Come funzionano i motori ibridi?

Se le auto elettriche crescono gradualmente, i motori ibridi costituiscono un passaggio irrinunciabile, uno step obbligatorio. Un vero e proprio “bridge”. Tanto che negli ultimi anni le auto ibride hanno recuperato significative quote di mercato rispetto alle auto termiche, arrivando a fine 2021 a una quota del 33% sul totale, con oltre 492.000 immatricolazioni (fonte: Dataforce).  E crescendo anche nell’ambito del noleggio a lungo termine (scopri qui perchè conviene noleggiare un’auto ibrida plug-in).

Tutti i Costruttori, ormai, hanno modelli ibridi all’interno della propria gamma. Modelli che si dividono in tre macro-categorie: Mild Hybrid (Mhev), Full Hybrid (Hev) e Plug-in Hybrid (Phev). Ma che ora includono anche alcune sottocategorie rilevanti. Prima di scoprire le differenze tra le tre principali tipologie e analizzarle, diamo una definizione di motore ibrido.

MOTORI IBRIDI: ECCO COME FUNZIONANO

UNA DEFINIZIONE DI IBRIDO

Il veicolo ibrido, per definizione, è dotato di un motore termico e di un motore elettrico, in grado di funzionare separatamente o assieme. Esistono, come detto, tre principali tipi di motori ibridi: ibridi leggeri o mild hybrid, ibridi e ibridi plug-in.

In passato si parlava anche di micro hybrid. Tecnologia che oggi, invece, è diventata del tutto assimilabile al termico. Il principale segno distintivo di questa motorizzazione era l’adozione del sistema start&stop, ormai di serie sulla gran parte dei modelli, che spegne il motore benzina o diesel in caso di sosta (in questo modo si riducono consumi ed emissioni, soprattutto quando si è fermi al semaforo per oltre 10 secondi). Fatta questa premessa, ecco come funzionano le principali tipologie di motori ibridi.

COME FUNZIONANO I MOTORI MILD HYBRID

Nei motori mild hybrid o ibridi leggeri, l’alternatore è sostituito da un impianto elettrico  – detto alternatore reversibile – e di tensione elevata (nella maggior parte dei casi 48 volt), che funziona sia come generatore sia come motore. Una batteria dedicata consente di recuperare l’energia (altrimenti dissipata) in frenata e nei rallentamenti e di riutilizzarla nelle fasi di accelerazione.

L’alternatore, così, si trasforma in un motore e, tramite la cinghia che lo collega al propulsore termico, ne facilita il lavoro, consentendo di abbassare consumi ed emissioni di CO2. In virtù del tipo di collegamento e della taglia della batteria, però, il motore mild hybrid non consente all’auto di avanzare in modalità esclusivamente elettrica, a zero emissioni.

In sintesi, il funzionamento delle auto mild hybrid è semplice: un motore/alternatore elettrico e una batteria permettono di recuperare l’energia in rilascio e utilizzarla in accelerazione. Questo basta per entrare gratis nelle Ztl e avere altre agevolazioni nella circolazione (ancora per quanto però?). A loro volta, le auto Mild Hybrid si dividono in Mild Hybrid benzina e Mild Hybrid diesel. Il sistema, infatti, può essere abbinato a entrambe le motorizzazioni. 

Il super mild hybrid

Nel 2022 arriverà sul mercato una nuova tecnologia mild hybrid, potenziata rispetto a quella tradizionale. A lanciarla sarà Jeep, sulle nuove Renegade e Compass: questi motori prenderanno il nome di e-hybrid e, oltre all’alternatore, saranno caratterizzati da un motore elettrico 48 Volt da 20 Cv e 55 Nm di coppia, in grado per brevi tratti di trasferire il moto alle ruote da solo. Risultato: minori emissioni e il 15% di consumi in meno.

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COME FUNZIONANO I MOTORI FULL HYBRID

Le auto full hybrid, invece, differentemente dalle mild hybrid, sono capaci di avanzare per qualche chilometro con la sola spinta del motore elettrico, che si può trovare tra il propulsore termico e il cambio, essere parte integrante della trasmissione o anche muovere direttamente le ruote posteriori.

Nel primo caso, una frizione interposta tra i due componenti può scollegare il motore termico dall’elettrico, in modo da lasciare a quest’ultimo l’onore di far avanzare il veicolo. Nel secondo caso, invece, entrambi i motori agiscono su un ruotismo epicicloidale (un meccanismo meccanico) che trascina le ruote: si può farli collaborare o utilizzare solo uno dei due, come avviene nelle auto con l’elettrico collegato al retrotreno. Oggi i sistemi Full Hybrid sono tipicamente abbinati ai motori a benzina.

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L’elettrico a benzina

Nel 2022 è in arrivo una nuova tecnologia ibrida, per certi versi simile al full hybrid, visto che l’unità termica e l’unità elettrica lavoreranno insieme e non ci sarà bisogno di ricarica della batteria dall’esterno. Si tratta della tecnologia e-POWER, in arrivo su Nissan Qashqai e X-Trail, caratterizzata da un motore elettrico collegato alle ruote motrici e da un motore benzina, che ha solamente il compito di generare corrente per alimentare il primo. 

Un Range Extender? No, perchè se nel classico Range Extender il motore termico funziona solamente quando la batteria è scarica, con questa nuova tecnologia il motore termico è sempre in funzione. 

COME FUNZIONANO I MOTORI PLUG-IN HYBRID

Con lo scopo di estendere l’autonomia di funzionamento in modalità elettrica delle auto ibride, sono state sviluppate, infine, le ibride plug-in, dotate di batterie più potenti ed efficienti rispetto alle ibride tradizionali, in grado di garantire maggiori percorrenze a zero emissioni. Quando la carica si esaurisce, l’auto ritorna alla normale modalità ibrida.

Lo schema dei motori ibridi plug-in è identico a quello delle full hybrid. La differenza è che qui la batteria ha una capacità superiore: può arrivare oltre i 30 kWh, anziché di poco più di 1 kWh. In questo modo è possibile percorrere oltre 50 chilometri in modalità esclusivamente elettrica (nel caso degli ultimi modelli anche oltre 70), abbattendo sensibilmente i consumi e le emissioni di anidride carbonica.

Vista la grande capacità degli accumulatori, le auto ibride plug-in si possono ricaricare collegando la vettura a una normale presa domestica, a una wall-box o a una colonnina pubblica. Il pieno richiede alcune ore, meno tempo però rispetto agli EV. Rispetto alle auto elettriche pure, inoltre, non si rischia di restare a piedi. A batteria scarica si attiva il motore termico. Le auto plug-in hybrid si dividono in auto ibride plug-in benzina e auto ibride plug-in diesel.

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IBRIDE BENZINA E IBRIDE DIESEL: LE DIFFERENZE

Le auto ibride benzina hanno naturalmente lo stesso principio di funzionamento delle auto ibride diesel. La differenza è solo l’alimentazione del motore termico.

Se i motori Mild Hybrid benzina e i motori Mild Hybrid diesel equipaggiano modelli di ogni dimensione, i motori ibridi plug-in diesel si addicono in maniera particolare ai modelli di grandi dimensioni (le stradiste), mentre i motori ibridi plug-in benzina equipaggiano sia modelli compatti e medi, sia modelli di dimensioni più grandi come la nuova Ford Explorer o la nuova Renault Megane E-Tech.

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