Un vehicle híbrid elèctric és un vehicle elèctric de propulsió alternativa que combina l'ús d'un motor mogut per energia elèctrica provinent de bateries i un motor de combustió interna. Els models més recents i usats es basen en patents de l'enginyer Víctor Wouk, anomenat el "Pare del cotxe híbrid".
A nivell mundial el 2009 ja circulaven més de 2,5 milions de vehicles híbrids elèctrics lleugers, liderats pels Estats Units —amb 1,6 milions—,[1] seguit pel Japó (més de 640.000) [2] [3] i Europa (més de 235 mil).[2] [3] A nivell mundial, els models híbrids fabricats per Toyota Motor Corporation van sobrepassar la marca històrica de 2 milions de vehicles venuts a l'agost de 2009,[2][4] que és seguida per Honda Motor Co. Ltd amb més de 300 mil híbrids venuts fins al gener de 2009, i Ford Motor Company, amb més de 122.000 híbrids venuts fins a finals de 2009.[1] [5]
Un dels grans avantatges dels híbrids és que permeten aprofitar un 30% de l'energia que generen, mentre que un vehicle convencional de gasolina tan sols n'utilitza un 19%. Aquesta millora de l'eficiència s'aconsegueix mitjançant les bateries, que emmagatzemen energia que en els sistemes convencionals de propulsió es perd, com l'energia cinètica, que s'escapa en forma de calor en frenar. Molts sistemes híbrids permeten recollir i reutilitzar aquesta energia convertint-la en energia elèctrica gràcies als anomenats frens regeneratius. El motor híbrid juntament amb el dièsel o gasolina són una important opció a tenir en compte a l'hora de comprar un cotxe. L'eficiència consisteix en el fet que duren més, són més nets.
La combinació d'un motor de combustió operant sempre a la seva màxima eficiència, i la recuperació d'energia de la frenada (útil especialment en els trams curts), fa que aquests vehicles assoleixin un millor rendiment que els vehicles convencionals o de determinada època, especialment en carreteres molt transitades, on es concentra la major part del trànsit, de manera que es redueixen significativament tant el consum de combustible com les emissions contaminants. Tots els vehicles elèctrics utilitzen bateries carregades per una font externa, la qual cosa els ocasiona problemes d'autonomia de funcionament sense recarregar-les.
Existeixen nombrosos sistemes híbrids, entre els quals en destaquen tres: el sistema paral·lel, el sistema combinat i el sistema de seqüència o en sèrie.
Així mateix es poden classificar en:
Cada un d'aquests sistemes té els seus pros i contres, però tots ells tenen un important component positiu, ja que indiquen un esforç seriós en recerca i desenvolupament de sistemes de propulsió més eficients i nets per part d'algunes marques del sector de l'automoció.
Un vehicle necessita realitzar treball per desplaçar-se; per a això ha d'adquirir energia d'alguna font i transformar-la, amb algun tipus de motor (tèrmic convencional, elèctric, etc.), En energia cinètica perquè les rodes girin i es produeixi el desplaçament.
Un vehicle clàssic pren energia que es troba emmagatzemada en un combustible fòssil (pe gasolina) i que és alliberada mitjançant la combustió a l'interior d'un motor tèrmic convencional. El parell de sortida d'aquest motor tèrmic es transmet a les rodes.
El motor elèctric, combinat amb el motor de gasolina, és una alternativa a l'ús de vehicles únicament propulsats per energia fòssil procedent de fonts no renovables. Tradicionalment, els motors que han propulsat als automòbils han estat sobredimensionats pel que fa a l'estrictament necessari per a un ús habitual.
Els automòbils normalment tenen motors de combustió interna que ronden entre els 60 i 180 CV de potència màxima.
Aquesta potència es requereix en situacions particulars, com ara acceleracions a fons, pujada de grans pendents amb gran càrrega del vehicle i a gran velocitat. El fet que la majoria del temps aquesta potència no sigui requerida suposa un malbaratament d'energia, ja que sobredimensionar el motor per posteriorment emprar-ho a un percentatge molt petit de la seva capacitat situa el punt de funcionament en un lloc on el rendiment és bastant dolent. Un vehicle mitjà convencional, si s'empra majoritàriament en ciutat o en recorreguts llargs i estacionaris a velocitat moderada, ni tan sols necessitarà desenvolupar 20 cavalls.El fet de desenvolupar una potència molt inferior a la que el motor pot donar suposa un malbaratament per dos motius: d'una banda s'incorre en despeses de fabricació del motor superiors al que requeriria realment, i de l'altra, el rendiment d'un motor que pugui donar 100 cavalls quan en dona només 20 és molt inferior al d'un altre motor de menor potència màxima funcionant a plena potència i donant aquests mateixos 20 cavalls. Aquest segon factor és el principal responsable que el consum urbà d'un mateix vehicle equipat amb un motor de gran potència consumeixi, en recorreguts urbans, moltíssim més que un del mateix pes equipat amb un motor més petit. En conclusió, el motor ha de ser l'idoni per a l'ús a què es destina.
Atès que el major consum dels vehicles es dona en ciutat, els motors híbrids constitueixen un estalvi energètic notable, així com elevar la qualitat de vida, mentre que un motor tèrmic necessita incrementar les seves revolucions per augmentar el seu parell, el motor elèctric en canvi té un parell (força del motor) constant, és a dir produeix la mateixa acceleració en començar la marxa que amb el vehicle en moviment.
Un altre factor que redueix l'eficàcia del rendiment en recorreguts molt transitats és la forma d'aturar el vehicle. Aquesta detenció es realitza mitjançant un procés tan ineficient com és dissipar i desaprofitar l'energia en forma de moviment, energia cinètica, que porta el vehicle per transformar-la en calor alliberat inútilment a l'ambient juntament amb tòxics nefastos.
L'eficàcia i eficiència de l'híbrid es nota en esforços tan puntuals com a inevitables, com ara avançaments i acceleracions en pendent: l'energia és més neta i el motor més fàcil d'arreglar i, com s'ha provat, més durador.
Heus aquí on el sistema híbrid pren el seu major interès. D'una banda combina un petit motor tèrmic, suficient per a l'ús en la immensa majoria de les ocasions, de bon rendiment i per tant baix consum i emissions contaminants, amb un sistema elèctric capaç de realitzar dues funcions vitals.
D'una banda desenvolupa el suplement extra de potència necessari en explicades, però inevitables, situacions com les anteriorment citades. De l'altra, no suposa en absolut cap consum extra de combustible. Al contrari, suposa un estalvi, ja que l'energia elèctrica és obtinguda a base de carregar les bateries en frenades o retencions del vehicle en descendir pendents, moments en què l'energia cinètica del vehicle es destruiria (transformaria en calor irrecuperable per ser més exactes) amb frens tradicionals. A més, no només aporta potència extra en moments de gran demanda d'aquesta, sinó que possibilita emprar solament la propulsió elèctrica en arrencades després de detencions prolongades (semàfors per exemple) o aparcaments i mantenir el motor tèrmic aturat en aquestes situacions en les quals no és emprat, o es requereix d'ell una potència mínima, sense comprometre la capacitat per reprendre la marxa instantàniament. Això és possible perquè té la capacitat d'arrencar en poques dècimes de segon el motor tèrmic en cas de necessitat.
A més de l'altíssima eficiència, la possibilitat d'emprar els motors elèctrics, exclusivament, durant un temps permet evitar la producció de fums en llocs tancats, com per exemple en garatges.
En conclusió, des del punt de vista de l'eficiència energètica, el vehicle híbrid representa una fita mai més abans aconseguida.
El principal problema a què s'enfronta la indústria de l'automòbil per fabricar vehicles eficients són les pròpies exigències del consumidor. A causa del baixíssim preu (en relació a altres fonts d'energia) dels combustibles fòssils, gràcies a que el petroli és una font que la humanitat ha trobat fàcilment disponible, no contribueix a conscienciar la població per a un estalvi energètic.
No obstant això, no tot són avantatges actualment. Els costos actuals de producció de bateries, el pes de les mateixes i l'escassa capacitat d'emmagatzematge limiten encara la seva ocupació generalitzada.
L'energia elèctrica és un recurs que no s'esgota. El motor elèctric, per substituir el tèrmic, es considera actualment un gran avanç d'economia sostenible. La contaminació, que és molt baixa en comparació amb la capacitat d'acumulació d'energia en forma de combustible, si bé els càlculs publicats no tenen en compte l'escàs aprofitament energètic de l'energia de combustió del recurs esgotable, en comparació amb un motor elèctric. Tot i així suposa una barrera tecnològica important per a un motor elèctric.
Els motors elèctrics han demostrat capacitats de sobres per impulsar altres tipus de màquines, com els trens i els robots de fàbriques, ja que poden es connectar sense problemes a línies de corrent d'alta potència. No obstant això, les capacitats d'emmagatzematge energètic en un vehicle mòbil obliguen els dissenyadors a utilitzar una complicada cadena energètica multidisciplinària, i híbrida, per substituir a una senzilla i barata cadena energètica clàssica dipòsit-motor-rodes. L'electricitat, com a moneda de canvi energètica, facilita l'ús de tecnologies molt diverses, ja que el motor elèctric consumeix electricitat, independentment de la font emprada per generar-la.
Si bé el sobrepreu d'un vehicle híbrid és amortitzable durant la vida d'un automòbil, el consumidor rarament opta per realitzar una forta inversió inicial en un vehicle d'aquest tipus. En canvi, en un futur a mitjà termini,[8] en el qual el preu del petroli es dispari per la seva escassetat i l'única forma de suplir aquesta mancança sigui augmentar l'eficiència i emprar biocombustibles (de major cost de producció que el petroli en l'actualitat) el vehicle híbrid segurament passarà de considerar-se un luxe només per ecologistes convençuts i rics, a l'única forma viable de transport per carretera. Gràcies a l'ús de tecnologia híbrida s'aconsegueixen reduccions de consum de fins al 80% en ciutat i 40% en carretera, en comparació entre vehicles híbrids i convencionals de similars prestacions. Les emissions contaminants tindran un comportament paral·lel.
Elements que poden ser utilitzats en la configuració de la cadena energètica d'un vehicle híbrid, i han d'estar coordinats mitjançant un sistema electrònic-informàtic:
D'aquesta forma, utilitzant una barreja de tecnologies que recolzin al motor elèctric s'aconsegueix un vehicle que pugui competir en prestacions amb la versió clàssica.
http://www.automovilzona.com/2011/03/02/citroen-metropolis-lo-ultimo-en-lujo-es-un-hibrido-plug-in/ Arxivat 2011-03-09 a Wayback Machine.: Citroen Metropolis.
Vehicle | Any model |
Economia de combustible a ciutat segons Environmental Protection Agency (Milles per galó) |
Economia de combustible a la carretera segons Environmental Protection Agency (Milles per galó) |
Cost anual de combustible (1) (USD) |
Petjada de carboni (Ton/any de CO 2 ) |
Qualificació de contaminació de l'aire de l'EPA (2) |
---|---|---|---|---|---|---|
Toyota Prius 3a generació | 2010 | 51 | 48 | $ 732 | 7/3 | N/A |
Toyota Prius 2a generació | 2009 | 48 | 45 | $ 794 | 4.0 | 8 |
Ford Fusion Hybrid | 2010 | 41 | 36 | $ 937 | 7/4 | N/A |
Honda Civic Hybrid | 2009 | 40 | 45 | $ 871 | 4/4 | 9 |
Honda Insight | 2010 | 40 | 43 | $ 893 | 04/05 | N/A |
Nissan Altima Hybrid | 2009 | 35 | 33 | $ 1.076 | 04/05 | N/A |
Ford Escape Hybrid (3) 2WD | 2009 | 34 | 31 | $ 1.146 | 07/05 | 8 |
Toyota Camry Hybrid | 2009 | 33 | 34 | $ 1,076 | 4/5 | 8 |
Saturn Vue Hybrid | 2009 | 27 | 30 | $ 1,307 | 06/06 | N/A |
Toyota Highlander Hybrid | 2009 | 27 | 25 | $ 1,409 | 07/01 | 8 |
Chevrolet Malibu Hybrid | 2009 | 26 | 34 | $ 1,263 | 6/3 | 6 |
Lexus GS Hybrid 450h | 2009 | 22 | 25 | $ 1,736 | 8.0 | N/A |
Chevrolet Silverado Hybrid (4) 2WD | 2009 | 21 | 22 | $ 1,742 | 7/8 | 6 |
Dodge Durango HEV | 2009 | 20 | 22 | $ 1,742 | 07/08 | N/A |
Cadillac Escalade Hybrid 2WD | 2009 | 20 | 21 | $ 1,830 | 02/09 | 6 |
Chevrolet Tahoe Hybrid 4WD | 2009 | 20 | 20 | $ 1,830 | 2/9 | 6 |
El Pla Integral d'Automoció compost pel Pla de Competitivitat, dotat amb 800 milions d'euros, el Pla VIVE II i l'aposta pel vehicle híbrid elèctric, amb l'objectiu que en 2014 circulin per les carretes espanyoles un milió de cotxes elèctrics. Per a això, es proposa posar en marxa un programa pilot anomenat Projecte Movele, consistent en la introducció el 2009 i 2010, i dins d'entorns urbans, de 2.000 vehicles elèctrics que substitueixin cotxes de gasolina i gasoil.[12]
Així mateix, el Projecte Electrobús finança l'adquisició d'autobusos híbrids. Existeix un model híbrid endollable fabricat a Espanya denominat Castrosua Tempus, finançat per aquest
Les vendes de vehicles elèctrics es van disparar al gener un 126,3% a Espanya, en un mercat que després de quatre mesos consecutius de millora va tornar a inclinar-se a la baixa amb un descens del 7,6%(amb 86.443 unitats). Les organitzacions del sector van atribuir la reculada de gener al continuat enfonsament de les vendes a particulars (-14% al gener). Les vendes a empreses són les úniques en positiu (+4,5%), encara que amb un volum insuficient com per a compensar el mal comportament del consum de les famílies.Tampoc ha ajudat en aquest mes el canal d'arrendadors, que ha sofert una reculada del 12%.
Les vendes d'elèctrics s'han vist impulsades per l'ofensiva comercial llançada per les marques davant l'entrada en vigor de les noves limitacions de les emissions de CO₂.
Aranxa García, responsable en funcions d'Anfac, va dir que durant aquests anys posarien més de 70 models electrificats i alternatius amb una previsió de creixement de més de 200 fins a 2025. Aposta per una electromobilitat que permeti augmentar en un 1,8% la quota de mercat i aconseguir els 2,5 milions de turismes en 2030. Al gener es van vendre 1822 elèctrics, que representa un 1,8% del total del mercat.[13]