Tecnología Híbrida Automotriz: Tipos, Funcionamiento y Componentes Clave

Híbrido Serie: Vehículo Eléctrico de Autonomía Extendida

Llamado también vehículo eléctrico de autonomía extendida. Dispone de dos motores eléctricos y uno térmico: un motor eléctrico para impulsar las ruedas, un generador para cargar la batería (que también funciona como motor para asistir al motor eléctrico), y un motor térmico para mover el generador. Es enchufable a la red y funciona en modo eléctrico.

Modos de Conducción

• Normal: El motor eléctrico funciona de manera eficiente.
• Sport: Se consigue una mejor respuesta en aceleración.
• Montaña: Aumenta el nivel de carga de la batería.

Motor Térmico

Desarrolla una potencia de aproximadamente 63 kW (85 CV). Su misión principal es mover el generador.

Batería

De ion de litio, en forma de T, con un peso de 198 kg. Incorpora un circuito de refrigeración líquida que permite calentarla o enfriarla según convenga. Su funcionamiento es fiable en un rango de temperaturas de -25 ºC a 50 ºC.

Transmisión, Motor Eléctrico y Generador

Dispone de dos motores eléctricos: uno de impulsión de 150 CV que impulsa las ruedas, y otro de 74 CV que carga la batería y asiste al motor impulsor a altas velocidades (hasta 160 km/h). Estos, junto con el motor térmico, se conectan a un tren epicicloidal mediante tres embragues.

Componentes Principales

• Motor impulsor
• Planeta
• Corona
• Portasatélites
• Desmultiplicación final
• Diferencial
• Motor térmico
• Batería
• Inversor
• Generador

Modos de Funcionamiento

Se distinguen cuatro modos de funcionamiento: dos con la batería cargada y el motor térmico parado, y otros dos con la batería descargada y el motor térmico en funcionamiento.

Engranajes

Está compuesto por cuatro elementos: planeta, satélites, portasatélites y corona. Las relaciones de transformación de par pueden ser múltiples en función del elemento impulsor y del que sea impulsado.

Carga de Batería

La batería se carga al 100% en 4 horas a 240 V, o en 10 horas a 120 V.

Circulación con Batería Cargada

La batería alimenta al motor impulsor para circular a baja velocidad y, adicionalmente, al generador, que funcionará como motor a altas velocidades.

Híbrido Paralelo: Apoyo Eléctrico al Motor Térmico

Utiliza un motor térmico que, en determinadas situaciones, es apoyado por un motor eléctrico. El motor térmico es el que mueve el vehículo y, cuando se necesita más potencia, el motor eléctrico lo asiste. El motor eléctrico asume las funciones de Start-Stop y carga la batería en frenadas y deceleraciones.

Sistema IMA (Integrated Motor Assist)

Es un sistema automático que combina el motor térmico y el eléctrico para conseguir un mayor par motor.

Modos de Funcionamiento

• Arranque y aceleración: Térmico + Eléctrico
• Aceleración moderada: Térmico
• Velocidad de crucero: Eléctrico
• Aceleración: Térmico + Eléctrico
• Aceleración rápida: Térmico + Eléctrico
• Velocidad de crucero elevada: Térmico

Motor Eléctrico

Es un motor/generador síncrono de corriente alterna. Asume la función de motor de arranque, cumple la función de Start-Stop, asiste al motor térmico en aceleración y carga la batería en desaceleraciones y frenadas.

Batería

De níquel-metal hidruro, situada en el respaldo del asiento trasero.

Precauciones de Seguridad

Los componentes de alta tensión son de color naranja y están totalmente aislados de la carrocería del vehículo.

Inversor

Encargado de cambiar la corriente alterna del generador en corriente continua para la carga de la batería y viceversa. También reduce la tensión a 12 V para cargar la batería convencional.

Refrigeración

Por recirculación de aire electroventilado.

Híbridos Paralelo-Serie: Motores Síncronos MG1 y MG2

Utilizan motores síncronos de imanes permanentes: MG1 y MG2.

MG1 (Motor/Generador 1)

Genera corriente eléctrica impulsado por el motor térmico y realiza la función de Start-Stop.

MG2 (Motor/Generador 2)

Mueve el vehículo y genera corriente en deceleraciones.

Modos de Funcionamiento

• Solo eléctrico: En la puesta en marcha, si la aceleración es suave.
• Conducción normal: El motor térmico arrastra al eléctrico.
• Aceleración: El motor térmico funciona ayudado por el motor eléctrico.
• Deceleración: El motor eléctrico funciona cargando la batería.
• Parada: Ambos motores están parados.

Batería y Unidades de Control

De níquel-metal hidruro, con bajo peso y larga vida útil. La batería de alta tensión, su UCE (Unidad de Control Electrónico) y un relé principal están alojados en una caja metálica. También incorpora una clavija de servicio que desconecta el circuito de alta tensión.

UCE de la Batería

Es la encargada de activar un ventilador en función de la temperatura de la batería. También detecta el estado de carga, controla la tensión y envía información a la UCE HV.

UCE HV (Unidad de Control de Alta Tensión)

Procesa información de sensores y de las UCEs del vehículo, determina las condiciones de marcha y controla las fuerzas motrices de los tres motores (dos eléctricos y uno térmico).