Come funzionano le auto ibride: consumi e tipologie

Cosa sono e come funzionano le auto ibride? Sono senza dubbio una delle soluzioni più innovative e sostenibili presenti in questo momento nel mercato automobilistico, offrendo un’alternativa più ecologica ai tradizionali modelli con motore a combustione interna.

Introduzione al funzionamento delle auto ibride

Vantano una tecnologia che combina un motore elettrico con uno endotermico, permettendo così di ridurre le emissioni di CO2 e i consumi di carburante. Tuttavia, esistono diverse tipologie di vetture ibride, ognuna con caratteristiche specifiche che influenzano prestazioni, modalità di ricarica ed efficienza energetica. Abbiamo quindi deciso di realizzare questo articolo per aiutarvi a scoprire come funzionano le macchine ibride nel dettaglio.

Come funziona il motore ibrido

Per capire come funziona il motore ibrido bisogna analizzare il principio che sta alla base di queste vetture: vengono combinati un propulsore termico con uno o più unità elettriche in modo da migliorare l’efficienza energetica, ridurre le emissioni di anidride carbonica e ottimizzare le prestazioni del veicolo.

Sono spesso caratterizzate da batterie di dimensioni contenute (solitamente tra 1 e 2 kWh) e utilizzano l’energia non solo per alimentare il powertrain elettrico ma anche per sfruttare vari sistemi come la frenata rigenerativa.

Il tutto viene regolato attraverso una centralina che gestisce l’energia tra i vari componenti del sistema ibrido. Quando le condizioni di guida lo permettono (es. durante l’avviamento o in fase di bassa domanda energetica), l’auto ibrida può muoversi in modalità full electric, garantendo una marcia silenziosa e senza emissioni. Grazie al motore a combustione interna, le macchine ibride non soffrono del problema dell’autonomia limitata, tipico invece dei veicoli completamente elettrici.

I componenti chiave del motore ibrido

Il motore ibrido rappresenta una parte fondamentale di una vettura del genere, unendo l’efficienza dei propulsori elettrici con la potenza e l’autonomia di quelli endotermici. Questa sinergia tra due unità propulsive differenti necessità di componenti specifici che ne permettono il funzionamento ottimale e l’integrazione. Tra le parti principali, abbiamo il motore elettrico, il generatore, le batterie, l’inverter, il cambio E-CVT e l’unità di controllo.

Il motore elettrico, oltre alla propulsione, funge da generatore durante i rallentamenti, trasformando l’energia cinetica in energia elettrica per ricaricare le batterie. Caratterizzato da un’alta efficienza energetica e da una coppia motrice consistente praticamente fin da subito, questo componente elimina la necessità di frizioni o convertitori di coppia in molte auto ibride, avviando anche il propulsore termico.

Il generatore è un altro elemento molto importante nelle auto ibride o 100% elettriche. È collegato al powertrain a combustione interna e si occupa di caricare le batterie e alimentare il motore elettrico.

Le batterie fungono da serbatoi di energia recuperata o fornita dalla rete di ricarica (nel caso delle vetture ibride plug-in). Ad oggi sono disponibili diverse tipologie di batterie, ma quelle principali sono al nichel-metallo idruro e agli ioni di litio.

Poi abbiamo l’inverter, che si occupa di trasformare la corrente continua delle batterie in corrente alternata, necessaria per il motore elettrico. In alcuni casi, può anche aumentare la tensione delle batterie in modo da migliorare l’efficienza del propulsore elettrico.

Il cambio E-CVT (che sta per Electronic Continuous Variable Transmission), è presente in alcune ibride (es. quelle di Toyota e Lexus) e sostituisce il cambio tradizionale, permettendo una variazione continua del rapporto di trasmissione tra motore termico e ruote, migliorando così l’efficienza.

Infine, abbiamo l’unità di controllo che si occupa di gestire il sistema ibrido, coordinando l’attivazione dei motori e lo stato di carica delle batterie.

Le principali tipologie di auto ibride

Prima di proseguire su come funziona una macchina ibrida, vediamo le tre tipologie principali: le ibride parallele (Mild Hybrid), che possono utilizzare il motore elettrico o quello a combustione in modo indipendente o congiunto; le ibride serie (full hybrid), in cui il motore a combustione genera energia elettrica per il motore elettrico, senza azionare direttamente le ruote; e le ibride plug-in, che permettono la ricarica della batteria attraverso una fonte esterna e possono operare esclusivamente in modalità elettrica per distanze limitate, offrendo così una maggiore flessibilità.

Auto Mild Hybrid

Le auto mild hybrid (conosciute anche come ibride leggere o MHEV) rappresentano il primo passo verso l’elettrificazione senza stravolgere troppo l’esperienza di guida tradizionale. Questa tecnologia prevede un motore endotermico abbinato a un dispositivo elettrico reversibile (tipicamente un alternatore-starter azionato a cinghia) che funge sia da generatore di corrente che da propulsore elettrico, supportando quello termico durante l’accensione, le fasi di start/stop e fornendo un incremento di potenza in determinate condizioni di guida.

Il sistema mild hybrid funziona grazie all’energia immagazzinata in una batteria dedicata durante le fasi di frenata, che viene poi restituita per assistere il powertrain a combustione quando necessario.

Tale soluzione non solo permette di risparmiare carburante ma anche di avere una risposta più pronta alle sollecitazioni dell’acceleratore grazie alla coppia extra fornita dall’unità elettrica in determinate condizioni (come l’accelerazione da fermo).

Un altro aspetto interessante delle vetture ibride leggere è che non richiedono una ricarica esterna. Questo lo rende particolarmente adatte a chi percorre prevalentemente tragitti urbani, dove la frenata frequente consente un più efficace recupero di energia e quindi maggiori risparmi di carburante.

Tuttavia, anche sulle strade extraurbane – grazie a motori endotermici più efficienti di nuova generazione – possono comunque garantire un consumo ridotto rispetto ai modelli tradizionali.

Le auto mild hybrid risultano essere la scelta più economica tra le varie tipologie di veicoli elettrificati in quanto vengono spesso proposte a prezzi simili a quelli delle vetture termiche ma con i vantaggi di avere consumi ridotti e minori emissioni di CO2.

Auto Full Hybrid

Le auto full hybrid (o vetture ibride complete) vantano una tecnologia avanzata che combina un motore elettrico con uno a combustione interna per ottimizzare consumi ed emissioni.

Questi modelli sono in grado di percorrere brevi distanze in modalità full electric, sfruttando l’energia immagazzinata nelle batterie e senza la necessità di una ricarica esterna. Se le batterie sono cariche, la partenza avviene in modalità elettrica, che può essere mantenuta fino a una certa velocità.

Durante l’accelerazione, entrambi i propulsori lavorano congiuntamente per aumentare prestazioni ed efficienza mentre in fase di decelerazione o frenata il propulsore elettrico agisce come un generatore, recuperando energia e ricaricando le batterie.

Un aspetto molto interessante delle vetture full hybrid è la loro trasmissione. Molti modelli dispongono di un cambio E-CVT, che si differenzia parecchio da quelli tradizionali automatici. Questo tipo di trasmissione sfrutta un numero teoricamente infinito di rapporti per mantenere il numero di giri costante pur aumentando la velocità, assicurando una guida fluida e riducendo i consumi.

Queste auto vantano solitamente batterie più grandi rispetto a quelle delle mild hybrid, aumentando di conseguenza il peso complessivo ma permettendo una maggiore capacità di recupero di energia in fase di decelerazione.

Infine, garantiscono un risparmio di benzina attorno al 30% rispetto a un veicolo non ibrido di potenza analoga. Ad oggi ci sono diverse vetture full hybrid sul mercato che si differenziano in termini di design, prestazioni e prezzi.

Auto Plug-in Hybrid

Le auto ibride plug-in (conosciute anche come plug-in hybrid o PHEV) sono sicuramente le più avanzate nel panorama dei modelli elettrificati. Coniugano i vantaggi dell’elettrico per brevi distanze e l’autonomia dei motori endotermici per i viaggi più lunghi.

Vantano un motore termico che può essere sia a benzina che diesel, con una o più unità elettriche, garantendo una modalità di guida a zero emissioni per distanze che possono superare anche i 100 km grazie alla maggiore capacità delle batterie rispetto alle full hybrid.

La ricarica degli accumulatori avviene tramite collegamento a una wallbox domestica o una colonnina di ricarica pubblica. Il funzionamento si basa sulla possibilità di utilizzare il powertrain elettrico per le partenze e per la guida a bassa velocità o in condizioni di traffico urbano, passando automaticamente a quello a combustione quando necessario, ad esempio per richieste di potenza più elevate o quando le batterie sono scariche.

Questa transizione è gestita in modo fluido, assicurando garantendo una guida confortevole ed efficiente allo stesso tempo. Alcuni modelli presenti sul mercato danno anche la possibilità di selezionare manualmente la modalità di guida preferita.

Vantaggi e considerazioni sulle auto ibride

Riduzione dei consumi e delle emissioni

Le auto ibride rappresentano una scelta sempre più popolare per chi cerca un’alternativa ecologica ed efficiente ai modelli tradizionali a combustione interna. Tra i principali vantaggi offerti da da questa tecnologia, abbiamo la riduzione dei consumi di carburante e delle emissioni di CO2.

Come già riportato nelle righe precedenti, la tecnologia ibrida si basa sull’utilizzo combinato di un motore elettrico e di uno endotermico. Nei veicoli mild hybrid, il propulsore elettrico assiste principalmente quello a combustione, soprattutto durante le fasi di partenza e accelerazione, ottimizzando così i consumi e contribuendo alla riduzione delle emissioni.

I veicoli full hybrid, invece, dispongono di motori elettrici più potenti e di batterie con maggiore capacità, permettendo loro di percorrere distanze maggiori in modalità full electric. Questa capacità di operare senza l’utilizzo del motore a combustione per tratti più lunghi si traduce in una riduzione ancora più marcata dei consumi e delle emissioni nocive.

Tuttavia, sia le mild hybrid che le full hybrid presentano dei costi iniziali più elevati rispetto ai modelli tradizionali. Questi costi, però, possono essere mitigati dai minori costi operativi vista la riduzione del consumo di carburante e dalla durata maggiore delle componenti elettriche, che tendono a richiedere meno manutenzione rispetto ai sistemi meccanici tradizionali.

Consigliamo di approfondire l’argomento dei vantaggi e svantaggi delle auto ibride in questo articolo.

Incentivi e agevolazioni fiscali per l’acquisto

Per l’acquisto di auto ibride, è possibile usufruire di incentivi e agevolazioni fiscali che permettono di guidare in maniera più semplice le vetture a minore impatto ambientale. Per le auto ibride plug-in, che hanno emissioni di CO2 comprese tra 21 e 60 g/km e un prezzo di listino massimo di 54.900 € (IVA inclusa), gli incentivi variano a seconda che ci sia o meno la rottamazione di un vecchio veicolo. Senza rottamazione, l’incentivo è pari a 4000 euro mentre con la rottamazione di un veicolo Euro 0, 1 o 2, l’incentivo sale fino a 8000 euro, con un Euro 3 fino a 6000 euro e con un Euro 4 fino a 5500 euro.

Per chi ha un ISEE inferiore a 30.000 euro, le soglie di incentivo aumentano ulteriormente, offrendo ancora più vantaggi. C’è anche un aumento della cifra destinata ai modelli mild hybrid con emissioni tra 61 e 135 g/km. Tuttavia, è importante sottolineare che le mild hybrid non beneficiano di incentivi in assenza di rottamazione.

Cosa considerare prima di acquistare un’auto ibrida

Costi di manutenzione e ricarica

La manutenzione delle auto ibride, nonostante la presenza di sistemi complessi come il motore ibrido, si rivela simile – per frequenza e costi – a quella delle auto convenzionali. Tuttavia, ci sono alcuni aspetti specifici che richiedono una particolare attenzione.

Per quanto riguarda il tagliando, le vetture ibride non si discostano molto dalle controparti endotermiche. La principale differenza risiede nei controlli aggiuntivi relativi al sistema elettrico, che non alterano significativamente i costi. Addirittura, ci sono alcune case automobilistiche che propongono tagliandi a prezzi comparabili a quelli delle vetture tradizionali, anche se il costo può essere di circa il 10% in più rispetto ai modelli convenzionali.

Un altro aspetto molto importante di un’auto ibrida è senza dubbio la batteria. Quelle più moderne sono state progettate per durare diversi anni (circa 8/10 anni). Inoltre, i produttori offrono spesso garanzie a lungo termine che coprono eventuali difetti. Anche le pastiglie dei freni tendono a durare di più rispetto a quelle dei veicoli tradizionali grazie all’azione del freno motore e al sistema di rigenerazione energetica durante le frenate, che riducono l’usura meccanica.

Autonomia di guida e infrastruttura di ricarica disponibile

Le auto ibride plug-in rappresentano una soluzione molto interessante per tutti coloro che cercano un compromesso tra l’autonomia degli EV e la flessibilità di un’auto ICE (Internal Combustion Engine).

L’autonomia in modalità 100% elettrica varia in base al modello scelto. Ci sono alcune vetture che sono in grado di superare i 100 km con una singola ricarica. La ricarica di un’auto plug-in hybrid può avvenire in diversi modi, inclusa la ricarica domestica tramite presa standard o quella pubblica sfruttandolo delle stazioni dedicate.

Per sfruttare al meglio l’autonomia di questi modelli, si consiglia di adottare alcune pratiche di guida, come il mantenimento di una velocità costante, l’utilizzo della modalità full electric in contesti urbani o in situazioni di traffico rallentato e sfruttare la modalità Eco per ottimizzare i consumi.

In tutto questo è però importante considerare l’infrastruttura di ricarica disponibile nella propria zona. Sebbene la rete stia crescendo rapidamente in Italia, l’accessibilità e la densità delle stazioni di ricarica variano a seconda della regione e possono influenzare la praticità di possedere e usare un’ibrida plug-in nel quotidiano.