Un vehículo híbrido es aquel en el que se utilizan sistemas de propulsión híbridos, entre ellos autobuses, automóviles, camiones, bicicletas, barcos, aviones y trenes.
El término, se refiere más comúnmente al vehículo híbrido eléctrico, que combina un motor de combustión interna y uno o varios motores eléctricos. Otros tipos de sistemas de propulsión híbridos incorporan una celda de combustible, supercondensador, motor de aire comprimido o batería inercial, en combinación con un motor de combustión o eléctrico.
Según el sistema utilizado, un vehículo híbrido puede tener una mayor eficiencia energética. Esto puede deberse al uso de un motor más pequeño y la utilización de sistemas de recuperación de energía, tales como el freno regenerativo. Como consecuencia del menor consumo energético, se obtienen beneficios económicos y ambientales como la reducción de la contaminación acústica que producen los motores de combustión. Sin embargo, algunas tecnologías híbridas tienen perjuicios ambientales, por ejemplo: la producción y reciclado de baterías.
Potencia Fuentes de potencia para los vehículos híbridos, incluye: Carbón, madera u otros sólidos combustibles Gas natural comprimido Electricidad Campos electromagnéticos, radiofrecuencias Batería de tracción Vehículos de tracción humana Vehículo de hidrógeno Sistema de almacenamiento de energía recargable (RESS) Gasolina o Diésel Solar
Tipos de vehículo miniatura|Un autobús híbrido biodiésel en Montreal.
De dos ruedas y tipo ciclo El ciclomotor, la bicicleta motorizada, incluso el patinete eléctrico son una forma sencilla de híbrido, la potencia se entrega tanto a través de un motor de combustión interna o motor eléctrico como con los músculos del ciclista. Los primeros prototipos de motocicletas en el utilizaban los mismos principios para mover el vehículo.
En una "bicicleta de híbrida" los pedales y un motor están acoplados mecánicamente en la transmisión, con la rueda trasera o con la rueda delantera, utilizando un elemento de transmisión, por ejemplo: el uso de un motor de cubo, un rodillo de presión en un neumático, o una conexión a una rueda. El par motor humano y el del motor se suman. La fabricación de bicicletas motorizadas está ampliamente extendida, el ciclomotor es de este tipo.
En una "bicicleta híbrida en serie" (SH) la fuerza de los pedales usuarios se aplica en un generador. Esta se convierte en electricidad y se puede alimentar directamente al motor de la bicicleta o dándole carga a una batería. El motor obtiene la energía de la batería y debe ser capaz de entregar el par mecánico completo sin necesidad de pedalear. Las bicicletas SH están disponibles comercialmente, son simples en su funcionamiento y en su fabricación.
El primer prototipo de una bicicleta SH conocida y pública fue por Augustus Kinzel, con patente de Estados Unidos 3'884'317 en 1975. En 1994, Bernie Macdonalds concibió el vehículo ligero de electrolitos SH que utiliza potencia electrónica que permite el freno regenerativo y el pedalear sin pedalear. En 1995 Thomas Müller diseñó un "Fahrrad mit elektromagnetischem Antrieb" en su tesis de diploma y construyó un vehículo funcional. En 1996, Jürg Blatter y Andreas Fuchs de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Berna, construyeron una bicicleta SH y en 1998 montaron el sistema en un triciclo Leitra, con patente europea EP 1165188. En 1999, Harald Kutzke describió su concepto de la "bicicleta activa": el objetivo es acercarse a la bicicleta ideal de peso y que no tenga fricción por compensación electrónica. Hasta 2005 Fuchs y sus colegas construyeron varios SH como el prototipo triciclos y cuatriciclos.
En 2014 aparece en España el proyecto evovelo, que presenta un vehículo híbrido solar-eléctrico que combina las características de la bicicleta y el coche convencional. Este vehículo es un triciclo totalmente cubierto dotado de un motor eléctrico alimentado mediante una placa solar, que puede impulsarse solo mediante el pedaleo o por el motor.
Vehículos pesados Son los que incordian. Un sistema de propulsión híbrido utiliza la transmisión diésel-eléctrica o transmisión turbo eléctrica para locomotoras de potencia, autobuses, camiones de gran tamaño, máquina hidráulica y barcos. Típicamente alguna forma de motor térmico, normalmente diésel, acciona un generador eléctrico o bomba hidráulica que posee uno o más motores eléctricos o hidráulicos. Hay ventajas en la distribución de la energía a través de cables o tuberías en lugar de elementos mecánicos. Hay potencia perdida en la doble conversión de combustible diésel, por lo general la electricidad para alimentar un motor eléctrico o hidráulico. Con los vehículos grandes las ventajas a menudo superan los inconvenientes, especialmente ya que las pérdidas de conversión normalmente disminuyen con el tamaño. Con la excepción no nuclear del submarino, actualmente no existe o relativamente poca capacidad de almacenamiento de energía secundaria en la mayoría de los vehículos pesados, por ejemplo, baterías auxiliares y acumulador hidráulico —aunque esto está cambiando. Los submarinos son una de las aplicaciones más antiguas generalizadas de la tecnología híbrida, que trabaja con los motores diésel, mientras que está en la superficie y cambia a energía de la batería cuando está sumergido. Las transmisiones paralelas híbridas y las series-híbrido se utilizaron en la Segunda Guerra Mundial.
Transporte por ferrocarril miniatura|Serie HB-E300 de la East Japan Railway Company. Europa La nueva "Autorail à grande capacité" (AGC o autovía de alta capacidad) construida por la empresa canadiense Bombardier Transportation para dar servicio en Francia, tiene el modo dual de motores diésel y eléctricos, cuyas capacidades de doble voltaje son de y V, lo que le permite ser utilizado con bastantes sistemas diferentes ferroviarios. La locomotora ha estado en pruebas en Róterdam, Países Bajos como Railfeeding, en Genesee & Wyoming.
China El primer prototipo de locomotora híbrida evaluada fue diseñado y contratado por el centro de investigación ferroviaria MATRAI en 1999 y la muestra estuvo lista en el 2000. La locomotora G12 se convirtió en híbrido utilizando un generador diésel de , baterías y también fue equipada con cuatro motores de tracción de CA, de un total de cuatro.
Japón El primer prototipo operativo de una máquina de tren híbrido con el almacenamiento de energía significativo y con la capacidad de regeneración de energía fue introducida en Japón como el Kiha E200. Utiliza baterías como la batería de ion de litio puesta en el techo para almacenar energía.
América del Norte En Estados Unidos, General Electric introdujo en 2007 un prototipo de locomotora con su tecnología "Ecomagination". Almacenan energía en un amplio conjunto de batería de sal fundida (Na-NiCl2), las cuales capturan y almacenan la energía que normalmente se disipa con el freno dinámico o descender una pendiente. Ellos esperan que al menos una reducción del 10% en el uso de combustible con este sistema ayude y ahora están gastando más de al año en una investigación híbrida.
Las variantes de la típica locomotora diésel incluye a locomotora de maniobras como Green Goat (GG) y Green Kid (GK) construidas por la empresa canadiense Railpower Technologies. Utilizan un sistema grande de la larga vida de servicio pesado de alrededor de 10 años, recargable con batería de plomo (PBA) de , motores eléctricos como las fuentes motrices primarias y un nuevo generador diésel de combustión limpia de alrededor de para la recarga de las baterías que se utilizan, es solamente cuando sea necesario. No está claro si el freno dinámico regenerativo de potencia es recapturado para su utilización, pero en principio, debería ser fácilmente utilizado.
Dado que estos motores típicos tienen peso extra con fines de tracción de todos modos el peso de la batería es una desventaja despreciable. Además, el generador diésel y el paquete de baterías se construyen normalmente en un marco existente y se retiró el patio de la locomotora de significativos ahorros de costos adicionales. El engranaje de motores existentes y en funcionamiento son todos reconstruidos y reutilizados. El ahorro de combustible diésel es de 40 a 60% y hasta un 80% de reducción de la contaminación, respecto a la de un motor de "típico" mayor conmutación/patio. Tienen las mismas ventajas que los coches híbridos existentes para su uso con arranques y paradas frecuentes; y los períodos de inactividad se aplican a su uso en un típico patio de maniobras. Las locomotoras "Green Goat" han sido adquiridas por Canadian Pacific Railway, BNSF Railway, Kansas City Southern Railway, Union Pacific Railroad, entre otras.
Cranes Los ingenieros de Railpower Technologies que trabajan con Terminal Systems (TSI) estaban probando una unidad de alimentación eléctrica diésel híbrido con almacenamiento en baterías, para su uso en grúas de Rubber Tyred Gantry (RTG). Las grúas RTG se utilizan normalmente para la carga y descarga de contenedores de transporte en trenes o camiones en los puertos y patios de almacenamiento de contenedores. La energía utilizada para levantar los contenedores puede ser recuperada parcialmente cuando se bajan. El combustible diésel y la reducción de emisiones de un 50-70% se predicen por ingenieros de RailPower. Se esperaba que los primeros sistemas estuvieran operando en 2007.
El transporte por carretera, los vehículos comerciales miniatura|GMC Yukon híbrida de 2008. Los primeros sistemas híbridos estaban siendo investigados por los camiones y otros vehículos pesados de carretera con algunos camiones operativos y autobuses que comenzaban a entrar en uso. Los principales obstáculos parecían ser el tamaño de las flotas más pequeñas y los costos adicionales de un sistema híbrido, que todavía eran compensados por el ahorro de combustible,Brown, Matthew.But Daniel thinks "Energy debate heats up: the high gas prices of last summer fueled the energy debate that continues today." State Legislatures 32.2 (Feb 2006): 12(5). Expanded Academic ASAP. Gale. Bentley Upper School Library (BAISL). 14 October 2009 Galegroup.co pero con el precio del petróleo va a continuar en su tendencia al alza, cuyo punto de inflexión podría haber sido alcanzado a finales de 2015. Los avances en la tecnología y el costo de la batería baja y de mayor capacidad desarrolladas en la industria del automóvil híbrido, ya se estaban filtrando en el uso de camiones como Toyota, Ford, General Motors y otros, introdujeron pickups y SUVs híbridos. Kenworth Truck Company introdujo recientemente un camión híbrido-eléctrico, llamado el Kenworth T270 Clase 6 que, para el uso de la ciudad, parece ser competitivo. FedEx y otros estaban empezando a invertir en vehículos, sobre todo de tipo híbrido de entrega para el uso de la ciudad, donde la tecnología híbrida puede pagar primero.
Vehículos militares todo terreno Desde 1985, los militares de Estados Unidos han estado probando híbridos en serie Humvees y los ha hallado para ofrecer una aceleración más rápida con una tecnología furtiva, un modo de cautela con baja firma térmica, funcionamiento casi silencioso y una mayor economía de combustible.
Barcos Los barcos con combinaciones de un montado de mástil o máquina de vapor, eran una forma cercana a un vehículo híbrido. Otro ejemplo es el submarino de transmisión diésel-eléctrica, el cual funciona con baterías durante la inmersión y las baterías se pueden volver a cargar por el motor diésel solamente cuando la embarcación está en la superficie.
El más nuevo híbrido incluye grandes esquemas de buques de propulsión "potencia cometa", manufacturado por empresas como SkySails. Los cometas de remolque pueden volar a varias alturas a veces superiores a los mástiles de los barcos más altos, con la captura de los vientos fuertes y más estables.
Aeronaves