Matteo Di Lallo
26 November 2020

Veicoli ibridi: quante e quali tipologie esistono?

Sul mercato ne esistono ormai per ogni esigenza ma ognuna di queste tipologie sotto pelle nasconde in realtà moltissime differenze.

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Cosa sono e a cosa servono?

Un veicolo ibrido è una vettura nella quale al motore termico, sia esso benzina o diesel, vengono affiancati uno o più motori elettrici. L’ibridazione dei comuni veicoli a motore termico nasce dall’esigenza dei costruttori di voler in qualche modo ridurre i consumi di carburante e di conseguenza le emissioni inquinanti dei motori endotermici – meno efficienti nelle ripartenze, nei sorpassi, alle basse andature o nelle fasi di maggior carico - tramite l’affiancamento di uno o più motori elettrici sicuramente più efficienti. Come tutti ben saprete i motori elettrici possono facilmente funzionare sia da motori che da generatori. Infatti, se alimentati a energia elettrica questi forniscono potenza meccanica, se alimentati da energia meccanica (cinetica) funzionano da generatori fornendo potenza elettrica. Quest’ultima caratteristica è quella che ha permesso l’introduzione della frenata rigenerativa nella quale i motori elettrici in fase di decelerazione o frenatura funzionano da generatori andando a ricaricare il pacco batterie con un’energia che altrimenti andrebbe persa in calore nei freni. Ed è quello che succede esattamente durante il normale utilizzo quotidiano di un modello ibrido.

Diverse tipologie

Attualmente in commercio esistono però svariate tipologie di ibrido, ognuna diversa dall’altra in base al grado di ibridazione e in base al tipo di schema costruttivo adottato per l’integrazione tra il motore termico e la macchina elettrica. Considerando lo schema costruttivo principale si posso definire tre diversi tipologie di ibrido: l’ibrido serie, l’ibrido parallelo e l’ibrido misto. Considerando il grado di ibridazione si posso definire quattro diversi tipologie di ibrido: full hybrid o a ibridazione piena, plug-in hybrid sempre a ibridazione piena, mild hybrid o a ibridazione leggera e micro hybrid o a ibridazione minima.

Serie, parallelo e misto

L’ibrido serie è il sistema che troviamo nelle vetture elettriche con range extender che utilizzano un motore termico per ricaricare le batterie così da estendere la capacità chilometrica totale. In questo tipo di vetture ibride il motore termico non è mai collegato alle ruote per trasmettere la trazione ma assolve unicamente il compito di generare la corrente elettrica o per alimentare il motore elettrico o per ricaricare le batterie. L’ibrido parallelo è il sistema che ritroviamo sulla maggior parte dei veicoli ibridi in circolazione, in cui entrambi i motori, sia l’elettrico che il termico, sono adibiti a produrre coppia e potenza alle ruote. La trazione può essere solo elettrica, solo termica o data dall’unione di entrambi i motori mentre le batterie possono essere ricaricate tramite la frenata rigenerativa o tramite la produzione di corrente garantita dal motore termico. L’ibrido misto è la combinazione dei due schemi precedenti. Il complesso sistema, infatti, si compone di due macchine elettriche, un generatore e un motore elettrico, e di un motore termico, benzina o diesel. L’accoppiamento meccanico tra il motore termico, le due macchine elettriche e l’albero di trasmissione finale è di solito realizzato tramite un rotismo epicicloidale e un riduttore.

Full Hybrid e Plug-In Hybrid

Le vetture full hybrid adottano il classico motore termico, benzina o diesel, uno o più motori elettrici di potenza piuttosto elevata, un impianto elettrico a 400 Volt e batterie di capacità tale da consentire alla vettura di percorre qualche chilometro in modalità puramente elettrica cioè a emissioni zero. La simbiosi dei due motori è garantita dall’elettronica che ne gestisce il funzionamento, permettendo a entrambi i motori di ottenere e garantire il miglior rendimento totale. Lo stesso motore termico, nel caso in cui ce ne fosse la necessità, può essere declinato oltre alla trazione anche alla ricarica dello stesso pacco batterie. Infine, nelle fasi di decelerazione e di frenatura il motore elettrico viene sfruttato come generatore di corrente per attuare la frenata rigenerativa così da ricaricare il pacco batterie. Le vetture plug-in hybrid, abbastanza simili a livello tecnico costruttivo e tecnologico alle full hybrid sopra descritte, diversamente da queste aggiungono anche una presa di corrente per la ricarica da casa o da colonnina di un pacco batteria di maggiori dimensioni e capacità, cioè in capace di garantire una maggiore autonomia in modalità esclusivamente elettrica o a zero emissioni.

Mild Hybrid e Micro Hybrid

Le vetture mild hybrid adottano il classico motore termico, benzina o diesel, un motore/generatore elettrico di modesta o ridotta potenza, un impianto elettrico a 12 o 48 Volt e batterie agli ioni di litio di minore capacità che consentono alla vettura di incrementare l’efficienza del motore termico, di estendere le funzionalità del sistema Start&Stop, di veleggiare anche a velocità elevate e di massimizzare al massimo le funzionalità della frenata rigenerativa. Attualmente in commercio esistono due diverse tipologie di sistema mild hybrid: il BSG (Belt driven Starter Generator) e il ISG (Integrated Starter Generator). Le vetture micro hybrid adottano sistemi Star and Stop evoluti, alternatori di maggiori dimensioni a gestione elettronica, impianti elettrici particolarmente efficienti e batterie maggiorate cioè capaci di immagazzinare un maggior quantitativo di energia così da ridurre in modo seppur minimo il consumo di carburante e l’emissione di sostanze inquinanti. Non sono però delle vere auto ibride perché non adottano alcun tipo di motore elettrico declinato al sostentamento del motore termico.

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