Come funziona l’automobile ibrida?

L’idea di base delle auto ibride è semplice: rendere più efficienti i veicoli con motore termico dotandoli di un motore elettrico, alimentato da una batteria. 

Ogni veicolo produce energia quando è in fase di rallentamento o di frenata, un’energia che è possibile recuperare utilizzando il motore elettrico facendolo funzionare come le dinamo delle biciclette: trasformandola in elettricità che viene immagazzinata nelle batterie. 

L’energia recuperata in questo modo sarà poi messa a disposizione ed utilizzata dal motore elettrico. Le principali differenze tra i vari tipi di ibrido, invece, stanno nella dimensione della batteria e nella potenza (e posizionamento, all'interno della catena cinematica) del motore elettrico.

Nelle auto Mild Hybrid il sistema è semplice ed economico: motore elettrico è piccolo e poco potente e interviene principalmente nelle partenze da fermo ed in accelerazione, aiutando così il motore termico nel momento di massimo utilizzo. Di solito il motore elettrico è inserito al posto dell'alternatore, oppure del volano, o all'interno del cambio automatico e ha potenze di pochissimi cavalli: normalmente meno di 30.

Per Full Hybrid si intendono tutte le vetture ibride che possono viaggiare in modalità 100% elettrica utilizzando le batterie ma senza essere ricaricate alla spina. In questo caso le batterie devono mantenere un livello di carica minimo, ed è per questo che il motore termico interviene per caricarle. 

Con questo tipo di elettrificazione il contributo dell'elettrico si avverte soprattutto in città e nel traffico, ma la presenza di una batteria di piccole dimensioni non permette percorrenze a motore termico spento di moltissimi chilometri. In questo campo Toyota la fa da padrona con un sistema sviluppato in decenni di esperienza, ma anche Renault e altri gruppi automobilistici (in particolare quelli cinesi) ormai hanno motori full hybrid in gamma. Stellantis, invece, ha annunciato che inizierà a produrre motori ibridi full a partire dal 2030.

Lo schema tecnico tipico del Full Hybrid, fino a pochi anni fa, prevedeva l'inserimento di uno o più motori elettrici all'interno del cambio automatico, molto spesso di tivo CVT. Oggi, però, il panorama tecnico è molto più articolato: Toyota e Ford usano un ingranaggio epicicloidale (e-CVT) privo di cinghie e pulegge; Renault usa una trasmissione multimodale a innesti frontali senza frizione; Hyundai e Kia usano un cambio automatico a 6 rapporti tradizionale o doppia frizione; Honda e Nissan usano prevalentemente la trazione elettrica diretta.

Le auto ibride Plug-in rappresentano una sorta di anello di congiunzione tra l’ibrido e le auto elettriche. Infatti, le plug-in sono dotate di una batteria con capacità sufficiente a garantire una percorrenza di almeno 40 km in modalità esclusivamente elettrica, ricaricabile proprio come un veicolo elettrico tramite il cavo collegabile ad una presa domestica o ad una colonnina. 

Fino a qualche anno fa, il motore elettrico era sempre connesso direttamente all'asse delle ruote, con uno schema tecnico comunemente chiamato "P4", tanto è vero che era normale usare questa soluzione per rendere a trazione integrale modelli di auto che nascono a trazione anteriore. Oggi la stragrande maggioranza delle nuove Plug-in Hybrid integra il motore elettrico dentro la scatola del cambio automatico (schema P2/P3), mantenendo spesso la sola trazione anteriore (o usando l'albero di trasmissione classico per l'integrale).

Le Plug In Hybrid in città si comportano praticamente come se fossero delle elettriche e possono percorrere decine di chilometri senza l'intervento del motore termico.

Le "super ibride", infine, sono una nuova categoria di auto ibride ma, soprattutto, una trovata di marketing: si tratta, infatti, di auto plug-in dotate di batterie molto grandi e che, di conseguenza, possono fare moltissimi chilometri in 100% elettrico.

Oltre alla distinzione legata alle dimensioni della batteria e alla presenza o meno della presa di ricarica, le auto ibride si classificano anche in base allo schema meccanico con cui i propulsori interagiscono con la trasmissione, dividendosi principalmente tra ibrido parallelo e ibrido in serie. 

Nell'architettura ibrida parallela – la più diffusa sul mercato e adottata dalla maggior parte dei sistemi Mild Hybrid, Full Hybrid e Plug-in Hybrid tradizionali – sia il motore termico sia quello elettrico sono collegati meccanicamente alle ruote: i due propulsori possono quindi spingere la vettura lavorando in contemporanea per offrire la massima potenza in accelerazione, oppure alternarsi alla guida in base alla velocità e al livello di carica della batteria. 

Nell'ibrido in serie (schema noto anche come Range Extender, ad esempio il sistema Nissan e-Power), invece, la trazione è affidata esclusivamente al motore elettrico, che è l'unico organo collegato alle ruote motrici. In questo caso il motore a benzina non trasmette mai il moto direttamente all'asfalto, ma si accende solo quando necessario per funzionare come un generatore di corrente di bordo incaricato di ricaricare la batteria o alimentare l'unità elettrica: il risultato al volante è la risposta fluida, immediata e priva di cambi marcia tipica di un'auto 100% elettrica, ma con la comodità di fare normalmente rifornimento al distributore. 

Esistono infine i sistemi serie-parallelo (o misti, come quelli impiegati da Toyota, Honda e dalle più recenti "super ibride" orientali), che tramite una gestione elettronica avanzata e trasmissioni dedicate riescono a combinare entrambi gli schemi, funzionando in serie alle basse velocità cittadine e passando al collegamento diretto in parallelo nei trasferimenti autostradali.

Esistono sia ibridi benzina sia ibridi diesel, con la benzina che la fa da padrona, mentre Mercedes è stata pioniera dell’ibrido sui motori diesel, tant’è che dalle parti di Stoccarda hanno sviluppato sia un sistema plug-in hybrid sia mild hybrid, quest’ultimo replicato da diverse case. 

Le proposte ibrido diesel sono particolarmente interessanti perché uniscono l’efficienza del diesel con quella della tecnologia ibrida, permettendo anche a chi deve fare molti chilometri in una sola giornata di viaggiare serenamente in autostrada e di poter entrare nei centri città in modalità a zero emissioni, con tutti i vantaggi che ne conseguono.