Full, Mild o Plug-in? Guida ai tipi di automobili ibride

Le auto ibride si dividono in tre gruppi principali: full hybrid senza necessità di ricarica esterna (autoricaricante), mild hybrid che supporta soltanto il motore a benzina e plug-in hybrid (PHEV) che, ricaricandosi dalla presa, può percorrere una certa autonomia interamente in elettrico. Il criterio fondamentale che li distingue riguarda il metodo di ricarica, la capacità della batteria e la possibilità o meno di muoversi in autonomia con il solo elettrico; quale delle tre abbia senso per te dipende se la maggior parte dei tuoi chilometri giornalieri avviene in città o in autostrada e se puoi o meno collegarti alla presa.

Qual è la differenza tra ibrida, mild hybrid e plug-in hybrid?

Il primo e più chiaro criterio che distingue i tre sistemi è: chi carica la batteria e il motore elettrico può muovere l'auto da sola? La mild hybrid non si collega alla presa e non può viaggiare da sola in elettrico; il sistema elettrico è abbastanza piccolo da fornire solo un supporto al motore a benzina. Anche la full hybrid non si collega alla presa, ma carica la batteria con il motore a benzina integrato e la frenata rigenerativa; a bassa velocità può muoversi da sola in elettrico. Il plug-in hybrid, come suggerisce il nome, si carica dalla presa e la sua batteria è abbastanza grande da garantire un'autonomia vicina a quella di un veicolo completamente elettrico.

La dimensione della batteria traduce questa distinzione in numeri. La batteria di una full hybrid è generalmente 1 kWh circa; questa energia viene consumata subito nella successiva accelerazione. La batteria di una PHEV invece è circa 10-20 volte più grande di quella di una full hybrid e fornisce un'autonomia di circa 10-70 miglia per la guida completamente elettrica. Nella mild hybrid invece c'è una batteria al litio da 48V , un alternatore-starter integrato azionato a cinghia (BISG) e un convertitore DC/DC; il vantaggio dei 48V rispetto ai 12V è la possibilità di erogare più potenza con minori perdite.

Principi di funzionamento: come gestisce l'energia ogni sistema?

Mild hybrid: assistente silenzioso

Nella mild hybrid il sistema elettrico non è abbastanza grande da sostituire il motore. Il piccolo motore elettrico aggiunge coppia al motore a benzina nelle partenze e nelle accelerazioni; nel traffico con continue fermate e ripartenze rende più fluido lo spegnimento e il riavvio del motore. L'esperienza di guida è quasi indistinguibile da quella di un veicolo a benzina tradizionale; per questo la mild hybrid è la via d'accesso alla tecnologia ibrida con il prezzo d'ingresso più basso. Tuttavia, poiché il motore deve sempre girare per muovere il veicolo, consuma più carburante e produce più emissioni rispetto a un'ibrida normale.

Full hybrid: equilibrio automatico tra due fonti

Nella full hybrid il motore a benzina e il motore elettrico lavorano insieme. In una guida tipica il veicolo parte in elettrico; quando si raggiunge una certa velocità - come esempio classico nella Toyota Prius circa 15 miglia/ora - il sistema unisce il motore a benzina all'elettricità. È il computer a decidere quale fonte sia attiva e quando; il conducente non gestisce queste transizioni dal comando. Quando la batteria si scarica viene alimentata dalla benzina e, durante le accelerazioni, dalla frenata rigenerativa; il collegamento alla presa non entra in nessun momento della vita del veicolo.

Plug-in hybrid: elettrico part-time

La PHEV funziona principalmente con il motore elettrico e quando la batteria si esaurisce il motore a combustione entra in funzione automaticamente; cioè quando la batteria finisce il conducente non resta bloccato in strada. Quando l'autonomia elettrica scende a zero e subentra il motore a benzina, la batteria non è completamente scarica: il sistema riserva circa 1 kWh di riserva, così il veicolo continua a funzionare come un'ibrida con frenata rigenerativa. Le batterie delle PHEV sono circa un quarto delle dimensioni di quelle dei veicoli completamente elettrici; la maggior parte dei modelli utilizza un circuito di ricarica di bordo più piccolo ed economico, da 3,3 kW e generalmente non supporta la ricarica rapida in DC. Da una presa domestica può caricarsi completamente durante la notte, cioè in 10-12 ore .

Le PHEV offrono tipicamente tre modalità di funzionamento. In modalità ibrida il computer bilancia il mix elettrico e benzina per l'efficienza: dà priorità all'EV in città e in marcia costante, alla benzina in accelerazioni decise e ad alta velocità. La modalità EV Save preserva la batteria per dopo e forza subito il motore a benzina in modalità ibrida; è utile prima di entrare nei centri città con restrizioni sulle emissioni o prima di un percorso che richiederà coppia elettrica. La modalità Charge invece forza il motore a caricare la batteria; essendo meno efficiente e più costosa della ricarica tramite presa, è un approccio che si nega in ottica di efficienza, ma può essere considerato un'eccezione prima di lunghe salite.

Frenata rigenerativa: il motore comune dei tre ibridi

Il meccanismo presente in tutte e tre le tecnologie che rende possibile l'economia delle ibride è la frenata rigenerativa. Il principio è semplice: durante la frenata il motore elettrico viene invertito e funziona da generatore, convertendo l'energia cinetica delle ruote in energia elettrica da immagazzinare nella batteria; con la frenata tradizionale questa energia andrebbe persa come calore. Nella maggior parte delle ibride la rigenerazione lavora insieme ai freni a attrito e nelle frenate leggere il sistema dà priorità alla rigenerazione.

Nel traffico urbano stop-and-go l'opportunità di ricaricare la batteria si presenta continuamente; per questo sia i full hybrid sia i PHEV ricaricabili raggiungono in città valori di efficienza del carburante insolitamente elevati. Due vantaggi collaterali sono anch'essi concreti: poiché la frenata rigenerativa fa la maggior parte del lavoro, l'usura delle pastiglie dei freni diminuisce in modo evidente; inoltre i PHEV hanno una probabilità maggiore rispetto ai full hybrid di offrire livelli di rigenerazione variabili regolabili dal conducente e persino la guida a pedale unico basata sul rilascio dell'acceleratore.

Come si comportano in città e nei lunghi tragitti?

In città: il terreno più forte del full hybrid

Poiché la frenata rigenerativa recupera energia costantemente nel traffico stop-and-go, i full hybrid sono molto efficienti nella guida urbana; per questo i taxi e i veicoli con autista scelgono in prevalenza l'ibrido. Per chi fa un uso urbano di breve durata, tutti e tre i tipi di ibrido hanno senso; tuttavia se i tragitti quotidiani sono tra i 16 e gli 80 km ed esiste la possibilità di ricaricare, il PHEV completa questi tragitti in elettrico senza usare una goccia di benzina.

Lungo percorso: qui emerge il costo del PHEV

Nei lunghi viaggi in autostrada la situazione si ribalta. I full hybrid in autostrada non sono economici quanto in città; poiché il motore lavora costantemente sotto carico, anche le occasioni di rigenerazione diminuiscono. Per il PHEV il problema è più grave: la velocità autostradale consuma rapidamente l'autonomia elettrica e il veicolo in breve tempo si trasforma in un ibrido benzina pesante. A causa del peso della batteria aggiuntiva, il PHEV offre un'efficienza del carburante leggermente peggiore rispetto al suo fratello full hybrid nell'uso misto città/autostrada. Un PHEV rarely collegato alla presa diventa un veicolo che trasporta il proprio peso a benzina e offre un'efficienza peggiore rispetto a un ibrido standard. Per chi fa continuamente lunghi viaggi in autostrada, se si desidera la tecnologia ibrida, la scelta più naturale è un mild hybrid oppure una buona benzina; anche il freddo riduce l'autonomia, 4°C temperature al di sotto possono ridurre l'autonomia elettrica del PHEV.

Esperienza di proprietà: costi, manutenzione e conto del ritorno dell'investimento

Sul fronte della manutenzione la notizia è buona. Nei veicoli ibridi il costo di manutenzione ordinaria, usura normale inclusa, generalmente non è superiore a quello di un veicolo a benzina; il sistema di trasmissione ibrido è sigillato e non richiede cambi d'olio regolari. Nei PHEV il costo di manutenzione e riparazione è di circa 3 centesimi al miglio, mentre nelle benzina la media è di 6 centesimi . Il risparmio di carburante è misurabile: per un conducente che percorre 24.000 km all'anno, il modello a benzina genera circa 1.434 $ di costo del carburante, mentre il suo gemello ibrido si mantiene sui 975 $ ; cioè un risparmio annuo di circa 459 $. In compenso anche il prezzo d'acquisto dell'ibrido è più alto: nel segmento automobilistico un supplemento medio di ~1.300 $, mentre per gli SUV si arriva fino a 3.000 $ di pagamento aggiuntivo, e la differenza deriva in gran parte dalla batteria. Anche la sostituzione della batteria non è un'operazione economica.

Se un PHEV ripaghi se stesso dipende da una sola domanda: la maggior parte dei chilometri giornalieri li percorrerete davvero in elettrico? Chi consuma ogni giorno l'autonomia elettrica, chi ha elettricità economica o la produce con pannelli solari è tra i candidati che recuperano più rapidamente la differenza di prezzo tra un PHEV e un ibrido standard. Per chi invece non lo collega regolarmente alla presa, gli stessi soldi dovrebbero andare verso un ibrido standard, più leggero e più economico. Il fatto che, finita l'elettricità, i piccoli motori benzina facciano sentire la mancanza di potenza, soprattutto a pieno carico o in salita, è una realtà da conoscere sulla proprietà di un PHEV.

Quale tipo di ibrido ha senso per chi?

Potete ridurre la decisione a tre domande: Avete un punto dove caricare? La maggior parte dei vostri chilometri è in città o in autostrada? Quanto desiderate l'esperienza di guida elettrica?

• Mild hybrid: Per chi vuole guidare come un'auto tradizionale, desidera provare la tecnologia ibrida al prezzo più basso e percorre soprattutto lunghi viaggi in autostrada. I componenti elettrici sono relativamente semplici.
• Full hybrid: La scelta più equilibrata per chi vuole passare all'ibrido senza problemi di ricarica e usa l'auto soprattutto in città e paesi; è una soluzione collaudata nell'uso come taxi e con autista.
• Plug-in hybrid: Per chi può collegarlo regolarmente alla presa, i cui viaggi giornalieri rientrano nell'autonomia elettrica e che nel weekend vuole anche il margine dell'autonomia a benzina. È anche il ponte ideale per chi vuole testare le acque prima di passare al pienamente elettrico.

Due avvertenze pratiche: prima, chiarite prima dell'acquisto se collegare il PHEV alla presa è fisicamente possibile; senza una possibilità di ricarica regolare, il PHEV non è l'auto giusta per voi. In secondo luogo, il badge non è sempre un indizio affidabile - il nome di alcuni modelli con la dicitura "Hybrid" nasconde in realtà un PHEV. Il controllo più affidabile è guardare le colonne benzina ed elettrica sull'etichetta dei consumi, oppure contare quanti sportelli del carburante ha il veicolo: due sportelli indicano la presenza della spina.

Parola finale: l'equazione è semplice ma personale

La tecnologia ibrida non è un unico prodotto, ma tre diversi livelli di profondità nell'elettrificazione. L'ibrida mild riduce il consumo di carburante ma non trasforma l'auto; l'ibrida full migliora sensibilmente i consumi in città e non richiede ricarica; la PHEV, se hai un'infrastruttura di ricarica, elettrifica completamente la guida quotidiana e mantiene la libertà della benzina sui lunghi tragitti. La domanda giusta non è "quale ibrida è migliore?", ma "di quali distanze e di quali strade è composta la mia settimana?". Quando dai la tua risposta, quale sistema ha senso per te emerge da solo.

Fonti

• Ibrida vs. Ibrida plug-in vs. Ibrida mild
• Ibride vs. Ibride plug-in: pro e contro
• Ibrida vs. mild hybrid vs. plug-in: qual è la differenza?
• Ecco come funziona un sistema "mild hybrid"
• Veicoli elettrici ibridi plug-in
• Un'ibrida plug-in è l'auto giusta per te?
• Autonomia delle auto ibride plug-in: un grafico
• Costi di proprietà di un'ibrida plug-in: cosa aspettarsi
• Le auto ibride costano di più in manutenzione o riparazione?
• Ibrida vs. Benzina: quando i migliori consumi iniziano a ripagare