Los coches híbridos

La característica principal de un vehículo eléctrico híbrido es que utiliza dos fuentes de energía, una basada en un motor eléctrico y otra en un motor térmico de cualquiera de los modelos conocidos en la actualidad, como los de turbina de gas, diesel, gasolina, etc.

El problema que aún persiste es el sistema de almacenaje de la energía eléctrica, con lo cual la principal fuente de energía será el combustible del motor térmico.

VENTAJAS DE UN VEHÍCULO HÍBRIDO

• La frenada regenerativa, que permite recargar las baterías y minimiza la energía perdida en las frenadas habituales de la conducción.

• El tamaño pequeño del motor térmico, ya que es el motor eléctrico el que soporta las puntas de carga, como es el caso de de los adelantamientos o las aceleraciones.

Este factor permite ajustar el peso del vehículo al máximo con el fin de disminuir las pérdidas de energía por rozamiento.

• La disminución del consumo de combustible, que puede llegar al 50 % del consumo normal de un vehículo.

• La reducción de las emisiones contaminantes, porque el motor eléctrico trabaja en regímenes altamente eficientes.

• Permite utilizar combustibles alternativos por la gran variedad existente de motores térmicos, así no hay que depender de los combustibles fósiles.

VARIEDAD DE COCHES HÍBRIDOS

Configuración en serie

En un coche híbrido de configuración en serie, el motor térmico se utiliza solo para recargar las baterías de las cuales se alimenta el motor eléctrico, con lo cual el trabajo lo genera únicamente el motor eléctrico. El motor térmico no trabaja nunca en vacío, por ello se reducen las emisiones contaminantes y el consumo de combustible.

El grupo motor-generador trabaja en el punto para el que ha sido diseñado, por ello se consigue un rendimiento óptimo.

Este grupo motor-generador se puede instalar en diferentes sitios, ya que no es necesaria una transmisión mecánica motor térmico-ruedas.

En algunos casos podemos evitar la transmisión, así eliminamos una de las causas que reducen la eficiencia del sistema.

El motor térmico puede estar o no trabajando y el motor eléctrico puede estar funcionando como motor o como generador.

Configuración en paralelo

En este caso el motor térmico tiene una transmisión directa mecánica con las ruedas, igual que el motor eléctrico. Los dos pueden trabajar simultáneamente o de forma que el motor térmico mueva tanto el coche como el motor eléctrico, que funcionará como generador.

La ventaja es, por una parte, que el vehículo será más potente porque los dos motores pueden trabajar juntos simultáneamente y, por otra, que la mayoría de los vehículos no necesitan un generador, de esta forma se ahorra en coste económico y en espacio.

FUNCIONAMIENTO

• Motor eléctrico y motor térmico que generan potencia en las ruedas.

• Motor eléctrico que genera potencia y motor térmico en reposo.

• Motor térmico que genera potencia y motor eléctrico que carga las baterías.

• Motor térmico en reposo y motor eléctrico que carga las baterías.

MODELOS DE MOTOR ELÉCTRICO

 Motores de corriente continua.

Esta clase de motores son los que se han estado utilizando hasta hace poco, pero actualmente se están imponiendo los de corriente alterna, a consecuencia del desarrollo de la electrónica de potencia. El control de los motores de corriente continua es fácil y sencillo y los controladores son muy baratos, pero los motores son muy voluminosos y de mucho peso.

Motores de corriente alterna

Con el fin de poder manipularlos y controlar a una velocidad variable, estos motores necesitan instrumentos de electrónica de potencia que consigan variar la frecuencia de la señal que les llega. Los controladores de este tipo de motores suelen ser más caros que los de corrientes continua, pero en cambio el volumen del motor es menor y de menos peso.

Tenemos además dos tipos de motores: el motor síncrono y el motor asíncrono. El primero tiene un buen rendimiento, es ligero y compacto. Puede llegar a grandes velocidades de giro, pero es bastante caro.

El segundo es muy eficiente y ligero. Se utiliza el de inductor, formado por imanes permanentes. Al no tener escobillas, su mantenimiento es muy simple. El inconveniente es que son menos robustos y más caros, sobre todo por el precio de los imanes, al tener que estar refrigerados porque la temperatura afecta mucho a su rendimiento.

ALMACENAMIENTO DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA

El gran problema de los coches eléctricos es que tienen una autonomía muy limitada, tardan mucho en cargarse y los motores son muy grandes y pesados.

La ventaja de los coches híbridos es que combinan la alta capacidad energética de los combustibles fósiles con las ventajas de los coches eléctricos en cuanto a economía y eficiencia.

Las baterías son el sistema clásico para almacenar energía. Esta tecnología está muy avanzada en comparación con las otras. El inconveniente es que su ciclo de vida es mucho más corto que el del conjunto del coche donde las instalamos.

LOS VOLANTES DE INERCIA

Este sistema utiliza unas ruedas volantes que consisten en unos discos con una alta masa específica en los cuales se almacena energía cinética en forma de rotación.

Funcionan como un rotor de motor que genera electricidad a costa de la energía cinética de rotación que tiene el disco y almacena la energía en forma de energía cinética que aumenta la velocidad de giro del disco.

Este sistema es muy eficiente y capaz de liberar la energía que tiene almacenada de forma más rápida que las baterías. Su inconveniente es que aún tiene una baja energía específica y problemas de seguridad por la posibilidad que se pierda el control sobre un disco que gira a tantas revoluciones.    Además, existen los problemas referentes a los efectos giroscópicos del disco, que pueden llegar a desestabilizar el coche.

PILAS DE COMBUSTIBLE DE HIDRÓGENO

En los últimos tiempos se ha estado investigando mucho sobre las pilas de combustible de hidrógeno, que no contaminan, porque de la combustión con el oxígeno solo se desprende agua.

Este tipo de motor es uno de los modelos que parecen tener más futuro, a causa de su nula contaminación.

Nota publicada en laeco.net