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Tecnología para el coche - Híbridos

Cada vez más se habla de coches híbridos, no solo en los medios especializados, también son más visibles en la televisión y circulan cada día más unidades por nuestras calles y carreteras. Incluso muchos taxistas conducen ya un coche híbrido. Se venden en (casi) todo el mundo.

Y también son cada vez más los fabricantes de automóviles que se deciden a fabricar coches híbridos. ¿Por qué? Pues básicamente por dos motivos: el precio del petróleo es muy elevado y en consecuencia la gasolina y el gasóleo son muy caros, y porque el nivel de emisiones de CO₂ y de contaminación es preocupante.

30% menos de consumo

Y es que la principal ventaja de los coches híbridos es que se mejora la eficiencia del coche de motor de combustión interna, sea gasolina o sea de gasóleo, es decir consumen menos energía para hacer lo mismo, recorrer kilómetros. En general un coche híbrido consume entre un 30% y 35% menos que un coche convencional equivalente.

Y si un coche consume menos carburante también genera menos emisiones y contamina menos, siempre que hablemos del mismo tipo de combustible, ya que si cambiamos este, las emisiones también cambian (no es lo mismo quemar en un motor gasolina, gasóleo, bioetanol, biodiésel, gas licuado del petróleo o gas natural).

Alguna vez habréis podido oir que con la hibridación (la técnica de hacer un coche híbrido), no se pretende consumir menos, sino tener más potencia sin consumir más. Bien, claro que sí, pues eso no deja de ser una mejora de la eficiencia del motor de combustión interna (hacer lo mismo con menos, o hacer más con lo mismo).

Motor del Toyota Yaris Híbrido (Foto P. Ibáñez)

¿Qué es un coche híbrido?

Se puede definir un coche híbrido como aquel que combina dos motores (o más), que se alimentan con diferente tipo de energía. Por un lado hay un motor de combustión interna, ya sea gasolina o gasóleo, al que también nos podemos referir como motor térmico, y por otro lado hay un motor eléctrico (como mínimo).

La función del motor eléctrico es complementar al motor térmico de dos maneras: por una parte sumando su potencia, para que la potencia total disponible sea mayor, y por otra parte aprovechando la energía cinética que se desperdicia cada poco. Gracias a esto se puede utilizar un motor térmico pequeño, con no mucha potencia, y que consuma poco.

¿Cómo se aprovecha esa energía que se desperdicia? Pues en pocas palabras, y de manera muy simplificada, como venía haciéndolo la dinamo de una bicicleta, que con el giro de la rueda generaba algo de electricidad con la que se encendía la lámpara del faro de la bici.

Cuando el motor térmico gira en exceso y le sobra potencia para mover el coche, por ejemplo cuando solo hay que mantener la velocidad en llano, se puede pasar algo de esa energía de más al generador, y cuando se decelera, se desciende una cuesta, o se frena, también se pasa energía cinética al generador, que recarga unas baterías específicas que la van acumulando en forma de electricidad para cuando sea necesaria, en lugar de perderse sin más.

Esto es lo que se conoce por recuperar energía. Un coche híbrido no hay que enchufarlo a ninguna parte para recargar sus baterías.

La energía eléctrica guardada en esas baterías es la que luego usará el motor eléctrico para funcionar, por sí solo o bien a la vez que el motor térmico, para ayudarlo y complemantarlo en las aceleraciones intensas o cuando hay que hacer mucho trabajo, por ejemplo al subir una cuesta.

Toyota Yaris HSD imagen técnica

Y como el motor térmico tiene ayuda, hace menos esfuerzo, y al hacer menos esfuerzo consume menos. Pero hay también otro elemento más que participa en el menor consumo, el sistema start-stop que para y vuelve a arrancar el motor térmico todas las veces que sea necesario.

Este sistema no solo lo hace cuando el coche está detenido en los semáforos. Según el tipo de coche híbrido de que se trate también lo hace durante la marcha, cuando para seguir moviendo el coche se basta por sí solo el motor eléctrico (por ejemplo para mantener en llano una velocidad moderada).

La gestión de los dos motores, de cuándo funciona uno u otro, de cuando lo hacen a la vez y de cuando se recupera energía, es controlada de manera totalmente automática por un sistema electrónico, sin que el conductor tenga que preocuparse por nada más que conducir el coche como siempre.

Lo habitual es que los coches híbridos tengan algún tipo de transmisión automática, y por tanto el conductor tampoco tiene que preocuparse por cambiar de marcha. Suele ser muy habitual emplear cajas de cambio continuamente variables, pero a veces también se utilizan cajas de cambio robotizadas. Aún así hay algún ejemplo de coche híbrido con cambio manual, como es el caso del Honda CR-Z, un híbrido con toque deportivo.

Honda Insight imagen técnica

Tipos de coches híbridos

Se suelen considerar dos clasificaciones diferentes. Por una parte atendiendo a su principio de funcionamiento hablaríamos de:

  • Híbrido en serie: el motor térmico no está conectado a las ruedas y solo funciona para mover un generador que recargue de electricidad las baterías. El motor eléctrico es el encargado de mover las ruedas. Un coche eléctrico de rango extendido, como por ejemplo el Chevrolet Volt/Opel Ampera no deja de ser un coche híbrido en serie, aunque por convenio prefiere considerarse como un subtipo de coche eléctrico.
  • Híbrido en paralelo: el motor térmico es el principal, mientras que el motor eléctrico es complementario y sirve de ayuda al motor térmico cuando se pide más aceleración, sumándose las potencias de los dos. Un ejemplo de este tipo de coche sería el Honda Insight.
  • Híbrido combinado: es el sistema más complejo, los dos motores pueden funcionar solos o a la vez. El motor eléctrico puede iniciar la marcha por sí solo. Cuando se pide mucha potencia funcionan los dos, el motor térmico puede funcionar también por sí solo a ciertas velocidades donde su rendimiento es óptimo y también puede ayudar a recargar las baterías. Ejemplos de este tipo de híbridos serían el Toyota Auris HSD, el Peugeot 3008 Hybrid4 o el Audi A6 hybrid.

Porsche Panamera S Hybrid

Mientras que atendiendo al nivel de protagonismo del motor eléctrico tendríamos:

  • Semihíbrido o Mild-hybrid: el motor eléctrico es pequeño y poco potente, se limita en general a apoyar y asistir al motor térmico. El coche no puede iniciar la marcha solo con el motor eléctrico.
  • Híbrido puro o Full-hybrid: el motor eléctrico es algo más potente y además de apoyar al térmico puede iniciar la marcha por sí solo e incluso circular a baja velocidad cierta distancia en modo exclusivamente eléctrico. Esta distancia es pequeña, suele ser en torno a dos kilómetros, ya que no se pretende un uso mayoritario en modo eléctrico.
  • Híbrido enchufable o Plug-in hybrid: el motor eléctrico es más potente y el coche puede funcionar solo con él durante más distancia y a mayor velocidad y prestaciones, gracias a unas baterías de mayor capacidad. La distancia en modo exclusivamente eléctrico puede estar entre 20 y 50 km. Como su nombre indica, estos coches sí se enchufan a la red para recargar las baterías. Por ejemplo en España está a punto de comercializarse el Toyota Prius enchufable y llegará también en breve el Volvo V60 Plug-in Hybrid.

Volvo V60 Plug-in Hybrid

Otras ventajas de los coches híbridos

No solo se trata de consumir menos con la misma potencia (o de conseguir más caballos sin aumentar el consumo, cada cual que lo entienda como prefiera), los coches híbridos también tienen otras ventajas.

  • En general su funcionamiento es más suave y silencioso, gracias al cambio automático, al combinar un motor de gasolina que funciona a regímenes bajos para gastar poco y el uso del motor eléctrico, que es casi totalmente silencioso, siempre que se puede, sobre todo en ciudad.
  • Los costes de mantenimiento son menores. Un coche híbrido no suele tener correa de distribución, y tampoco embrague, por lo que el dinero de sustituir estos dos elementos se ahorra. Los frenos suelen durar más kilómetros, ya que se utilizan menos, puesto que para frenar, antes de recurrir a los frenos hidráulicos, se opta por el frenado regenerativo (la retención del motor y la recuperación de energía).
  • La fiabilidad es mayor. Como el motor térmico funciona menos horas, porque se para y arranca siempre que se puede y funciona solo el motor eléctrico, y como lo hace a un régimen de giro menor, pues es ayudado por el motor eléctrico cuando hay que realizar más trabajo, la vida útil del motor de combustión interna se alarga. Según el tipo de recorrido el motor térmico puede estar parado entre un 35% y un 60% del tiempo.

BMW ActiveHybrid 3

Son muchas las marcas que tienen ya coches híbridos, incluso hay también camiones híbridos, de Mercedes-Benz o de Volvo. A lo largo de este articulo he citado diferente ejemplos, pero podríamos recordar también otros: Mercedes-Benz tiene versiones híbridas en la Clase S y en la Clase E, BMW también, con sus modelos ActiveHybrid, por ejemplo en la Serie 3 y en la Serie 5, Ford tiene varios modelos, que se venden muy bien en los Estados Unidos por cierto, como el Ford Fusion Hybrid, y también están Chevrolet, Kia, Nissan, Infiniti, Lexus, Volkswagen o Porsche.

Como podéis ver hay modelos para todos los gustos, y para todos los precios: desde utilitarios hasta coches de lujo, pasando por monovolúmenes como el Toyota Prius+ o todoterrenos como el Lexus RX 450h. E incluso para vehículos usados también existe la posibilidad de transformarlos en híbridos con soluciones como la de XL Hybrids, pensada en principio para furgonetas y camionetas de reparto, o la de la MTSU (Universidad de Tennessee) para convertir un coche en híbrido enchufable.

Desde el año 1997 se están comercializando coches híbridos. En todo este tiempo se han vendido varios millones entre todas las marcas, y sirva como ejemplo que el grupo Toyota, que incluye también a la marca Lexus, ha vendido ya más de cuatro millones de híbridos. Es ya mucha la experiencia acumulada y no estamos hablando de algo demasiado nuevo que va a fallar, ni de una moda pasajera.

Aunque el precio de compra de un coche híbrido suele ser algo más elevado que el de un coche convencional equivalente en prestaciones y equipamiento (no debemos olvidar el cambio automático), salvo alguna excepción, la diferencia se amortiza y finalmente se ahorra dinero con el paso del tiempo.

Lo adecuado es comparar en particular modelo a modelo, pero en términos generales se puede considerar que para quien realice más de 15.000 km al año y vaya a conservar el coche diez o más años, le resultará más ventajoso un coche híbrido, y tanto más cuánto más caros sean los carburantes.

Ford Fusion Hybrid 2013

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