Los vehículos híbridos, junto a los autos eléctricos, son una de las alternativas en movilidad para combatir la contaminación que se ha venido produciendo en los últimos años. Muchos ya tienen conocimiento sobre cómo funcionan los vehículos eléctricos, pero ¿Cómo funciona en sí un vehículo híbrido? La operación del sistema de un vehículo híbrido requiere que un gran número de condiciones estén establecidas antes de que las Unidades HV (hybrid vehicle) comiencen la estrategia de operación del motor de combustión y los motores generadores. 

Este sistema consta de dos Moto-Generadores y el motor de combustión; y están unidos a través de todo el conjunto “sistema planetario”, que permite el aporte de potencia de cada uno de los elementos que allí se encuentran. 

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Condiciones de operación del motor en un vehículo híbrido

La operación entre los elementos se desarrolla de la siguiente manera: El motor de combustión va directo al portador a través del eje más delgado y finaliza en la bomba de aceite. El acople entre el eje del motor y los portadores se presenta a través de rodamientos en su interior y el Moto-generador 1 (MG1) está conectado al engranaje del centro. 

¡Importante! Si el motor de combustión presenta movimiento, no significa que las ruedas se muevan. Si se mueve el motor de combustión y el aro exterior que está solidario al Moto-generador 2 (MG2) está frenado, la única posibilidad de movimiento es para el Moto-generador 1 (MG1). Es decir, si el eje de salida está bloqueado (posición de PARQUEO) y el motor de combustión está encendido (movimiento de los portadores), el MG1 tendría necesariamente que moverse por reacción, pues  de esta forma se convertiría en generador para cargar la batería HV.

Ahora bien, esta misma situación se puede analizar, pero suponiendo esta vez que el motor de combustión esté apagado y el vehículo detenido en parqueo. En este caso,  la única forma de hacer girar el motor de combustión es que se accione el MG1. Justo en ese momento, al accionarse y con el aro exterior frenado, la única oportunidad es que el conjunto de los portadores se mueva; al estar conectados directamente al motor de combustión, éste tendrá que moverse y por consiguiente arrancar. 

El MG2 va en dirección al aro exterior y al movimiento de las ruedas. Si el eje de salida no está bloqueado y el MG2 se mueve, el auto se moverá; de esta forma comienza a moverse el vehículo. Si el MG2 gira de forma contraria, el resultado será que el vehículo se mueva marcha atrás. Un ejemplo de este acople es que si el vehículo se coloca en Neutral y alguien lo mueve externamente (tal vez jalado), el MG2 tendrá que moverse obligatoriamente, porque está directo a la salida. 

Analicemos ahora las ocho(8) condiciones de operación del vehículo híbrido y sus dinámicas: 

  1. Motor parado y en contacto: aquí sólo se encuentra colocada la ignición, aunque bien puede estar el motor encendido y con la batería cargada. Para este caso, en el tablero aparecerá la palabra “READY”, indicando que el auto está listo para usarse. Las RPM del MG1 y MG2 serán cero, puesto que no habrá movimiento para ver las RPM en el MG2 y tampoco habrá necesidad de cargar la batería para ver movimiento en el MG1. 
  1. Motor parado con motor a gasolina: en esta condición, el motor se encuentra en parking y está encendido, pero se detecta que la batería requiere carga. En ese caso, el MG1 tendrá RPM positivas (entre 7000 y 9000 RPM), lo que permitirá encender el motor de gasolina y que éste convierta al motor MG1 en generador para cargar la batería. Como en esta condición no hay movimiento de las ruedas, el MG2 se encontrará quieto y con cero (0) RPM. 
  1. Rodando con motor eléctrico: Cuando el vehículo comienza a rodar, tiene una buena carga de batería y no hay altas exigencias en la aceleración, puede ser movido únicamente por el MG2. En ese caso, se tendrán RPM positivas en el MG2, lo que indicará que el auto está en movimiento por acción de éste. Por otro lado, el MG1 presentará RPM negativas, pues debe rodar en sentido contrario para que no se encienda el motor térmico. 
  1. Rodando de manera mixta (2 motores): En este modo de operación del vehículo híbrido, el conductor hace una mayor exigencia de aceleración. Por ejemplo, cuando el sistema detecta la acción de rebasar, se puede visualizar que el MG2 ya venía con RPM positivas para mover el automóvil. Sin embargo, el MG1 también debe tener RPM positivas con el objetivo de que se encienda el motor de gasolina, se aporte al movimiento y se cumpla con el requerimiento de potencia. Una vez que encendido el motor térmico, éste sigue realizando su función de aportar movimiento junto con el MG2; y el MG1 retoma un valor negativo de RPM, en caso de que la batería no requiera carga. El MG1 vuelve a tomar valores positivos de RPM en tanto se necesite aportar carga para el MG2 y si le sobra energía, para cargar la batería. 
  1. Cargando la batería: Para cargar la batería en un sistema híbrido debe encenderse el motor térmico para que convierta la acción del motor en generador. El MG2 seguirá con RPM positivas por la acción de movimiento y el MG1 tomará un valor también positivo, con el fin de encender el motor térmico y comenzar la generación. 
  1. En freno regenerativo: En este caso, la acción de frenado regenerativo no requiere que el motor térmico esté encendido, pues para cargar la batería se utiliza el movimiento del mismo auto. Por lo tanto, el motor MG1 estará con valor de RPM negativo para no encender el motor térmico y el MG2 tendrá un valor de RPM positivo; pues el movimiento esta vez servirá de carga a la batería, así como de freno eléctrico.
  1. Rodando en retro: Esta es en la única condición en la que el motor MG2 adquiere un valor de RPM negativo, debido a que el sentido de giro del vehículo es contrario. No obstante, el MG1 toma ahora un valor positivo sin que esté cargando la batería y sin que se esté queriendo encender el motor térmico. El valor positivo de RPM para el MG1, en este caso, es solo por el movimiento mecánico.

9. Rodando en neutro: En la condición de neutro el auto no carga la batería, pues por seguridad se requiere que esté en parking cuando está detenido. Así habrá un bloqueo eléctrico en el movimiento. Pero, si se rueda en posición neutro, se obtendrá un valor de RPM negativo para el MG1 y positivo (por el movimiento) para el MG2. Estos valores no tienen ninguna relación eléctrica y están dados solo por la inercia del movimiento.

El sistema de los vehículos híbridos y la forma en la que funciona según las acciones que se quieran realizar, puede parecer difícil de comprender. Sin embargo, es necesario entenderlo, pues el futuro apunta hacia una movilidad híbrida y eléctrica. Por tal razón, en Autosoporte Capacitación Automotriz se han diseñado un conjunto de programas, cuyo objetivo es seguir impulsando la electromovilidad, y el uso de los vehículos híbridos hace parte de los pasos a seguir para conseguir un transporte más limpio. Debido a eso, los técnicos automotrices de hoy deben ser conscientes de los cambios y continuar capacitándose en cuanto a la movilidad híbrida y eléctrica.


1 Comentario

Cinco (5) elementos de control en un vehículo híbrido: caso Toyota Prius · 6 julio, 2021 en 7:31 am

[…] vehículos híbridos tienen un sistema de operación que cuenta con distintas condiciones. De igual forma, cuentan con elementos que permiten la resolución de problemas, conectándose […]

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