Un’unità di potenza ibrida combina un motore a combustione interna e un motore elettrico, il che consente di ridurre il consumo di carburante e la tossicità dei gas di scarico. Tuttavia, più un’auto ibrida è efficiente, più richiede batterie potenti e, di conseguenza, un prezzo più elevato.
A seconda del ruolo che il motore elettrico svolge nell’unità di potenza, le auto ibride si dividono in mild e full. Nelle prime, il motore elettrico funge da ausilio al motore a combustione interna, come, ad esempio, nell’utilitaria Honda Insight. I secondi sono in grado di percorrere alcune distanze con la sola trazione elettrica, come la Lexus RX 400h. Esistono anche le presunte microibride, un termine coniato dai commercianti per pubblicizzare il sistema start/stop. Ma quest’ultimo è essenzialmente un generatore con funzioni avanzate. E stiamo parlando di schemi in cui i motori elettrici trasmettono la coppia alle ruote.
Esistono tre tipi principali di schema di unità di potenza ibrida: serie, parallelo e serie-parallelo. Lo schema ibrido in serie è apparso per primo (è stato inventato nel 1899 dallo stesso Ferdinand Porsche), ma è meno comune nelle autovetture. Ad esempio, le unità di potenza dei dumper da cava, di alcuni autobus e delle locomotive sono costruite secondo questo schema. Nello schema di serie, le ruote sono azionate da un motore elettrico e un motore a combustione interna di piccola cilindrata fa ruotare un generatore che produce elettricità. Non c’è bisogno di un cambio e di un potente motore a combustione interna. Ma sono necessarie batterie, di norma al nichel-metallo idruro, con una grande capacità.
Lo schema più comune oggi è il parallelo. È stato brevettato nel 1905 dal tedesco Henri Pieper. Quasi tutte le mild hybrid lo rispettano. Sono dotati di un potente motore elettrico (10-15 kW) che aiuta il motore a combustione interna in fase di accelerazione e accumula energia rigenerativa in fase di frenata. Di norma, come trasmissione si utilizza un variatore o un ingranaggio planetario.
Ma Honda ha trovato l’opportunità di dotare la sua coupé gas-elettrica CR-Z di un cambio meccanico a sei rapporti. Come fonte di energia vengono utilizzate batterie agli ioni di litio o ai polimeri di litio. Gli ibridi leggeri non richiedono batterie capienti a bordo, quindi sono convenienti. Tuttavia, alcune case automobilistiche stanno studiando costosi supercondensatori in grado di fornire una corrente molto elevata per un breve periodo di tempo.
Anche gli ibridi serie-parallelo sono comuni. La Toyota Prius hatchback e la Lexus con l’indice h, dotate di HSD (Hybrid Synergy Drive) proprietario, sono i classici rappresentanti di questa famiglia. Ora spiegheremo il principio del suo funzionamento. Grazie alla trasmissione planetaria, la sinergia, ovvero l’interazione tra un motore a combustione interna e un motore elettrico, si manifesta. In questo caso, un motore a combustione interna fa ruotare le ruote insieme a un motore elettrico, facendo contemporaneamente ruotare un generatore. Non c’è bisogno di un cambio tradizionale: l’elettronica regola la velocità dei motori e del generatore, trasformando questo sistema in un ECVT (Electro Continuously Variable Transmission).
La maggior parte dei motori installati sugli ibridi sono a benzina. Molti funzionano secondo il ciclo Atkinson, con una corsa di compressione più breve e un processo operativo più efficiente. Questo garantisce le migliori prestazioni ambientali e di efficienza. La diffusione di centrali diesel-elettriche apparentemente più efficienti è ostacolata soprattutto dal fatto che la maggior parte delle ibride viene venduta in America, che non ha familiarità con il diesel. Inoltre, un motore diesel è più costoso di uno a benzina e questo non fa che aumentare il prezzo considerevole dell’ibrido.
Questa è una traduzione. Potete leggere l’originale qui: https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4df5.html
