Híbridos, híbridos ligeros, enchufables, eléctricos, con autonomía extendida… ¿En qué se diferencian?

La electrificación del automóvil es tan antigua como el propio motor de ciclo Otto, el ciclo de combustión por el que aún hoy se rige la gran mayoría de motores alimentados por gasolina. La clave del desarrollo de Nicolus Otto era una “chispa temporizada” que desencadenaba la combustión de la mezcla de aire y gasolina, para la cual era necesario un aporte de electricidad.

Según aumentaban las necesidades de energía, los motores fueron “electrificándose” cada vez más. De la rudimentaria bobina de encendido empleada desde finales del siglo XIX se pasó a la dinamo, de ésta al alternador… y poco más. En más de un siglo de historia de la automoción no había habido una verdadera revolución en la electrificación del automóvil hasta que en diciembre de 1997 el Toyota Prius comienza a fabricarse en serie.

Sistema de propulsión híbrido

La idea de Toyota era tan simple como brillante: reutilizar la energía desperdiciada cuando frenamos. Para ello, un generador eléctrico se encargaba de transformar parte del movimiento de las ruedas en electricidad durante las fases de retención y frenada, electricidad que se acumulaba en una batería de níquel-hidruro metálico para emplearse posteriormente como fuente de energía adicional a la gasolina. Así, entendemos que cualquier sistema de propulsión que emplee energía de dos fuentes diferentes es un sistema híbrido.

Pero el Toyota Prius, como su acertado nombre robado del latín hacía presagiar, fue el “prior”, el primer eslabón de una cadena que poco a poco fue derivando en nuevas tecnologías no siempre fáciles de comprender.

Nacen los micro-híbridos

Aquel primer Toyota Prius era como un alienígena entre los automóviles convencionales, e inmediatamente la idea de reducir el desperdicio de energía se convirtió en una obsesión para casi todos los fabricantes. Lo más sencillo era montar un “alternador inteligente”, un dispositivo que se comunicaba con la centralita electrónica del motor para priorizar la recarga de la batería de servicio (la batería de plomo de toda la vida) robando la inercia al motor de combustión en los momentos en los que el conductor no estaba acelerando.

La primera generación del Ford Focus, en 1998, lo introdujo como una de sus novedades técnicas más reseñables. Era un pequeño paso que posteriormente derivó en los sistemas Start-Stop, mediante los cuales se detiene el motor térmico cada vez que el vehículo se para, y se arranca en cuanto el conductor acelera para reemprender la marcha. Para ello, había que montar un motor de arranque y un alternador sobredimensionados que, posteriormente, acabaron fusionándose en una única máquina eléctrica. La llegada de la norma de Emisiones Euro 5 fue crucial para la generalización de estos sistemas micro-híbridos.

Los mild hybrid o híbridos ligeros

Ya que tenemos una máquina eléctrica capaz de arrancar el vehículo y de, alternativamente, cargar la batería de servicio, ¿por qué no darle un poquito más de tamaño y montar una pequeña batería recargable adicional? De este modo, tendremos energía para mover el compresor del aire acondicionado o la bomba de la dirección asistida y podremos prescindir del motor térmico incluso cuando el conductor levante el pie del acelerador, sin necesidad de esperar a detener el vehículo.

A mayores, el empuje extra del motor eléctrico permite disponer de un puñado de caballos adicionales si pisamos a fondo el acelerador, aunque no será suficiente para mover el vehículo por sí mismo. 

Esto es, en esencia, lo que se conoce como hibridación ligera, que típicamente requiere una red eléctrica de 48 voltios (el cuádruple de la tensión normal del coche, que son 12 voltios) y permite homologar los vehículos como híbridos, dando lugar a la obtención de la etiqueta Eco de la DGT. 

El siguiente paso: los híbridos enchufables o PHEV

El principal problema de los híbridos era (y sigue siendo) su limitada capacidad de regenerar energía y acumular electricidad o, como dice Toyota, de “auto-recargarse”. En conducción urbana, un híbrido normal sigue resultando una excelente opción, ya que hay múltiples fases de deceleración y frenada en las que se puede “capturar” energía para reutilizarla a continuación. Pero en carretera, a velocidad constante, sus ventajas se diluyen.

Los híbridos enchufables incorporan una batería de mayor capacidad pensada para recargarse en la red doméstica, de forma que cuando iniciemos nuestro desplazamiento contemos con suficiente energía eléctrica para recorrer entre 40 y 100 kilómetros (dependiendo del modelo) sin necesidad de que el motor térmico se ponga en marcha. Obviamente, también necesitan un motor eléctrico más potente (o más de uno), ya que en condiciones normales va a ser el que propulse directamente al vehículo. Como ventaja adicional, su capacidad de regenerar energía es también mayor, y como inconveniente, el peso extra de la batería y su coste hacen que estemos ante una tecnología mucho más cara que la de los híbridos convencionales.

Los híbridos enchufables o PHEV (acrónimo inglés de Vehículo Eléctrico Híbrido Enchufable) cuentan con la ventaja adicional de poder disfrutar de la etiqueta Cero de la DGT, siempre y cuando su autonomía eléctrica sea de al menos 40 kilómetros.

Híbridos-serie o eléctricos de autonomía extendida

Para complicar un poco más las cosas, aparecen los híbridos-serie, en los que el motor térmico no mueve directamente las ruedas, sino que gira solidario a un generador que produce electricidad, la cual se almacena en una batería y se emplea para mover el vehículo a través de un motor eléctrico. Estos vehículos pueden ser, además, híbridos enchufables, que se conocen también como vehículos eléctricos de autonomía extendida. Entre las ventajas de estos últimos se encuentra la obtención de la etiqueta de “cero emisiones” de la DGT.

En realidad, el uso de esta tecnología es habitual en trenes, dumpers (esos gigantescos camiones todoterreno que trabajan en las canteras) y otra maquinaria pesada desde hace décadas. En el automóvil ha tenido una popularidad desigual, con modelos icónicos como el BMW i3 REX, hoy descatalogado, si bien en la actualidad está siendo recuperada por vehículos de lo más diverso, como el Nissan Qashqai e-Power o el Audi RS Q e-tron con el que Carlos Sainz compite en el Rally Dakar.

Por oposición, un vehículo híbrido en el cual tanto el motor eléctrico como el motor térmico pueden mandar su fuerza directamente a las ruedas (la inmensa mayoría) es conocido como híbrido-paralelo. Si bien lo correcto es hablar de híbrido-serie-paralelo, ya que normalmente todos ellos pueden, también, usar el motor térmico como generador eléctrico y trabajar, ocasionalmente, como un híbrido-serie.

Los “híbridos” 100 % eléctricos

Finalmente, los automóviles 100 % eléctricos vuelven a simplificar un poco las cosas. Una gran batería (típicamente de iones de litio) que se recarga en la red doméstica o en un cargador rápido es el único contenedor de energía, mientras que uno o varios motores eléctricos se encargan de llevar su fuerza a las ruedas. 

Pero aunque parezca un contrasentido hablar de híbridos en este caso, los eléctricos puros también lo son, ya que emplean, al menos, dos fuentes de energía para llenar su batería: la electricidad procedente de la red y la electricidad procedente de la frenada regenerativa, al igual que en los híbridos convencionales. Recientemente, algunos modelos como el Fisker Ocean están introduciendo paneles solares en el techo para añadir una tercera fuente de energía que, aunque residual, siempre aporta su granito de arena para hacer estos modelos cada día más eficientes.