L'Ibrido dalla A alla Z
L'Ibrido dalla A alla Z
L'idea di base
In aggiunta al tradizionale motore a combustione interna - benzina o Diesel - un'auto ibrida presenta motori elettrici e batterie che integrano l'alimentazione della vettura.
Il sistema ibrido aiuta il motore a combustione ottimizzandone il livello di efficienza. Quando l'auto è ferma, si evita che il motore giri al minimo e si riducono di conseguenza i consumi.
Recupero dell'energia in frenata
L'energia disponibile mentre l'auto è in movimento può essere parzialmente recuperata attraverso la frenata. Il motore elettrico funziona da generatore e crea energia elettrica che viene accumulata nella batteria per essere utilizzata successivamente, in fase di accelerazione.
Tipo di batteria
La tecnologia relative agli accumulatori, o batterie, si sta sviluppando in maniera assai rapida. In precedenza le batterie utilizzate erano del tipo ibrido al Nickel, ma nelle applicazioni ibride più recenti, così come nelle auto ibride future, saranno utilizzate batterie agli ioni di Litio, in grado di garantire maggiore autonomia e percorrenza nonché caratteristiche di guidabilità migliori.
Fino ad oggi la tecnologia ibrida ha dovuto fare i conti con costi aggiuntivi elevati. L'ammontare di tali costi dipende dal tipo di tecnologia scelta. In buona sostanza, più si intende impiegare l'elettricità nell'utilizzo della vettura, maggiore è la potenza della batteria richiesta e quindi il costo, che è direttamente proporzionale.
Cinque varianti di auto ibride
Allo stato attuale, esitono cinque diversi tipi di auto ibride. Di seguito, una breve descrizione di ciascuna variante, dal più basso livello di elettrificazione a quello più elevato (le dimensioni delle batterie sono solo esemplificative e possono variare).
1. Micro Ibrido
Viene definito spesso Micro HEV (Hybrid Electric Vehicle). La funzione definita Start/Stop significa che il motore si spegne quando la macchina arresta la propria marcia e si rimette in moto nel momento in cui il guidatore preme sul pedale dell'acceleratore. Questo è possibile in virtù dell'installazione di un più potente motorino d'avviamento (4 kW) rispetto alle normali unità utilizzate (1.4 kW). La batteria è del normale tipo a 12V. Secondo il ciclo NEDC (New European Driving Cycle - utilizzato da tutti i Costruttori per il calcolo di consumi di carburante) le emissioni di CO2) vengono ridotte del 4-5 percento rispetto a quanto lo stesso veicolo otterrebbe senza funzione Start/Stop.
2. Ibrido intermedio
(Medium HEV). Questa variante presenta un motore elettrico da 10-15 kW e una batteria più potente rispetto al micro-ibrido, con una produzione di circa 1 kilowatt-ora (kWh). Grazie ad un generatore alloggiato in prossimità dell'asse posteriore, l'ibrido intermedio utilizza la fase di frenata per ottenere energia, che viene successivamente utilizzata in accelerazione. La riduzione di emissioni di CO2 è pari al 10 percento sulla base dei rilevamenti del ciclo NEDC.
3. Ibrido pieno
(Parallel Powersplit HEV). Presenta un motore elettrico ancora più potente (circa 35 kW) e una batteria da 2 kWh che consente un utilizzo ancora più efficiente dell'energia prodotta e accumulata durante la fase di frenata. Con un ibrido pieno è possibile guidare per circa un km utilizzando solamente l'energia che viene prodotta in quel frangente. Questa variante di ibrido consente una riduzione di emissioni di CO2 pari a circa il 20 percento.
4. Ibrido Plug-in
(PHEV, Parallel Powersplit Plug-in HEV). Stesso principio dell'ibrido pieno, ma con un motore elettrico ancora più potente (50-100 kW) e maggiore carica proveniente dalla batteria (fino a 15 kWh). Può inoltre essere ricaricato da una normale presa di corrente di rete. Può essere guidato per circa 50 km utilizzando la sola corrente elettrica, dopo di che il motore a combustione interviene. Con questa soluzione è possibile ottenere una riduzione delle emissioni di CO2 pari al 70 percento.
5. Ibrido SHEV in serie
Series Hybrid Electric Vehicle. Un motore elettrico più potente (100 kW) con un generatore da 50 kW e una batteria anch'essa più potente (15-20 kWh) differenziano questa soluzione dall'ibrido Plug-in. Può essere ricaricato da una normale presa di corrente da rete e offre un'autonomia di circa 60 km, alimentato solamente a corrente elettrica. In questo caso è il motore elettrico a spingere la vettura, mentre il motore a combustione interna è utilizzato semplicemente per produrre energia elettrica per le batterie, quando queste necessitano di essere ricaricate. L'impiego di un motore elettrico più potente significa che può essere utilizzato un motore a combustione interna più piccolo, come un tre cilindri a benzina o Diesel. Anche questa soluzione di ibrido può arrivare ad una riduzione delle emissioni di CO2 di circa il 70 percento.
Tutte le varianti prevedono la presenza di un motore convenzionale a combustione interna. Così, non si corre mail il rischio di rimanere fermi quando la carica della batteria si esaurisce.
Il passo successivo che andrà oltre il concetto di vettura ibrida sarà un'auto prova di motore a combustione interna, la cosiddetta BEV (Battery Electric Vehicle), l'auto a batteria. Questa viene ricaricata da una normale persa di corrente di rete e funziona esclusivamente a corrente elettrica. La tecnologia disponibile oggi consente percorrenze di circa 150-200 km (a seconda delle dimensioni della batteria). In questo caso la riduzione delle emissioni di CO2 è del 100% - l'auto a batteria non produce, infatti, alcuna emissione di CO2.