Si preguntásemos cómo hacer un coche híbrido a un experto de barra de bar, nos diría “le pones un motor eléctrico, una batería gorda y a correr”. Ojalá fuese tan sencillo. Lo cierto es que hay muchos aspectos ingenieriles que no deben dejarse de lado si se quiere vender un buen producto.
Lo primero que hay que preguntarse es ¿qué pretendemos con una versión híbrida? ¿Se priorizará el bajo consumo, las prestaciones, el confort, la economía, el precio o se intentará todo lo demás? Una vez que tengamos claro el objetivo de diseño, habrá que valorar cómo han de ser los distintos componentes.
Este post no pretende ser ningún manual para ingenieros, sino una aproximación a lo que es el diseño de coches, lo complicado que es, y la justificación de los elevados costes que supone meterse en una empresa semejante. Por ello, no me meteré en detalles demasiado complicados, pretendo que sea para todos los públicos.

¿Cómo colocamos los distintos elementos?
La mayoría de los coches híbridos que se han diseñado son adaptaciones de coches convencionales, pensados para alojar menos piezas. Eso ha restringido mucho las posibilidades de diseño, porque hay que buscar espacio para los nuevos componentes e intentar no sacrificar cotas, aunque a veces es inevitable.
Lo más normal es que al ubicar las baterías que exige el sistema híbrido, estas vayan bajo los asientos traseros o bajo el maletero. Una consecuencia directa es que se pierde maletero, véase el Lexus GS 450h, que termina con un espacio de carga bastante limitado y que exige el uso de maletas especiales.
No solo importa el dónde, también el peso. El reparto de peso se ve alterado al añadir las baterías (normalmente atrás) y el motor o motores eléctricos (generalmente delante). Eso implicará hacer ajustes específicos para que las características dinámicas del vehículo no se ven alteradas para mal.

Cómo elegir un buen motor térmico
En un coche híbrido el motor térmico hará menos esfuerzo que una versión convencional equivalente, de modo que se puede ceder en potencia un poco y compensarla de forma eléctrica. Reducir la potencia puede influir positivamente en el consumo de combustible, aunque no es una norma inamovible.
Si el motor térmico va muy sobrado de potencia nos hallaremos ante un híbrido más prestacional, véase todos los de gama alta. Cuanta más potencia sobre, más se recargarán las baterías, y más margen de actuación habrá para el motor eléctrico. No obstante, el consumo de combustible no será muy reducido.
Si en cambio nos quedamos cortos de potencia, el motor térmico se verá obligado a hacer mucho esfuerzo en relación a sus posibilidades, y en algunas condiciones su eficiencia será mínima. Por ejemplo, subir pendientes con el Honda Civic Hybrid se hace muy pesado para su motor 1.3 SOHC de 95 CV, y se revoluciona mucho.

Cómo elegir un buen motor eléctrico
En un coche semihíbrido la potencia del motor eléctrico es más bien baja en relación al de combustión, ya que hablamos fundamentalmente de una asistencia. Si el motor es más pequeño o de menor potencia, pedirá a las baterías un esfuerzo menor, lo cual será un ahorro de peso frente a un híbrido puro: no necesitamos tanta batería.
Lo más probable es que apenas haya espacio para ubicar un motor eléctrico de tamaño “grande”, por eso se suele recurrir a la solución de integrar el motor eléctrico, de tamaño compacto, en la misma transmisión, o en el volante de inercia. Diseñar un semihíbrido es mucho más sencillo.
Por contra, un motor eléctrico grande requerirá tirar más de las baterías, y eso a su vez, es un esfuerzo al motor térmico. Por eso no tiene sentido poner un motor térmico de potencia inferior al eléctrico, o pondríamos un cuello de botella en el sistema. Que yo sepa, en ningún híbrido el eléctrico es más potente que el térmico, como mínimo igual.

Es decir, si ponemos un motor eléctrico de 200 kW (272 CV) necesitaremos que las baterías sean capaces de darle esa potencia, o no rendirá tanto. Cuando la carga de las baterías no sea óptima, ¿de dónde sadrá la potencia? Premio, del motor térmico. Si es un híbrido en paralelo, no podemos robarle al térmico el 100% de su potencia.
¿Por qué? Porque en paralelo, los dos motores mueven las ruedas. Si le pido al térmico que entregue toda su potencia al generador/motor eléctrico no hará fuerza sobre las ruedas. En todo caso tendría sentido en un híbrido en serie, con un motor térmico dedicado exclusivamente a generar electricidad.
También hay que saber aplanar las curvas de par, no puede haber un desfase grande entre la entrega de par del motor térmico y el eléctrico, sino que debe buscarse una combinación lo más plana posible para que un motor complemente la deficiencia del otro, y viceversa.

La elección de las baterías
Cuando elegimos baterías, debemos considerar los parámetros de coste, tamaño, peso, potencia máxima y durabilidad (entre otros). El cliente no quiere cambiar las baterías en muchísimos kilómetros, la fiabilidad es fundamental, ya que hablamos de un componente muy caro, es más, es lo más caro que hay en un híbrido.
Si elegimos un electrolito más barato (como níquel-sodio o plomo-ácido, prohibidas ya) tendremos más peso, más tamaño, menos potencia, y no más durabilidad. Por eso se suele utilizar en híbridos el níquel, y en menor medida, el litio. El níquel tiene a día de hoy un balance de esos parámetros muy adecuado.
Podemos utilizar litio en vez de níquel para tener una batería más compacta y de más potencia… pero si es mucho más cara, el beneficio puede no verse compensado. Hay que fijarse en todo. Todos los híbridos económicos tienen baterías de níquel, el litio es para coches de gama alta, como el Mercedes-Benz S 400 BlueHYBRID (semihíbrido).

Visto queda que no podemos usar litio en un híbrido generalista ya que el beneficio sobre el níquel no está muy claro. Y si el precio no es un problema, está la fiabilidad. Toyota de momento no ha utilizado litio en coches de serie por no poder garantizar Panasonic, su proveedor de baterías, la misma fiabilidad que en las de níquel.
El peso es un aspecto muy importante también. Si metemos demasiada batería, el coche pesará más, luego hará falta más energía para moverlo, solo sería ventajoso cuesta abajo y no bajamos al núcleo terrestre todos los días. En llano y cuesta arriba será contraproducente, es mejor minimizar peso.
Por eso un coche híbrido enchufable en modo Charge Sustaining, es decir, circulando en modo híbrido y no eléctrico, no es más ventajoso por lo general que un híbrido convencional equivalente. Lo probé con el Prius Plug-in, cuando se acabó la “carga gorda” no mejoré resultados obtenidos con un Prius híbrido normal.

Una queja frecuente de los conductores novatos de híbridos es que tienen poca autonomía eléctrica. Obviamente, si tuviesen más autonomía tendrían que llevar mucha más batería, más peso, beneficio muy dudoso. La respuesta para esa gente es el híbrido enchufable, pero ni con 100 km de autonomía es suficiente…
Si queremos un híbrido con más de 200 km de autonomía eléctrica o tiene unas baterías muy sofisticadas y caras, o ha de llevarlas en un remolque. Y si queremos que llegue a 1.000 km… no hace falta que siga, ¿no? La autonomía eléctrica en un coche híbrido es una consecuencia de su diseño, no un reemplazo del coche eléctrico.
Supongamos que tenemos todos estos problemas resueltos, fruto de gastar millones de euros en I+D, construir prototipos, tirar muchos papeles a la basura y consumir muchos litros de café. Todo esto será inútil si no gestionamos adecuadamente todo el sistema, y eso implica automatismos y electrónica.

Sistema de gestión y otros aspectos
En los primeros coches híbridos del Siglo XX, alternar de modo eléctrico a térmico podía llevar minutos y con el coche parado. Un híbrido moderno lo hace en milisegundos y sin nuestra intervención. En un semihíbrido podemos permitirnos el “lujo” de la transmisión manual, pero en un híbrido puro no es viable.
De ahí que los híbridos puros usen transmisiones automáticas, fundamentalmente CVT. Querer que los dos motores puedan empujar cada uno “a su bola” implica el uso de engranajes planetarios, embragues… ingenios muy difíciles de manipular por un conductor humano en condiciones de confort aceptables.
Luego está el tema de la electrónica. Debe ser capaz de lograr siempre la combinación más eficiente. Más asistencia eléctrica o menos, priorizar la recarga o el empuje, cuándo pedir al motor eléctrico que haga todo el trabajo de impulsión y tener el de gasolina en retención o parado… es algo difícil de diseñar.

No olvidemos que cuando se trata de vender coches híbridos, debe ser un producto vendible. De poco nos serviría tener el mejor producto si a cambio nadie nos lo compra o si nuestro comprador objetivo no se lo puede permitir. No hay que precipitarse… ni retrasarse demasiado, o perderemos market share o cuota de mercado.
En los últimos años, muchos se quieren apuntar a la carrera de los híbridos. Lo que pasa es que hay estudiantes que empollaron antes de los exámenes y otros que lo están dejando para septiembre. Si alguna vez fue una moda… ahora es una tendencia industrial totalmente clara.
Quien va con ventaja, véase Toyota, Honda, General Motors y Ford, tienen más facilidad para sacar productos asequibles porque ya tienen tecnología amortizada, y todas estas preguntas que os he hecho durante el artículo ya tienen respuesta o están muy cerca de conseguirlas. Aquí el que no corre, vuela.
En Motorpasión | El coche híbrido
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farenin599
hola, muy interesante el post. Estoy dandole muchas vueltas a esto del híbrido no híbrido, semihibrido y tantos nombres que no termino de entender. Examinado las fichas técnicas del volt (ampera aqui) ves que el consumo que te muestra es de litros / hora. Muy interesante, el generador electrico encendido consume 1,1 litros a la hora, osease un sevilla - Barcelona son 14 horas, eso que es que voy a gastar 15 euros, yo me apunto. ahora me sale por 110 euros mas o menos. y yo me pregunto, por que tanta historia con las baterias, por que acumular energia si puedes producirla a bordo??? Si cogieras un volt y le quitaras las baterias, y tuvieras solo un vehiculo que lo mueve la energia producida a bordo con un consumo de 1,1 litros a la hora. por que llevar 400 kilos de baterias? Se conocen como vehiculos electricos con automonia extendida, pasemos todos los autos a extendida sin baterias!! si todos los coches del mundo estuvieran gastando 1,1 litros a la hora no estariamos hablando de calentamiento global, ni de crisis del petroleo. Pero los gringos siguen sacando al mercado miles de modelos que se tragan 18 litros a los 100km y todos tiene uno.
farenin599
¿Quién de por aquí se aburre tanto como para votar tanto negativo sin criterio?
farenin599
y esta oleada de votos negativos de arriba?xDDD por lo demas,gracias por enseñarme un poco como se crea un hibrido,un saludo.
farenin599
me gusta el articulo y todo lo que publicas relacionado con hibridos, es muy interesante. La primera lectura que realice aqui fue sobre un kit para el nissan cube y la verdad no me gusto nada, pero segui leyendo y cada dia comentais cosas mas interesantes y casi cada dia visito vuestra pagina, Asi que nada, muchas felicitaciones pese a mi primera mala impresion sobre el blog.
farenin599
Una solución para compensar el aumento de peso sería atarle unos globos de hidrógeno.. fuera de coñas, un artículo muy interesante
Alastair
Hay un episodio de South Park en el que hablan de los híbridos que no puedo dejar de recomendar...
En Inglés con Subtítulos (Mucho mejor que el doblaje español): http://tu.tv/videos/temp10-cap2
Un saludo.
farenin599
Interesante artículo, bravo Javier, te estás saliendo.
PD: A ver si se nos va el miedo a la tecnología híbrida, que muchas veces es el motivo por el cual no acabamos con uno.
farenin599
El futuro está por al menos semihibridar todos los coches. El Prius o el RX tienen buen maletero pero es que lo del LS o el GS es lamentable.
farenin599
MUY BUENO LEI TODO, VEO QUE EL AUTOMOVILISMO TIENE MUCHO FUTURO POR DELANTE Y GRACIAS JAVIER POR TAN GRAN PUBLICACION.
farenin599
Muy interesante y completo el post, Javier. Con todo lo que he aprendido en este tiempo de híbridos ya me podria presentar como vendedor, aunque en mi pais hay uno solo y ya esta vendido XD.
Saludos,
farenin599
La verdad que está muy bien,el eco-post de hoy.Pero tengo una duda en un hibrido se cambian las baterias ¿no?.
¿Te saldria por el mismo precio el matenimiento de un coche "normal" que la bateria de un hibrido?
Nosé si me explico,con un coche "normal" te haces 400.000km y durante esa época te gastas en aceites,etc...Un cierto dinero,¿ese dinero equivaldria a cambiar una bateria?
Ya sé que depende de la persona y del coche,pero mas o menos te debe salir por lo mismo ¿no?
farenin599
muchas gracias javier. no tenia ni idea de los hibridos. ahora por lo menos tengo una idea basica.espero que hagan un hibrido que se adapte a todas las exigencias del publico. :)
farenin599
Creo que olvidas otro factor muy importante, el coeficiente aerodinámico
farenin599
El artículo mola, pero propongo un cambio de nombre para la página HibridPasión, ZeroEmisionPazion, Ecopasion.
Otras propuestas?? :P
Un saludo
farenin599
Gran post Javier, +1 me encanta, espero que nuestro próximo coche sea híbrido.
farenin599
hasta que no lleguen los hibridoe con el motor de combustion SOLO produciendo electricidad todas eco tonterias que nos venden son poco mas que meras adaptaciones de coches de combustion con la idea de vender un producto a los eco-motivados .
existen a dia de hoy configuraciones como la que he dicho que tienen muchas ventajas ;
- te ahorras el peso y el coste ademas del espacio de la caja de cambios. - tambien de parte de la bateria ya que esta no tiene por que ser tan grande, ya que solo se usara en momentos puntuales y en caso de necesitar mas energia siempre se puede subir de revolucioes el motor termico en ese momento puntual.
y lo mejor de todo es que esto es viable hoy en dia ya que la tecnologia que se usa ya existe y no es muy distinta de los hibridos actuales. como ya nos demostro hace años el chevrolet volt y que por cierto todabia estamos esperando .
cuando esto sea asi empezare a ver los coches hibridos como un cambio real .
por ultimo existe una ultima configuarion aun mas eficiente y es la de tener una pequeña turbina generando la electricidad ya que estas son mucho mas eficientes que los motores de combustion que monta actualmente los coches , pero visto que ni siquiera lo anterios esta en el mercado esto es una utopia .
farenin599
Me gustaría preguntar algunas dudas, a Javier o a quien las sepa responder, sobre ciertos híbridos:
La primera es el ciclo que utiliza el motor de gasolina del Prius, ¿qué diferencias tiene respecto al ciclo Otto normal?, ¿y el ciclo Miller que a veces utiliza Mazda?
Otra pregunta se refiere a los cambios manuales en los híbridos, el Honda CR-Z tiene un cambio manual, ese modelo diría que es un híbrido en el sentido estricto de la palabra, ¿por qué en ese sí que usan un manual?, también creo que la primera generación del Civic IMA fue de cambio manual (por cierto, ¿estará disponible el CR-Z en automático?, es que yo sólo puedo conducir automáticos y el CR-Z me gusta mucho).
Gracias.
farenin599
El problema mayor sigue radicando en la recarga eléctrica. Un auto de gasolina se recarga en segundos en tanto uno a baterias hay que esperar un buen rato. Otro tanto es la ignorancia, el miedo y el desconocimiento en cuanto a probar las nuevas tecnologías, el precio que también influye y otro tanto es la cultura automovilística.
Ojalá y la tecnología pueda abaratarse rapidamente, así como alguna vez los teléfonos celulares o los reproductores DVDs lucían inalcanzables en cuanto a costos pero sin embargo hoy día casi cada habitante de este planeta tiene, mínimo, uno.
...o tal vez habría que esperar que los chinos participen en la fiesta...
farenin599
tengo unas ganas de probar un prius que me muero! xD
farenin599
Javier:Muy bueno tu post. Está Claro que el futuro es híbrido y lo único a mejorar es el tema de las baterias. Es una pena que el Prius 3g solo tenga una autonomía en modo electrico de solo 2km. en ciudad. Si tuviese una autonomía de 15 o 20 km., sería el hibrido ideal, pues en circulación urbana, raramente se cubren más kilometros al día. Otra ventaja del hibrido sería la posibilidad de utilizar combustibles alternativos como el etanol, con lo que si subiese mucho la gasolina, sería una opción a considerar.
farenin599
Los coches hibridos son comida para hoy y hambre para mañana. Lo que quiero decir es que el futuro son los coches completamente electricos (Aunque eso nos duela a los aficionados a las grandes cilindradas), como por ejemplo el SSC Ultimate Aero EV, que al igual que su hermano el TT, es el coche electrico de serie mas rapido del mundo, con una velocidad punta de 355km/h
farenin599
Me gusto mucho este articulo, ya que nos detalla muchas cosas que las personas comunes no saben, creo que el saber sobre estos nuevos vehiculos nos abre la mente a querer usar uno de ellos. espero y sigan haciendo articulos de este tema. A las personas les deberian interesar mucho estos autos gracias a que estos son una gran ayuda en estos tiempos que los combustibles fosiles provenientes del petroleo no duraran mucho.
farenin599
El buen diseño de estos vehiculos hara mejor su funcionalidad y su rendimiento.