Cómo funcionan los sistemas híbridos avanzados

Galería de imágenes: coches híbridos La tecnología híbrida es cada vez mejor, lo que obliga a los híbridos tradicionales a dar paso a sistemas híbridos más avanzados. Vea más fotos de autos híbridos. Foto AP / Pat Wellenbach

Los vehículos híbridos son bastante comunes en las carreteras ahora, y muchos fabricantes de automóviles tienen varias líneas de automóviles que incluyen una versión híbrida. Solo en 2009, incluso durante una recesión económica, se vendieron más de 290.000 nuevos vehículos híbridos en los Estados Unidos [fuente: Hybrid Cars]. La demanda de híbridos no parece estar disminuyendo y, a medida que más fabricantes construyen híbridos, la tecnología es cada vez mejor, lo que obliga a los híbridos tradicionales a dar paso a sistemas híbridos más avanzados..

Los sistemas híbridos avanzados todavía tienen como objetivo lograr el mejor rendimiento de combustible y obtener una mayor eficiencia del vehículo, pero lo hacen incorporando tecnologías nuevas o mejoradas que los híbridos tradicionales aún no han utilizado por completo. Los híbridos avanzados hacen un mayor uso de los esfuerzos de ingeniería eléctrica y llevan a los híbridos un paso más lejos del motor de gasolina y un poco más cerca de un vehículo totalmente eléctrico..

Puedes pensar en sistemas híbridos como la clase de matemáticas. Primero, debes aprender los conceptos básicos como suma, resta, división y multiplicación. Luego, pasa a matemáticas más avanzadas como álgebra, geometría, trigonometría y cálculo. Al igual que en matemáticas, los híbridos se basan en la información actual y luego pasan a áreas más avanzadas. Para los híbridos avanzados, los beneficios son baterías más potentes, mayor autonomía sin gasolina, nuevas formas de recargar las baterías e incluso nuevas formas de aprovechar la energía..

Es posible que los híbridos que recién están saliendo al mercado no se vean muy diferentes a las versiones anteriores, pero incluyen avances que han sido posibles gracias a los últimos años de tecnología híbrida producida en masa..

En la página siguiente, veremos algunas de las tecnologías nuevas y mejoradas en los sistemas híbridos avanzados y veremos cómo están cambiando nuestra definición actual de vehículo híbrido..

Los iones de litio (Li-ion) pueden almacenar más energía en paquetes de baterías de menor tamaño y las empresas automotrices están comenzando a usarlos como un sistema de almacenamiento eléctrico más avanzado para sus híbridos. Foto AP / Mark Humphrey

Los sistemas híbridos avanzados funcionan de manera similar a muchos vehículos híbridos estándar, lo que significa que todavía utilizan un pequeño motor de combustión interna, un motor eléctrico y, en la mayoría de los casos, un juego de baterías. Pero los sistemas híbridos avanzados van un paso más allá e incorporan tecnologías más nuevas en los vehículos..

Un ejemplo de esto sería el uso de baterías de iones de litio (Li-ion) en lugar de baterías de hidruro metálico de níquel (NiMH). Los iones de litio pueden almacenar más energía en paquetes de baterías de menor tamaño y las empresas automotrices están comenzando a usarlos como un sistema de almacenamiento eléctrico más avanzado para sus híbridos. Actualmente, la producción de iones de litio cuesta más, pero tienen más beneficios que las baterías de NiMH. De hecho, muchas empresas han invertido mucho dinero para desarrollar una tecnología sofisticada de baterías de iones de litio. Entonces, a medida que el precio de la tecnología ha comenzado a disminuir, los fabricantes ven a Li-on como el almacenamiento eléctrico dominante para híbridos. A pesar de que las baterías de iones de litio se están convirtiendo en el almacenamiento de batería preferido, algunos híbridos avanzados no usan tecnología de batería en absoluto. En su lugar, usan un volante para almacenar electricidad y usarla más adelante. (Entraremos en este tema un poco más adelante en el artículo).

Otra gran diferencia tecnológica entre los híbridos tradicionales y los sistemas híbridos avanzados es la cantidad de electricidad utilizada para la energía del vehículo. Sí, todos los híbridos usan algún tipo de motor eléctrico para ayudar al motor de combustión, pero los híbridos avanzados usan el motor eléctrico de maneras que brindan una alternativa al motor de gasolina durante los desplazamientos, en lugar de solo asistencia al motor. En algunos híbridos avanzados, como el Porsche 911 GT3 R, hay dos motores eléctricos que alimentan el automóvil en lugar de uno solo [fuente: Abuelsamid].

Además de las baterías de iones de litio y el uso de más motores eléctricos, los sistemas híbridos avanzados también pueden incluir tecnología enchufable para recargar la batería. No todos los híbridos avanzados son plug-ins, pero algunos, como el plug-in Toyota Prius, integran la tecnología en el vehículo con el fin de proporcionar un medio alternativo de recargar las baterías en lugar de recargarlas únicamente mediante la conducción y el frenado..

En la página siguiente, veremos algunos ejemplos de cómo se están aplicando estas tecnologías..

Porsche 911 GT3 R Hybrid GT Race Car PRNewsFoto / Porsche Cars North America, Inc.

En la última página mencionamos varios tipos diferentes de tecnologías que se están utilizando en sistemas híbridos avanzados que son similares a los híbridos tradicionales, pero que se basan en las tecnologías actuales y las llevan un paso más allá. Entonces, ¿por qué aprovechar la tecnología actual? ¿Cuáles son las aplicaciones prácticas de un sistema híbrido avanzado? Bueno, al igual que con un híbrido tradicional, la eficiencia del combustible es un objetivo importante, pero los híbridos avanzados tienen aplicaciones aún mayores..

Empecemos por la capacidad de almacenamiento. Mencionamos en la última página que los híbridos avanzados usarán (y algunos ya usan) baterías Li-on, que permiten que el vehículo tenga una vida útil de batería más eficiente que los tipos de baterías anteriores. La aplicación práctica de esto da como resultado que los conductores puedan recorrer distancias más largas solo con electricidad. Por ejemplo, el Chevrolet Volt podrá conducir hasta 50 millas (80,5 kilómetros) solo con electricidad, y el Toyota Prius enchufable tendrá una autonomía eléctrica de aproximadamente 13 millas (21 kilómetros) [fuente: Thomas y Toyota].

La segunda aplicación es la conveniencia del cliente. Algunos autos híbridos avanzados, como el Volt y el Prius de próxima generación, tienen la capacidad de cargar sus baterías al conectarse a una fuente de alimentación. En lugar de tener que usar el automóvil para recargar las baterías, algunos híbridos avanzados pueden recargarse mientras están sentados en el garaje. Por lo tanto, la carga de la batería no solo dura más y se puede usar solo para conducción eléctrica, sino que también se puede recargar en casa al final del día y estar lista para funcionar a la mañana siguiente..

Una de las últimas aplicaciones importantes de los híbridos avanzados es su capacidad para generar más energía y utilizarla de mejores formas que sus predecesores. Como mencionamos en la última página, el Porsche 911 GT3 R híbrido utiliza dos motores eléctricos para acompañar el motor. Estos motores capturan energía cinética durante el frenado, la convierten en electricidad y luego almacenan la electricidad en un volante electromecánico para ser utilizada a voluntad. Los dos motores se utilizan para las ruedas delanteras y proporcionan al conductor potencia automática a las ruedas en condiciones normales de conducción, o se pueden utilizar como una ráfaga de potencia para las ruedas pulsando un botón de aceleración especial [fuente: Abuelsamid].

Esta forma de sistema híbrido avanzado se puede utilizar para energía bajo demanda cuando sea necesario.

Por lo tanto, puede ver que los sistemas híbridos avanzados se basan en las tecnologías actuales de los vehículos híbridos tradicionales, pero luego dan un paso más al mejorar no solo la potencia de la batería y la eficiencia del combustible, sino también la potencia del vehículo a pedido y la comodidad del conductor..

Para obtener más información sobre sistemas híbridos avanzados y otros temas relacionados, siga los enlaces en la página siguiente.

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Fuentes

• Abuelsamid, Sam. "Porsche 911 GT3R para correr en Petit Le Mans". 21 de julio de 2010. (4 de noviembre de 2010) http://green.autoblog.com/2009/04/24/fiat-working-on-new-hybrid-system-for-small-cars-to-share- con-c /
• Carros híbridos. "Panel de control de diciembre de 2009: recuento de fin de año". 20 de enero de 2010. (4 de noviembre de 2010) http://www.hybridcars.com/hybrid-sales-dashboard/december-2009-dashboard.html
• Chevrolet. "Chevy Volt". (1 de noviembre de 2010) http://www.chevrolet.com/volt/
• Carros híbridos. "Estrategia híbrida de bajo costo de Honda: baterías de iones de litio". 18 de marzo de 2010. (5 de noviembre de 2010) http://www.hybridcars.com/news/honda-low-cost-hybrid-strategy-lithium-ion-batteries-27544.html
• Carros híbridos. "Baterías híbridas de iones de litio". 3 de abril de 2006. (5 de noviembre de 2010) http://www.hybridcars.com/technology-stories/lithium-ion-batteries.html
• Thomas, David. "GM aumenta la autonomía eléctrica del Chevy Volt". 23 de septiembre de 2010. (4 de noviembre de 2010) http://blogs.cars.com/kickingtires/2010/09/gm-revises-chevy-volts-electric-range.html
• Toyota. "Prius Plug-in Hybrid". (1 de noviembre de 2010) http://www.toyota.com/upcoming-vehicles/prius-plug-in/