El coche PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle) es un vehículo eléctrico híbrido enchufable. Este está diseñado principalmente para funcionar con una alta eficiencia energética, empleando un motor eléctrico, batería y un motor de combustión interna de ciclo Atkinson. De esta manera, en comparación a un vehículo tradicional, el consumo de combustible del coche baja hasta un 50 %, así como la contaminación medioambiental.
Un vehículo PHEV es un coche que da más seguridad a los usuarios, en comparación con un coche cien por cien eléctrico. Esto es así porque todavía no hay una infraestructura generalizada en todos los países, que pueda resolver lo relativo a la carga de las baterías. Por tanto, los coches híbridos enchufables representan un punto intermedio entre los coches con motor de combustión interna y los coches cien por cien eléctricos.
Diferencias entre un coche PHEV y los híbridos combinados HEV
Es común que las personas tiendan a confundir un coche PHEV con un vehículo HEV. Para empezar, ambos coches tienen una motorización híbrida, pero la batería de los HEV no puede recargarse externamente y tiene menos capacidad. Por otra parte, el motor eléctrico de un vehículo PHEV es más grande y potente que el de un coche HEV.
Normalmente, el vehículo PHEV tienen una autonomía eléctrica pura de máximo 80 km. Además, este coche, a diferencia del HEV, se ha diseñado para utilizar el motor de combustión en casos especiales. Es decir, el motor de combustión se deja para el caso de una conducción más exigente, viajes largos o para recargar la batería.
¿Cómo está constituido un coche PHEV?
Normalmente, cada fabricante de vehículos tiene sus particularidades. Sin embargo, un coche PHEV típico tiene la siguiente configuración de motores híbridos: motor de combustión interna (MCI), motor-generador 1 (MG1) y motor-generador (MG2). Además, tiene una batería de mediana capacidad, una caja de engranajes y un inversor electrónico de potencia.
Motor de combustión interna del coche PHEV
El motor de combustión del coche PHEV es una variante del clásico y tradicional motor de ciclo Otto, de cuatro tiempos. Tal variante se conoce como Atkinson, la cual tiene un retraso en el cierre de las válvulas de admisión. En consecuencia, este motor es menos potente que el Otto, pero tiene una mayor eficiencia. Por tanto, este es el tipo de motor elegido para los coches PHEV, ya que estos motores tienen un menor consumo de combustible.
Generador y motor eléctrico MG1
Esta es una máquina eléctrica reversible que puede trabajar como motor o como generador, dependiendo de las condiciones de la conducción. El MG1 tiene un conjunto de devanados trifásicos en el estator y un rotor de imanes permanentes. Por tanto, es una máquina eléctrica de corriente alterna, que conforma el conjunto de los motores híbridos de los vehículos PHEV.
El MG1 tiene la función como motor, de arrancar el motor de combustión. Y como generador, tiene la misión de cargar la batería principal del coche. Por otra parte, debe ayudar al motor de combustión en situaciones exigentes.
Motor y generador eléctrico MG2
Un vehículo PHEV con motorización híbrida también tiene una segunda máquina eléctrica trifásica reversible, la cual es más grande y potente que el MG1. Por tanto, es la máquina eléctrica principal que deberá mover el vehículo en todas las condiciones. Además, cumple la importante función de realizar el frenado y carga regenerativa de la batería principal.
Batería principal de los coches híbridos enchufables
La batería es un componente imprescindible de los coches híbridos enchufables, ya que almacena la energía eléctrica necesaria para el funcionamiento de los motores eléctricos. Esta está compuesta por un paquete de celdas de iones de litio, con una capacidad promedio de 15 kWh. Por lo general, esta batería funciona con voltajes entre 200 y 300 voltios.
Esta batería puede cargarse desde tres fuentes diferentes: puerto de carga externo enchufable, MG1 y MG2. Por otra parte, la vida útil de la misma alcanza los ocho años, con un adecuado y periódico mantenimiento.
Inversor reversible para coches de motorización híbrida
El vehículo PHEV de motores híbridos necesita de un convertidor reversible trifásico para alimentar los motores eléctricos, a partir de la batería. Es decir, convierte la energía eléctrica continua de la batería en energía eléctrica alterna para alimentar el MG1 y el MG2. Por otro lado, también recibe energía eléctrica del MG1 y el MG2, para cargar la batería de iones de litio.
Un inversor es un módulo electrónico de potencia compuesto de transistores MOSFET, los cuales van conectados en puentes trifásicos de 6 transistores. Este módulo electrónico produce mucho calor con su funcionamiento. Por tal razón, necesita de un sistema de refrigeración auxiliar.
Caja de engranajes de los coches con motores híbridos
Tanto el motor de combustión interna como el MG1 y el MG2 van acoplados a una caja de engranajes automática, con un control computarizado. Este control acopla, desacopla y sincroniza los pares de fuerzas de todos los motores, en función de las condiciones y exigencias de la conducción.
Beneficios de los vehículos PHEV
El coche PHEV ofrece muchas ventajas a los usuarios del mismo. Por ejemplo, los coches híbridos enchufables tienen la autonomía eléctrica necesaria para el recorrido diario que realiza una persona en España (40 km en promedio). Por otra parte, en viajes de vacaciones, la autonomía del motor de combustión, con el coche en modalidad eléctrica autorrecargable, alcanza varios cientos de kilómetros.
Otros beneficios destacados tienen que ver con las ayudas que ofrece el estado para la compra de estos vehículos. Además, los propietarios de estos coches no pagan impuestos por matriculación. Por otra parte, los vehículos PHEV reciben la etiqueta cero emisiones, la cual les da acceso ilimitado a cualquier zona de las ciudades. Con la etiqueta cero también pueden aparcar sin limitaciones, usar carriles de alta ocupación, recibir descuentos en los peajes, etc.
Vehículos PHEV de Mercedes-Benz
Son muchos los modelos de Mercedes del tipo híbridos enchufables. Entre estos se pueden mencionar los siguientes: Clase A 250, Clase B 250, CLA 250, GLA 250, Clase C 300, Clase E 300, Clase S 580, etc.
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