Los vehículos híbridos combinan un motor de combustión interna con uno eléctrico para mejorar la eficiencia. Funcionan recuperando energía cinética durante las frenadas y usando el motor eléctrico para asistir al motor de combustión. Esto permite que el motor de combustión funcione siempre a su máxima eficiencia, reduciendo el consumo de combustible en hasta un 60% en comparación con vehículos convencionales.

1. Funcionamiento de
los vehículos híbridos
Elaborado por Jonathan Taco

2. ¿Qué es un coche híbrido?
"híbridos" a los automóviles que utilizan un motor
eléctrico, y un motor de combustión interna para realizar
su trabajo. A diferencia de los automóviles solo eléctricos,
hay vehículos híbridos que no es necesario conectar a una
toma de corriente para recargar las baterías, el generador
y el sistema de "frenos regenerativos" se encargan de
mantener la carga de las misma.

3. Como se considera un vehiculo hibrido
un híbrido combina dos motorizaciones, un motor de
combustión interna y otro eléctrico alimentado por
baterías adicionales a la principal. Son una realidad
desde hace muchos años y poco a poco empiezan a
hacerse populares por la crisis, alza de combustibles,
abaratamiento de la tecnología y concienciación
ambiental.

4. Estimaciones del publico referente a estos vehiculos
Por desgracia el gran público está muy mal
informado de lo que suponen estos coches, y la mayoría
de los prejuicios que se tienen sobre ellos desaparecen al
montarse en uno. No son la solución, pero son una
solución muy a tener en cuenta para el futuro inmediato.

5. Porque los vehículos híbridos son mas eficientes

6. Clasificación de los vehículos híbridos
Hibrido
en serie
Hibrido en
paralelo
Hibrido
combinado

7. •Híbrido en serie: El motor de combustión interna (en
adelante motor térmico) no tiene conexión mecánica con
las ruedas, sólo se usa para generar electricidad. Dicho
motor funciona a un régimen óptimo y recarga la batería
hasta que se llena, momento en el cual se desconecta
temporalmente. La tracción es siempre eléctrica.

8. Híbrido en paralelo: Tanto el motor térmico como el
eléctrico se utilizan para dar fuerza a la transmisión a la
vez. Es una solución relativamente sencilla, pero no es la
más eficiente

9. •Híbrido combinado: Cualquier combinación de los dos
motores sirve para impulsar al coche, es como un híbrido
en serie pero con conexión mecánica a las ruedas. Es
una solución muy eficiente pero mucho más compleja a
nivel mecánico y electrónico.

11. Así, según esta clasificación, los Chevrolet Volt u
Opel Ampera son híbridos en serie --aunque lo
correcto es considerarlos como coches eléctricos--
mientras que los Honda Civic Hybrid e Insight son
híbridos en paralelo. Todos los híbridos de Toyota y
Lexus son de configuración combinada. El sistema
más eficiente es en serie, y el que menos el paralelo

12. •Microhíbrido: En las paradas se apaga el motor térmico.
Cuando se quiere reanudar la marcha un alternador
reversible arranca el motor utilizando energía recuperada
previamente a la detención. Sólo ahorra en ciclo urbano y
no hay un motor eléctrico que impulse al coche.
•Híbrido puro o full-hybrid: Se puede circular en
determinadas condiciones sólo con el motor eléctrico,
mientras el térmico está totalmente apagado y no mueve
sus piezas. Este cambio puede ser de forma automática o
voluntaria.
•Híbrido enchufable o PHEV: Pertenece a este grupo si
sus baterías son recargables mediante energía eléctrica
convencional, es decir, enchufándolo, y recorre al menos
32 kilómetros sin necesidad de otro sistema de
propulsión.

13. •Coche eléctrico de rango extendido o EREV: Como el
caso anterior, pero si además es un híbrido en serie. En la
práctica, se les considera coches eléctricos porque no
necesitan el motor térmico más que para sostener la
carga, y pueden funcionar sin ellos al 100%. Esto significa
que cuando se acaban las baterías el motor térmico se
usa sólo para generar electricidad a un régimen constante
para aumentar la autonomía a un coste por kilómetro
bajísimo.

14. Ventajas y desventajas
Frente a otros sistemas de propulsión alternativa, el
híbrido tiene la ventaja de que funciona con combustibles
que se encuentran en cualquier gasolinera, pero con un
consumo muy inferior al de un modelo equivalente no-
híbrido. Esto se debe a que un híbrido recupera
energía que otros modelos desperdician y a que están
muy bien diseñados en cuanto a eficiencia.
Son muy eficientes, más silenciosos, sus emisiones son
muy bajas y es una tecnología muy probada, sobre
todo en EEUU y Japón. Cada vez habrá más opciones en
el mercado, sobre todo cuando se apunten los fabricantes
europeos. Además, en algunos casos se pueden obtener
beneficios fiscales o ayudas a la compra mediante
subvenciones públicas.

15. Funcionamiento

16. Los híbridos se equipan con
motores de combustión interna,
diseñados para funcionar con su
máxima eficiencia . Si se genera
más energía de la necesaria, el
motor eléctrico se usa como
generador y carga la baterías del
sistema. En otras situaciones,
funciona sólo el motor eléctrico,
alimentándose de la energía
guardada en la batería. En
algunos híbridos es posible
recuperar la energía cinética al
frenar, que suele disiparse en
forma de calor en los frenos,
convirtiéndola en energía eléctrica
.Este tipo de frenos se suele
llamar "regenerativos".

17. 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.

18. Sistemas y partes principales

19. Motor a gasolina.- generalmente es el mismo
utilizado por los vehículos actuales, y llegaría a
ser una alternativa en caso de necesitarlo.
Tanque de gasolina.- es la fuente de energía del
motor a gasolina.
Baterías.- es la fuente de energía del motor
eléctrico, a diferencia de la gasolina en el tanque
de combustible, que solo puede proveer de
energía al motor de gasolina, el motor eléctrico en
el auto híbrido puede suministrar energía a las
baterías , así como obtenerlas de estas.

20. Motor eléctrico.-Se investigan por razones de ligereza,
robustez y rendimiento, motores de alterna trifásica, cuyo
funcionamiento sería parecido a un motor de 3 cilindros.
Puede usarse uno solo, dos (en cada una de las ruedas
de un eje) o cuatro (en cada rueda). Pueden ser de
corriente continua o alterna.
Generador.- Es parecido a un motor eléctrico pero éste
sólo trabaja para producir energía eléctrica, mas usado en
la configuración en sérielo normal es q sea de corriente
alterna.

21. Convertidor.- Es una batería muy pequeña que alimenta
a una tensión baja y poca peligrosa (12v), luces,
limpiaparabrisas, etc., mediante un convertidor electrónico
a transistores.
Cargador.- transforma la corriente alterna de 220v
obtenida en las tomas de corriente continua a la tensión
determinada.

23. Sistemas que mueven al vehiculo

24. Cómo trabajan los híbridos
•Frenado regenerativo. El frenado regenerativo
recaptura la energía que normalmente se pierde
durante el frenado o durante el movimiento en
punto muerto. Utiliza el movimiento hacia adelante
de los neumáticos para mover el motor. Esto
genera electricidad y ayuda a detener el vehículo.

25. •Asistente del motor eléctrico. El motor
eléctrico provee fuerza adicional para auxiliar al
acelerar, para rebasar a otro auto, o en una
pendiente. Esto permite que se utilice un motor
más pequeño más eficientemente. En algunos
vehículos, el motor por sí solo proporciona la
energía cuando se maneja en condiciones de baja
velocidad, y que es cuando generalmente el motor
de combustión interna es menos eficiente.

26. •Encendio/apagado automático. Apaga el
motor cuando el vehículo se detiene y lo enciende
cuando se pisa el acelerador. Esto previene que se
desperdicie energía cuando el auto se deja
encendido pero sin mover (a ralenti).

27. Los híbridos se equipan con motores de combustión interna, diseñados para
funcionar con su máxima eficiencia. Si se genera más energía de la necesaria,
el motor eléctrico se usa como generador y carga la baterías del sistema. En
otras situaciones, funciona sólo el motor eléctrico, alimentándose de la energía
guardada en la batería. En algunos híbridos es posible recuperar la energía
cinética al frenar, que suele disiparse en forma de calor en los frenos,
convirtiéndola en energía eléctrica. Este tipo de frenos se suele llamar
"regenerativos".

29. 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.

30. 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.

31. 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.

32. 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.
Desarrollo al futuro

33. Entre los 10 automóviles híbridos más demandados del
2007 están los siguientes:
1.Toyota Prius
2.Toyota Camry hybrid
3.Toyota Highlander hybrid
4.Ford Escape hybrid
5.Honda Civic hybrid
6.Lexus GS450h
7.Lexus RX400h
8.Nissan Altima hybrid
9.Mercury Mariner hybrid
10.Honda Accord hybrid

34. Problemas en el motor eléctrico
El gran problema actual con el que se encuentra el motor
eléctrico para sustituir al térmico en el vehículo es la
capacidad de acumulación de energía eléctrica, que es
muy baja en comparación con la capacidad de
acumulación de energía en forma de combustible.

35. Aproximadamente, 1 kg de baterías puede almacenar la
energía equivalente de 18 gramos de combustible, si bien
este cálculo no tiene en cuenta el escaso
aprovechamiento energético de esa energía en un motor
de combustión, en comparación con un motor eléctrico.
Aun así esto supone una barrera tecnológica importante
para un motor eléctrico.

36. Emisiones de vehículos híbridos
Emisiones de vehículos híbridos de hoy son cada
vez más cerca o bajo que el nivel recomendado
por la EPA (Agencia de Protección Ambiental en
los Estado Unidos). Los niveles recomendados
que sugieren para un común vehículo de
pasajeros es similar a 5,5 toneladas métricas de
dióxido de carbono. Los tres vehículos híbridos
más populares, Honda Civic, Honda
Insight y Toyota Prius, establecen las normas aún
mayor mediante la producción de 4,1, 3,5 y 3,5
toneladas mostrando una mejora importante en las
emisiones de dióxido de carbono. Los vehículos
híbridos pueden reducir las emisiones al aire de
contaminantes que forman smog hasta en un 90%
y reducir las emisiones de dióxido de carbono a la
mitad

37. Aunque los coches híbridos consumen menos
combustible que los coches convencionales, aún existe
un problema en relación con el daño ambiental de la
batería del coche híbrido. Hoy en día la mayoría de las
baterías de los vehículos híbridos son uno de los dos
tipos:
1) hidruro metálico de níquel
2) Batería de ion de litio;
ambos son considerados como más ecológicos
que Batería de plomo y ácido que constituyen el grueso
de las baterías de arranque del coche de gasolina en la
actualidad. Hay muchos tipos de baterías. Algunos son
mucho más tóxicos que otros. Iones de litio es el menos
tóxico de los dos mencionados anteriormente
Impacto ambiental de la batería de un automóvil híbrido.

38. Como ahorra un hibrido
El motor eléctrico se utiliza para mover el coche con o sin el
motor térmico (con poca demanda de aceleración). La
transición de parado a movimiento es lo más suave posible,
alcanzada cierta velocidad el motor de gasolina mueve el
coche también si no lo ha hecho ya. Así evitamos un momento
de gran ineficiencia del motor térmico. Los semihíbridos
siempre arrancan con los dos motores.
Arranque desde parado

39. Como el motor térmico es de potencia más ajustada, el
eléctrico se utiliza para ayudarle a empujar durante un
tiempo suficiente (no valdría para un 0-punta). Al tener
que hacer menos esfuerzo el térmico su consumo es
menor y el comportamiento similar a si tuviese más
potencia.
Aceleración

40. En zona urbana y en determinadas circunstancias el
motor eléctrico puede realizar toda la labor de empuje
mientras el nivel de carga de las baterías lo admita. El
consumo de combustible pasa a ser cero, no hay
emisiones y el sonido del vehículo se limita al ruido de
rodadura de los neumáticos
Velocidad de crucero baja

41. Velocidad de crucero media/alta
Es el motor térmico el que empuja al vehículo, con
puntuales asistencias del eléctrico para ligeras
pendientes, en caso contrario se almacena en las
baterías cualquier excedente de potencia del motor
térmico. En este caso, la alta eficiencia del motor térmico
rebaja el consumo. Es mucho más fácil en términos de
esfuerzo mantener una velocidad que hacer variaciones
en ella (aceleración en este caso).

42. Frenado
Si la potencia de frenada exigida es baja, en vez de
utilizarse los frenos de disco el generador ofrece una gran
resistencia al avance y convierte el movimiento del
vehículo en electricidad para recargar baterías. Si
exigimos más potencia de frenado actúa el sistema
convencional además del regenerativo.

43. Carga y recarga de las baterías
Excepto en los modelos recargables mediante red
eléctrica (PHEV o REHEV) las baterías se recargan
únicamente con el movimiento. El motor térmico trata
de trabajar siempre a un régimen máximo de eficiencia,
así que el sonido que percibimos es fundamentalmente el
mismo, como un ciclomotor pero más agradable.
Si la potencia suministrada por el motor es excesiva se
almacena el excedente en las baterías, pasando el motor
eléctrico a ser un generador. Si en cambio la potencia del
motor térmico es insuficiente, el motor eléctrico utiliza la
energía previamente almacenada para realizar la
asistencia. En algunos casos el motor eléctrico ni
empuja ni recarga, está inactivo, como en cruceros a
velocidad media/alta.

44. Eficiencia urbana
Por razones de eficiencia, casi todos los híbridos tienen
un cambio de variación contínua de múltiples velocidades,
aunque pueden tener relaciones prefijadas para simular
tener marchas, como el Honda Insight Executive o el
Lexus GS 450h. Con un cambio manual o automático de
otro tipo (DSG, Tiptronic…) no se aprovecharía el
potencial del sistema híbrido.

45. Donde ahorra mas un hibrido
Donde ahorra un híbrido es en zona urbana, y
donde menos en cruceros a alta velocidad por
autovía, ya que las baterías no permiten asistencia
del eléctrico el tiempo suficiente y el motor térmico
puede ir un poco forzado, especialmente si es de
poca potencia. Por ejemplo, los Honda Civic Hybrid,
Insight o Prius (I o II) recurren a motores térmicos de
menos de 95 CV.
Si hablamos de híbridos en serie (sin conexión
mecánica del motor térmico a las ruedas) entonces
hablamos de una eficiencia máxima. Algunos
modelos son capaces de prescindir del motor térmico
por completo durante una distancia superior a 32 km
e inferior a 100 km, los
denominados PHEV y REHEV. Al bajar las baterías
de carga reactivan sus motores térmicos.

46. Ecologia mundial con respecto a los vehiculos
híbridos

47. Los autos híbridos
están pensados para
consumidores que manejen en
zonas urbanas, pues una de
sus ventajas es que la batería
puede recargarse por medio
de una toma de corriente al
estar sin movimiento o en su
defecto, mediante el
generador acoplado al motor
de combustión interna al estar
encendido. En este sentido, la
tecnología de los autos
híbridos nos da el beneficio de
tener un coche ligero, eficiente,
amigable con el medio
ambiente, reduciendo las
emisiones contaminantes, con
mayor control sobre él

48. La revolución verde a nuestros pies
Especialmente en cuanto a
motor se refiere, pues el
sistema de frenado tiene
alta capacidad regenerativa,
lo que ayuda a reducir la
pérdida de potencia y a
hacerlo más duradero.
Asimismo, el motor puede
desactivarse durante la
marcha cuando no se
necesita, lo que da como
consecuencia que el
combustible se aproveche y
reduzca las emisiones de
gases de efecto invernadero.

49. Mejor rendimiento del combustible
Un coche híbrido obtiene
un promedio de 2
kilómetros por cada litro
de gasolina mejor que un
vehículo con motor de
gasolina tradicional.
Además, dado que los
coches híbridos
funcionan en parte con
fuentes alternativas de
combustible, no
necesitan ser llenado con
gasolina con tanta
frecuencia, reduciendo
con ello el consumo total
de gasolina y el costo.

50. Menos emisiones:
Cuando la gasolina se
quema para producir
energía para vehículos, crea
monóxido de carbono que
liberan al medio ambiente.
Sin embargo, los coches
híbridos liberan muchas
menos sustancias
peligrosas a la atmósfera, lo
que reduce las emisiones y
la contaminación del aire.