martes, 29 de noviembre de 2016

Vehículos híbridos-Clasificación parte II

¿Cómo clasificar los vehículos híbridos? ¿ En qué se diferencian?

Siguiendo con la clasificación de los vehículos híbridos, además de haberlos clasificado en función del voltaje de trabajo de la batería y su capacidad, también es interesante clasificarlos dependiendo de su configuración y modo de funcionamiento.

Así podemos obtener tres tipos:

-Híbrido en serie.

-Híbrido en paralelo.

-Híbrido combinado.

En este tipo de clasificación nos fijaremos en la configuración del flujo de energía y la cadena cinemática. Desde que la energía comienza a fluir por la cadena hasta que se transmite a las ruedas. Y de qué forma participan en dicho flujo los motores del vehículo.

-Híbrido en serie.


Una configuración en serie supone que a las ruedas se les aporta energía mecánica únicamente desde un motor, normalmente es el motor eléctrico.


El motor térmico transforma la gasolina en energía eléctrica que se almacena en la batería y después se transmite al motor eléctrico de tracción, que es el único encargado de mover las ruedas. 

En esta configuración la energía se va transmitiendo de un estado a otro siguiendo una única cadena cinemática de manera secuencial. Es decir que las ruedas no podrán ser accionadas a la vez por los dos motores, térmico y eléctrico. 

Primero interviene el motor térmico a modo de grupo electrógeno para que luego pueda intervenir el motor eléctrico para mover el vehículo. Como ejemplos de esta configuración tenemos el OPEL Ampera y el NISSAN Note e-Power (ambos incorporan motores eléctricos con un grupo electrógeno para extender la autonomía).



Igualmente, para regenerar la carga de la batería durante una deceleración, el motor eléctrico se convierte en generador y carga la batería. 

Como estrategia, el motor térmico ahorra combustible y no genera electricidad cuando el flujo de energía se invierte y proviene desde las ruedas hacia la batería.

-Híbrido en paralelo.


Es el sistema híbrido más común usado por los fabricantes. 

Esta configuración supone que el vehículo puede funcionar con una tracción híbrida compuesta al mismo tiempo por el aporte del motor térmico y el aporte del motor eléctrico, que accionan las ruedas a la vez. Lo que significa un flujo de energía en paralelo mediante dos cadenas cinemáticas diferenciadas. 

Además, dependiendo de las condiciones de funcionamiento, el vehículo puede accionar las ruedas sólo con el motor de combustión mientras carga la batería al mismo tiempo. O sólo con el motor eléctrico usando la energía acumulada en la batería y ahorrando el combustible fósil. Ejemplos de esta configuración son el HONDA Civic y el HONDA Insight, donde el sistema IMA (Integrated motor Assist) permite que el motor eléctrico integrado entre el volante motor y el embrague accione la transmisión en conjunto con el motor térmico.



Cuando se invierte el flujo de energía durante las frenadas el motor eléctrico regenera la batería, pero sigue en comunión con el motor térmico, cuyos rozamientos internos le restan plena capacidad de regeneración de energía eléctrica.

-Híbrido combinado


El sistema híbrido combinado puede utilizar ambas configuraciones para transmitir el flujo de energía a las ruedas: serie y paralelo. Para ello utiliza un mecanismo divisor de transmisión de fuerzas que gestiona el aporte del motor eléctrico y el aporte del motor térmico para mover las ruedas. 

Este mecanismo consiste en un engranaje epicicloidal. A través de dicho engranaje se puede combinar el flujo de la transmisión de fuerzas (serie o paralelo) proveniente de ambos motores según sea la demanda de par y potencia solicitada por el conductor.



Normalmente, en las arrancadas iniciales la configuración suele comenzar en serie, ya que es el motor eléctrico el que comienza el movimiento de las ruedas. Cuando el vehículo adquiere algo de velocidad, si la demanda de potencia continua, interviene el motor térmico en conjunto con el motor eléctrico para mover las ruedas y la configuración pasa a ser en paralelo. 

En los momentos de baja demanda de potencia el vehículo puede funcionar 100% eléctrico y en función del estado de carga de la batería el motor térmico permanecerá apagado, mientras el nivel de carga es óptimo. De lo contrario el motor térmico arrancará para cargar la batería sin transmitir movimiento a las ruedas y la configuración pasará a ser en serie. En el momento que la demanda de par vuelva a incrementarse la configuración vuelve a pasar a ser en paralelo.

Ejemplos de vehículos que funcionan con un flujo de transmisión combinado serie-paralelo son el TOYOTA Prius y el Lexus RX400h.


Destacar que en estos sistemas la marcha atrás es puramente eléctrica y entonces el flujo de transmisión de fuerzas suele ser en serie.

Durante las frenadas regenerativas el mecanismo divisor de la transmisión permite que el motor eléctrico regenere la batería desconectando el motor térmico de la cadena cinemática. De esta manera los rozamientos internos del mismo no restan en la recuperación de energía y se aumenta la eficiencia del vehículo.




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