia.

Suplementando el motor naftero tradicional, vemos al motor eléctrico integrado en la transmisión. Aquí, en la transmisión, sirve como principal fuente de energía, mientras que el motor de gasolina es secundario. En el caso del omnipresente Hybrid Synergy Drive de Toyota, una CVT especial “sin engranaje” (Transmisión Variable Continua) toma el lugar de la caja de engranajes tradicional, con el motor eléctrico metido dentro de una especie de engranaje planetario, una corona dentada, piñón engranajes, un engranaje solar y un transportador.

El motor eléctrico impulsa las ruedas enviando potencia a través de la transmisión cada vez que se pisa el acelerador. En híbridos como en un Prius o Chevrolet Volt, el motor eléctrico actúa únicamente para poner en marcha el automóvil desde un punto muerto.

Una vez que sobrepasa cierta velocidad, o el pedal del acelerador se presiona hasta cierto punto, el motor de gasolina se activa para ayudar al motor eléctrico al enviar más potencia a través de la transmisión CVT, utilizando en última instancia ambos motores para mover las ruedas, explica Digital Trends.

Controlándolo todo, una serie de computadoras detectan automáticamente ciertas condiciones de manejo y varios parámetros. Aunque el ahorro de combustible es el objetivo principal, las computadoras siempre priorizarán el uso del motor eléctrico por sobre el motor de gasolina.

Recientemente los fabricantes también comenzaron a darse cuenta de que los híbridos pueden beneficiar enormemente el rendimiento, y por ello han diseñado varios tipos de vehículos híbridos. Esto se debe fundamentalmente a la entrega instantánea de potencia de los motores eléctricos; los motores de combustión interna, por el contrario, tienen que “cargarse” antes de alcanzar sus picos de potencia.

Los ejemplos incluyen al Porsche 918, el McLaren P1 y el LaFerrari. Los tres dependen de una combinación de motor eléctrico y un motor de gasolina para la propulsión y la potencia. Sin embargo, todos están diseñados de manera diferente, especialmente cuando se los compara con el sistema híbrido tradicional que se encuentra en un vehículo de mercado masivo.

El Porsche 918 tiene un V8 doble turbo que se encuentra en el medio del chasis que impulsa las ruedas traseras, pero cuenta también con unos motores eléctricos montados en el eje delantero, lo que le proporciona al 918 una tracción total “simulada”.

El motor eléctrico del McLaren P1 está integrado al motor de gasolina y acoplado a una transmisión de doble embrague, mientras que las capacidades híbridas de LaFerrari incluyen un sistema desarrollado inicialmente para las carreras de la Fórmula 1, también conocido como KERS, o sistema de recuperación de energía cinética (freno regenerativo).

Como sea, en última instancia, todos ellos dependen de la electricidad y el combustible para su propulsión, lo que les otorga su estatus de híbrido.

Otro tipo de vehículo híbrido gasolina-eléctrico “diferente” es el BMW i3 cuando está equipado con su “extensor de alcance”. Cuando lo tiene, usa tanto gasolina como electricidad, ya que el extensor de alcance es un motor de combustión interna, tradicional, aunque más avanzado tecnológicamente. Sin embargo, el i3 es técnicamente un vehículo totalmente eléctrico, ya que está disponible sin su extensor de alcance a gasolina, y no un híbrido.

Además, en el i3 el motor eléctrico es la principal fuente de propulsión. El motor a gasolina –que es básicamente una unidad de dos cilindros sacado de una de las motocicletas de BMW– está allí para ayudar a recargar la batería principal de iones de litio, y nunca envía su potencia directamente a las ruedas motrices.

El BMW i8, sin embargo, es un híbrido más tradicional con un motor de gasolina turboalimentado de 1.5 litros acoplado a un motor eléctrico, el cual envía potencia a las ruedas traseras a través de una transmisión automática de seis velocidades especialmente diseñada.

Más recientemente, otro término también ha comenzado a surgir, agregándose a la lista como otra variante más: el “híbrido suave”. El término fue acuñado para describir una de las innovaciones más recientes de la industria: el sistema eléctrico de 48 voltios.

Un ejemplo de “híbrido suave” o “mild-hybrid” aparece en la nueva Ram 1500 eTorque 2019. El sistema de 48 voltios proporciona un suministro eléctrico adicional que complementa el suministro eléctrico estándar de 12 voltios utilizado en los vehículos.

También alimenta un nuevo módulo de combinación de motor eléctrico/generador, o “EMG”, montado fuera de un motor de combustión interna y conectado directamente a la polea del cigüeñal a través de una correa de alta resistencia, detalla Digital Trends.

El EMG actúa como un pequeño motor eléctrico que también funciona como motor de arranque y alternador. El EMG enciende y acciona brevemente el motor con energía eléctrica antes de que la computadora del motor cambie automáticamente a la energía por gasolina, proporcionando beneficios similares a los híbridos sin que el motor eléctrico envíe su energía directamente a través de la transmisión o los ejes. También prescinde de la necesidad de utilizar una función automática para detener el arranque del motor.

¿Por qué elegir un híbrido?

Al igual que con cualquier compra de automóvil, se debe considerar el presupuesto y necesidades. Gracias a su creciente popularidad, hay hoy en día para elegir muchos modelos híbridos en el mundo, pero en la Argentina recién están desembarcando.

El Toyota Prius y el Hyundai Ioniq son dos de las opciones disponibles.

Algunos fabricantes de automóviles de lujo como Lexus también producen híbridos. Otros fabricantes incluyen a Hyundai, Kia, Ford, Chevrolet, Honda, Audi, Mini, BMW y muchos más.

Más recientemente, los fabricantes de automóviles también han incorporado capacidades de complemento a modelos híbridos actuales y futuros, ofreciendo a los propietarios la opción flexible de cargar los paquetes de baterías de sus vehículos enchufándose a la toma de corriente o estación de carga más cercana.

Para aprovechar al máximo un híbrido, también se debe considerar el estilo de conducción. Los híbridos tienden a ser ideales en las condiciones de manejo de ciudad, deteniendo el auto y poniéndolo en marcha constantemente, pero no son nada recomendables para las largas jornadas en la ruta, indica Digital Trends.

Finalmente, es importante tener en cuenta que no todos los híbridos son hechos de igual manera. La etiqueta de “híbrido” es un término genérico que simplemente identifica un vehículo como propulsado por dos tipos de suministro de energía, más típicamente, por un motor a gasolina y un motor eléctrico.