Auto ibride: come funzionano, tipologie e differenze

L’evoluzione del mercato automotive - e la sempre maggiore attenzione ai livelli di inquinamento dell’aria prodotti dagli autoveicoli- se da un lato hanno spinto i costruttori a velocizzare la transizione verso i modelli a basse emissioni dall’altro hanno portato gli automobilisti a doversi necessariamente confrontare con le terminologie tecniche legate all’acquisto di una nuova auto, in particolare quelle ad alimentazione ibrida.

Auto ad alimentazione ibrida: una storia ultracentenaria

Storicamente i primi approcci alla propulsione ibrida si devono a Ferdinand Porsche che, nel 1896, brevettò un sistema composto da due motori elettrici collegati alle ruote del prototipo Semper Vivus e abbinati ad altrettanti motori a scoppio. Il progetto nasceva con l’intento di evitare la dispersione di potenza mediante i rinvii della trasmissione, limitando al contempo le parti soggette a usura in un’automobile. L’idea era sicuramente interessante ma agli inizi del Novecento quest’approccio pioneristico ad una soluzione ibrida per il funzionamento dell’auto fu presto accantonato.

L’interesse per le possibili soluzioni di funzionamento termico/elettrico fu riscoperto con la crisi petrolifera del 1973: la necessità di progettare automobili che richiedessero un minor consumo di carburante trovò infatti terreno fertile in Giappone, dove la Toyota cominciò a sviluppare le prime soluzioni "ibride". Successivamente anche Fiat e Alfa Romeo presentarono degli interessanti esperimenti al riguardo, ma questi modelli non avranno mai un seguito nella produzione di serie.

A dare una svolta a quest’intuizione - diversi anni dopo - sarà proprio la Toyota che nel 1994, per lo studio di una berlina dai bassi consumi, decise di ricorrere alla doppia propulsione. Tre anni dopo, con il lancio della Toyota Prius, prima vettura ibrida di serie al mondo, il mercato dell’auto assisterà alla legittimazione di questa nuova tecnologia e la Casa giapponese diventerà in breve tempo il principale costruttore di veicoli a motore termico "elettrificati".

Auto ibride: cosa sono e come funzionano

Gli autoveicoli ad alimentazione ibrida sono caratterizzati dal funzionamento combinato di un propulsore endotermico, diesel o benzina, e di un motore elettrico, e sono stati progettati per consumare meno dei corrispondenti modelli dotati unicamente di un’unità motrice tradizionale. Poiché a minori consumi corrispondono anche meno emissioni, tra i benefici più evidenti della diffusione di questa nuova tecnologia figura la riduzione dell’inquinamento atmosferico.

Nel corso degli ultimi anni l’evoluzione di questa tecnologia è stata continua, con sistemi studiati per sfruttare sempre di più i vantaggi garantiti dall’unità elettrica e la possibilità di immagazzinare elevati quantitativi di energia. I modelli di vecchia generazione sono infatti dotati di un piccolo pacco batterie per supportare il motore termico solo in avviamento e in alcune fasi di accelerazione, mentre quelli più recenti - a fronte di una maggiore possibilità di accumulo garantita da batteria di maggiore capienza - garantiscono un continuo funzionamento combinato dei due propulsori, con la possibilità di utilizzare quello elettrico anche in modalità esclusiva.

Le automobili ad alimentazione ibrida non sono tutte uguali e il loro funzionamento varia in funzione dello schema costruttivo con differenze sostanziali tra auto ibride Mild-Hybrid, auto ibride Full-Hybrid e auto ibride Plug-In.

Auto ibride: differenza tra Mild Hybrid, Full Hybrid e Plug-In

Gli autoveicoli ad alimentazione ibrida possono essere distinti in 3 diverse tipologie che differiscono tra loro per funzionamento e possibilità di ricarica del pacco batterie. Non è un caso che nelle denominazioni commerciali dei vari modelli, ma anche nelle pubblicità delle case costruttrici, vengano sempre più spesso citati gli acronimi MHEV, HEV, PHEV.

MHEV: Mild Hybrid Electric Vehicle

Le automobili Mild Hybrid rappresentano la tipologia di veicoli ad alimentazione ibrida più diffusa: sono dotate di batteria di capienza ridotta e unità elettrica con potenza limitata. Si tratta di una forma molto leggera di ibridizzazione in cui il motore a combustione è supportato da un motore elettrico per migliorare consumi e prestazioni. Quest’ultimo non funziona mai in modo indipendente - e non consente di spostare il veicolo in autonomia - ma supporta il propulsore termico nei percorsi a bassa velocità e nella fasi di ripartenza, contribuendo ad ottimizzare le eventuali funzioni Start & Stop di cui può essere dotata l’auto, permettendo di abbassare i consumi fino al 15%.

HEV: Hybrid Electric Vehicle

Il sistema HEV, noto anche come soluzione Full Hybrid, è sempre caratterizzato dalla presenza di un motore elettrico a supporto di quello termico, ma consente di percorrere brevi tratti in modalità completamente elettrica, grazie all’adozione di accumulatori di energia di medie dimensioni.

Il sistema ha raggiunto un elevato livello di maturità - sono ormai passati 25 anni da quando Toyota ha introdotto le prime vetture Full Hybrid sul mercato - ed è caratterizzato da un avviamento in modalità elettrica che si protrae per alcuni chilometri, mentre la ricarica del pacco batterie può avvenire sia con il trasferimento di una quota dell’energia prodotta dal motore termico sia mediante rigenerazione nella fasi di frenata e decelerazione.

In condizioni normali, sulla base della condizioni di carica del pacco batteria, si ha un funzionamento simultaneo dei due propulsori. L’utilizzo del motore elettrico viene però favorito in contesti urbani, dove la guida è caratterizzata da frenate e ripartenze, mentre a velocità costanti più elevate, in tratti extraurbani e autostradali, viene privilegiato il motore termico.

PHEV: Plug-in Hybrid Electric Vehicle

Le automobili Plug-in Hybrid possono viaggiare in modalità completamente elettrica anche su lunghi tratti e a velocità costante, superando così il limite più grande delle Full Hybrid. Rispetto alle HEV, il pacco batterie di cui è dotato il sistema ha dimensioni maggiori e può essere ricaricato non solo sfruttando l’energia cinetica che viene prodotta durante la marcia ma anche tramite una presa esterna. Generalmente un veicolo PHEV garantisce una maggiore autonomia in modalità totalmente elettrica.

La differenza tra un’automobile Full Hybrid e una Plug-In Hybrid è che la prima si ricarica in modo autonomo, mentre nel secondo caso la ricarica avviene anche esternamente, collegando la vettura ad una presa di corrente proprio come nelle vetture 100% elettriche. Dotate di batterie più grandi delle ibride tradizionali, le Plug-in Hybrid sono più costose ma anche più performanti e permettono di percorrere molti più chilometri a zero emissioni senza utilizzare il motore termico, con un’autonomia che può arrivare nei modelli più recenti fino a 70 km.