Come funzionano le auto elettriche ibride?

I veicoli elettrici ibridi sono alimentati da un motore a combustione interna e un motore elettrico, che utilizza l'energia immagazzinata nelle batterie. 

A differenza delle full-electric, non è possibile ricaricare il pacco batteria di un veicolo elettrico-ibrido. In quanto, la batteria viene caricata attraverso la frenata rigenerativa e dal motore a combustione interna. 

La potenza extra fornita dal motore elettrico può essere potenzialmente considerata come una  potenza aggiuntiva. La batteria può anche alimentare carichi ausiliari e ridurre al minimo il motore quando è fermo. 

Queste caratteristiche si traducono in un migliore risparmio di carburante senza sacrificare le prestazioni anzi aumentandole.

Componenti chiave di un'auto elettrica ibrida

• Batteria (ausiliaria): fornisce l'elettricità per avviare l'auto prima che la batteria di trazione sia inserita e alimenta anche gli accessori del veicolo.
• Convertitore CC/CC: questo dispositivo converte l'alimentazione CC ad alta tensione dal pacco batterie di trazione all'alimentazione CC a tensione inferiore necessaria per far funzionare gli accessori del veicolo e ricaricare la batteria ausiliaria.
• Generatore elettrico: genera elettricità dalle ruote rotanti durante la frenata, trasferendo l'energia al pacco batterie di trazione. Alcuni veicoli utilizzano generatori di motori che svolgono entrambe le funzioni di guida e di rigenerazione.
• Motore di trazione elettrico: sfruttando l'alimentazione del pacco batterie di trazione, questo motore aziona le ruote del veicolo. Alcuni veicoli utilizzano generatori di motori che svolgono entrambe le funzioni di guida e di rigenerazione.
• Sistema di scarico: il sistema di scarico convoglia i gas di scarico dal motore attraverso il tubo di scappamento. Un catalizzatore a tre vie è progettato per ridurre le emissioni in uscita dal sistema di scarico.
• Riempitrice(Full Filler): un ugello di un erogatore ad alta pressione si collega alla presa sul veicolo per riempire il serbatoio.
• Serbatoio carburante (benzina): questo serbatoio immagazzina benzina a bordo del veicolo,
• Motore a combustione interna (a scintilla): in questa configurazione, il carburante viene iniettato nel collettore di aspirazione o nella camera di combustione, dove viene combinato con l'aria, e la miscela aria/carburante è innescata dalla scintilla della candela.
• Controller dell'elettronica di potenza: questa unità gestisce il flusso di energia elettrica erogata dalla batteria di trazione, controllando la velocità del motore di trazione elettrico e la coppia prodotta.
• Sistema termico (raffreddamento): questo sistema mantiene un adeguato intervallo di temperatura di funzionamento del motore, del motore elettrico, dell'elettronica di potenza e di altri componenti.
• Batteria di trazione: immagazzina l'elettricità per l'uso da parte del motore di trazione elettrico.
• Trasmissione: la trasmissione trasferisce potenza meccanica dal motore e/o dal motore di trazione elettrico per guidare le ruote.

Veicoli elettrici ibridi (HEV)

I veicoli elettrici ibridi di oggi (HEV) sono alimentati da un motore a combustione interna in combinazione con uno o più motori elettrici che utilizzano l'energia immagazzinata nelle batterie.

Attualmente è disponibile un'ampia varietà di modelli HEV, anche se risultano più costosi dei veicoli convenzionali, si possono recuperare i costi attraverso risparmi di carburante ed incentivi statali. 

Confrontando i modelli HEV e non ibridi "Quanto può un ibrido far risparmiare denaro?" si chiedono i lettori di FuelEconomy.gov. Confrontando i costi di un HEV selezionato con un modello non ibrido comparativamente equipaggiato dello stesso produttore ci sono notevoli risparmi sui costi del carburante associati all'uso degli HEV.

Aiuto da un motore elettrico

In un HEV la potenza extra fornita dal motore elettrico è paragonabile all'aggiunta di un motore più piccolo. La batteria difatti alimenta i carichi ausiliari e riduce il motore al minimo quando il veicolo è fermo. Queste caratteristiche permettono un maggiore risparmio di carburante senza sacrificare le prestazioni.

Frenata rigenerativa

Un HEV non può essere collegato a fonti esterne di elettricità per caricare la batteria e quindi il veicolo è progettato per utilizzare la frenata rigenerativa ed anche il motore a combustione interna per ricaricare la batteria. Il veicolo cattura l'energia persa durante la frenata utilizzando il motore elettrico come generatore ed immagazzina l'energia catturata nella batteria.

Progettazione di sistemi a basso consumo di carburante

Gli HEV possono essere ibridi leggeri (mild) o completi (full) con configurazione in serie o in parallelo.

• Ibridi leggeri, chiamati anche microbridi, usano una batteria e un motore elettrico per aiutare ad alimentare il veicolo e possono consentire al motore di spegnersi quando il veicolo si ferma (come al semaforo o nel traffico stop-and-go), contribuendo il risparmio del carburante e non possono alimentare il veicolo usando la sola elettricità della batteria. Offrono un minore risparmio di carburante rispetto agli ibridi completi ed il costo è decisamente inferiore.
• Ibridi completi hanno batterie più grandi e motori elettrici più potenti e possono alimentare il veicolo per brevi distanze e a basse velocità, infatti il motore elettrico entra in gioco a bassi regimi. Questi veicoli offrono maggiori risparmi di carburante.

Esistono nel mercato diversi modi per combinare la potenza del motore elettrico e del motore. 

• Gli Ibridi paralleli sono i più comuni; collegano il motore endotermico ed il motore elettrico alle ruote mediante un accoppiamento meccanico. Sia il motore elettrico che il motore a combustione interna azionano direttamente le ruote. 
• Gli ibridi della serie usano solo il motore elettrico per trazione delle ruote a bassi regimi e si trovano nei veicoli elettrici ibridi plug-in.