Veicolo elettrico ibrido

Un veicolo ibrido elettrico (HEV) è un tipo di veicolo ibrido che combina un sistema convenzionale a motore a combustione interna (ICE) con un sistema di propulsione elettrica (trasmissione di veicoli ibridi). La presenza del gruppo propulsore elettrico ha lo scopo di ottenere un risparmio di carburante migliore rispetto a un veicolo convenzionale o prestazioni migliori. Esiste una varietà di tipi di HEV e varia anche il grado di funzionamento di ciascuno come veicolo elettrico (EV). La forma più comune di HEV è l’auto elettrica ibrida, sebbene esistano anche camion elettrici ibridi (pickup e trattori) e autobus.

I moderni HEV fanno uso di tecnologie che migliorano l’efficienza, come i freni rigenerativi che convertono l’energia cinetica del veicolo in energia elettrica, che viene immagazzinata in una batteria o in un supercondensatore. Alcune varietà di HEV usano il loro motore a combustione interna per generare elettricità facendo girare un generatore elettrico per ricaricare le loro batterie o per alimentare direttamente i motori elettrici; questa combinazione è conosciuta come un motore-generatore. Molti HEV riducono le emissioni inattive spegnendo l’ICE al minimo e riavviandolo quando necessario; questo è noto come sistema start-stop. Un ibrido-elettrico produce meno emissioni dal suo ICE rispetto a una macchina di benzina di dimensioni comparabili, poiché un motore a benzina di HEV è solitamente più piccolo di un veicolo a combustione di benzina di dimensioni comparabili, e se non utilizzato per guidare direttamente l’auto, può essere adattato a funzionare alla massima efficienza, migliorando ulteriormente il risparmio di carburante. (I gas naturali e i combustibili a propano producono meno emissioni).

Classificazione

Tipi di powertrain
I veicoli elettrici ibridi possono essere classificati in base al modo in cui viene fornita la potenza alla trasmissione:

In ibridi paralleli, l’ICE e il motore elettrico sono entrambi collegati alla trasmissione meccanica e possono trasmettere simultaneamente potenza per azionare le ruote, solitamente attraverso una trasmissione convenzionale. Il sistema Honda Integrated Motor Assist (IMA) presente in Insight, Civic, Accord, così come il sistema GM Belted Alternator / Starter (BAS Hybrid) presente negli ibridi di Chevrolet Malibu sono esempi di ibridi paralleli di produzione. Il motore a combustione interna di molti ibridi paralleli può anche fungere da generatore per la ricarica supplementare. A partire dal 2013, gli ibridi paralleli commercializzati utilizzano un motore a combustione intera con un singolo, piccolo (<20 kW) motore elettrico e un piccolo pacco batteria poiché il motore elettrico è progettato per integrare il motore principale, non per essere l'unica fonte di forza motrice dal lancio. Ma dopo il 2015 sono disponibili ibridi paralleli con oltre 50 kW che consentono una guida elettrica con accelerazione moderata. Gli ibridi paralleli sono più efficienti dei veicoli non ibridi comparabili, specialmente durante le condizioni urbane di stop-and-go in cui il motore elettrico è autorizzato a contribuire e durante il funzionamento dell'autostrada. Nelle serie ibride, solo il motore elettrico guida la trasmissione e un ICE più piccolo (chiamato anche range extender) funziona come un generatore per alimentare il motore elettrico o per ricaricare le batterie. Di solito hanno anche un pacco batterie più grande rispetto agli ibridi paralleli, rendendoli più costosi. Una volta che le batterie sono scariche, il piccolo motore a combustione può generare energia con le sue impostazioni ottimali in ogni momento, rendendole più efficienti nella guida in città. Gli ibridi Power-split hanno i vantaggi di una combinazione di caratteristiche serie e parallele. Di conseguenza, sono complessivamente più efficienti, perché gli ibridi di serie tendono ad essere più efficienti a velocità inferiori e in parallelo tendono ad essere più efficienti alle alte velocità; tuttavia, il costo dell'ibrido split-power è più alto di un parallelo puro. Esempi di power-split (indicati da alcuni come propulsori ibridi "serie-paralleli") includono modelli del 2007 di Ford, General Motors, Lexus, Nissan e Toyota. In ciascuno degli ibridi sopra è comune usare la frenata rigenerativa per ricaricare le batterie. Tipi per grado di ibridazione L'ibrido completo, a volte chiamato anche un ibrido forte, è un veicolo che può funzionare solo con un motore a combustione, solo su un motore elettrico o una combinazione di entrambi. Il sistema ibrido Ford, l'Hybrid Synergy Drive di Toyota e la General Motors / Chrysler con tecnologia ibrida a due modalità sono sistemi full hybrid. La Toyota Prius, la Ford Escape Hybrid e la Ford Fusion Hybrid sono esempi di ibridi completi, poiché queste auto possono essere spostate in avanti solo con la batteria. Un ampio pacco batteria ad alta capacità è necessario per il funzionamento solo a batteria. Questi veicoli hanno un percorso di potenza diviso che consente una maggiore flessibilità nella trasmissione mediante interconversione di potenza meccanica ed elettrica, con un certo costo in termini di complessità. Lieve ibrido, è un veicolo che non può essere guidato esclusivamente dal suo motore elettrico, perché il motore elettrico non ha abbastanza potenza per spingere il veicolo da solo. Gli ibridi miti comprendono solo alcune delle caratteristiche della tecnologia ibrida e, in genere, consentono di ridurre i consumi di carburante, fino al 15% nella guida in città e nell'8-10% del ciclo complessivo. Un ibrido leggero è essenzialmente un veicolo convenzionale con motorino di avviamento sovradimensionato, che consente di spegnere il motore ogni volta che l'auto è in decelerazione, in frenata o ferma, ma si riavvia rapidamente e in modo pulito. Il motore viene spesso montato tra il motore e la trasmissione, prendendo il posto del convertitore di coppia, e viene utilizzato per fornire ulteriore energia di propulsione durante l'accelerazione. Gli accessori possono continuare a funzionare a energia elettrica mentre il motore a benzina è spento, e come in altri progetti ibridi, il motore viene utilizzato per la frenata rigenerativa per recuperare energia. Rispetto agli ibridi completi, gli ibridi leggeri hanno batterie più piccole e un motore / generatore più piccolo e debole, che consente ai produttori di ridurre costi e peso. I primi ibridi di Honda, inclusa la prima generazione di Insight, hanno utilizzato questo design, sfruttando la loro reputazione per la progettazione di motori a benzina piccoli ed efficienti; il loro sistema è soprannominato Integrated Motor Assist (IMA). A partire dal 2006 Civic Hybrid, il sistema IMA ora può spingere il veicolo esclusivamente su energia elettrica durante la crociera a velocità media. Un altro esempio è il 2005-2007 Chevrolet Silverado Hybrid, un camioncino a grandezza naturale. Chevrolet è stata in grado di ottenere un miglioramento del 10% sull'efficienza del carburante del Silverado spegnendo e riavviando il motore su richiesta e utilizzando la frenata rigenerativa. La General Motors ha anche utilizzato la sua blanda tecnologia BAS Hybrid in altri modelli, come la Saturn Vue Green Line, la Saturn Aura Greenline e la Malibu Hybrid. Ibridi plug-in (PHEV) Un veicolo elettrico ibrido plug-in (PHEV), noto anche come ibrido plug-in, è un veicolo ibrido elettrico con batterie ricaricabili che può essere ripristinato a pieno carico collegando una spina a una fonte di alimentazione elettrica esterna. Un PHEV condivide le caratteristiche di entrambi un convenzionale veicolo elettrico ibrido, con un motore elettrico e un motore a combustione interna; e di un veicolo completamente elettrico, anche avendo una spina per connettersi alla rete elettrica. I PHEV hanno una gamma elettrica molto più ampia rispetto ai convenzionali ibridi benzina-elettrici ed eliminano anche l '"ansia da autonomia" associata ai veicoli completamente elettrici, perché il motore a combustione funziona come backup quando le batterie sono scariche. Il produttore cinese di batterie e la casa automobilistica BYD Auto hanno rilasciato la F3DM PHEV-62 (PHEV-100 km) sul mercato cinese della flotta il 15 dicembre 2008, per 149.800 yuan (22.000 USD). La General Motors ha lanciato il plug-in Chevrolet Volt della serie 2011 nel dicembre 2010. All'epoca, la Volt ha sostituito la Toyota Prius come l'auto più economica negli Stati Uniti. A dicembre 2016, la famiglia Volt / Ampera è l'auto ibrida plug-in più venduta al mondo, con vendite globali per un totale di circa 134.500 unità sin dal suo inizio, incluse oltre 10.000 Opel / Vauxhall Amperas vendute in Europa. Il Mitsubishi Outlander P-HEV è al secondo posto con circa 119.500 unità consegnate in tutto il mondo. Terzo è l'ibrido plug-in Toyota Prius con vendite globali cumulative di 79.300 unità a fine gennaio 2017. Vantaggi di efficienza Un motore a combustione interna può essere caratterizzato come segue: L'energia chimica del carburante viene prima parzialmente convertita in calore. Parte del calore viene convertita in energia meccanica (rotazione dell'albero motore) e utilizzata per la propulsione. La maggior parte dell'energia primaria viene rilasciata all'acqua di raffreddamento e ai gas di scarico. L'efficienza di un motore a benzina è alla massima velocità e la capacità massima è del 37% circa. È fortemente dipendente dal carico ad una determinata velocità, la più alta appena sotto il pieno carico, che scende a zero a zero. Ciò significa che in funzionamento a carico parziale, quando viene erogato poco gas, i motori a benzina hanno una scarsa efficienza. In Marx sono dati per veicoli con efficienza del motore a combustione interna del 20%. Il carico parziale e il minimo del motore a combustione interna sono comuni nel traffico cittadino e possono essere ampiamente evitati nei veicoli elettrici ibridi. Il bruciatore può ora essere utilizzato più frequentemente e più a lungo con un carico elevato con efficienza favorevole. L'energia in eccesso risultante viene utilizzata da un generatore per la carica della batteria. Durante l'accelerazione, il motore a combustione e il motore elettrico possono lavorare insieme. Con la stessa accelerazione, è possibile utilizzare un motore a combustione interna più piccolo (ridimensionamento). Durante la frenata e il coasting, la maggior parte dell'energia di frenata viene restituita all'accumulatore (frenata rigenerativa). In particolare nel trasporto urbano, questi recuperi riducono il consumo fino al 60%. Il motore a combustione viene spento quando è richiesta poca o nessuna potenza di trasmissione. La riduzione del rumore durante il superamento, in sosta o durante la guida lenta (parcheggio) con una batteria carica è un altro vantaggio nelle aree urbane. Su un antipasto separato può essere omesso, perché il motore elettrico assume la funzione. I motori elettrici hanno un'efficienza relativamente elevata di oltre il 90%. Questo rimane alto su un ampio intervallo di velocità. L'efficienza diminuisce con una coppia elevata, specialmente in caso di sovraccarico. Nel bilancio elettrico generale è ancora l'efficienza di stoccaggio dell'accumulatore. I supercondensatori sono usati raramente. Questi ultimi, come l'elettronica di potenza, sono molto efficienti (> 90%), mentre l’efficienza della batteria dovuta all’effetto Peukert può essere inferiore a seconda della chimica della batteria e dell’inquinamento. Per gli azionamenti elettrici è specificato un rendimento complessivo dell’85%.

I motori elettrici sono anche sovraccarichi, il che significa che possono fornire una coppia più elevata e, per un breve periodo, più potenza rispetto alla loro potenza nominale. Questa coppia è disponibile anche quando il motore è fermo, diversamente dal motore a combustione, che può essere caricato solo da una velocità minima. Combinando i due motori, il veicolo può accelerare più velocemente con le stesse prestazioni del sistema di circa il 10-20% (potenziamento elettrico). A causa del motore ibrido spesso di piccole dimensioni, spesso hanno una velocità massima leggermente inferiore e sono più rumorosi in caso di necessità di potenza elevata, poiché devono quindi lavorare su gamme di velocità più elevate.

Da un lato, la gestione della guida garantisce un elevato livello di comfort di guida e valori di accelerazione desiderati, e dall’altro ottimizza l’efficienza complessiva attraverso la scelta e la distribuzione dei due azionamenti. Ci sono tre possibilità:

Guida elettrica pura, motore a combustione spenta, durante il parcheggio
Supporto elettrico del motore a combustione interna, per accelerare ad alta velocità
Incremento del punto di carico: motore a combustione interna per l’azionamento e la ricarica della batteria, con conseguente maggiore efficienza

Di conseguenza, l’efficienza complessiva del veicolo può essere aumentata a oltre il 38%. Un econometro può essere utilizzato per visualizzare lo stato operativo.

I motori diesel hanno una curva di efficienza leggermente più favorevole (piccole perdite di gas), motivo per cui beneficiano meno dell’installazione di un motore elettrico e di un accumulatore.

Massa
Un veicolo elettrico ibrido è leggermente più pesante di un veicolo della stessa serie di motori a combustione interna. Con una guida assurda, assurda e veloce, in autostrada, il peso aggiuntivo può riflettersi in un consumo maggiore. Se l’accelerazione e la decelerazione o i picchi e le depressioni si alternano, l’aumento di peso aggiuntivo nel consumo può essere più che compensato dalla possibilità di frenata rigenerativa. Uno stile di guida predittivo può già risparmiare dal 10 al 20 percento del consumo nell’auto normale, mentre questo valore aumenta di nuovo nell’ibrido, perché qualsiasi frenata predittiva può essere utilizzata per generare energia. Il motore a combustione interna funziona già a velocità autostradale in un intervallo di efficienza relativamente basso.

Ottimizzazione della combustione
L’azionamento ibrido consente di progettare il motore a combustione interna in modo diverso rispetto a un veicolo nel quale deve guidare costantemente il veicolo. Ad esempio, Toyota gestisce il motore a ciclo Atkinson per ottenere un risparmio di carburante e una riduzione del volume a basse o medie potenze. Honda implementa un dispositivo di esclusione del cilindro e aziona il motore con il volano elettrico direttamente sull’albero motore come un volano attivo anche in aree di lavoro che potrebbero portare a motore o motore scomodi in esecuzione senza assistenza elettromotrice.

Tecnologia

Le varietà di design elettrico ibrido possono essere differenziate dalla struttura del drivetrain veicolo ibrido, il tipo di carburante e il modo di funzionamento.

Nel 2007, diversi produttori automobilistici hanno annunciato che i veicoli del futuro useranno aspetti della tecnologia elettrica ibrida per ridurre il consumo di carburante senza l’uso della trasmissione ibrida. La frenata rigenerativa può essere utilizzata per recuperare energia e immagazzinata per alimentare accessori elettrici, come l’aria condizionata. La disattivazione del motore al minimo può anche essere utilizzata per ridurre il consumo di carburante e ridurre le emissioni senza l’aggiunta di una trasmissione ibrida. In entrambi i casi, si ottengono alcuni dei vantaggi della tecnologia elettrica ibrida mentre il costo e il peso aggiuntivi possono essere limitati all’aggiunta di batterie più grandi e motori di avviamento. Non esiste una terminologia standard per tali veicoli, sebbene possano essere definiti ibridi miti.

Motori e fonti di carburante

Combustibili fossili
I motori a pistone libero potrebbero essere utilizzati per generare elettricità in modo efficiente e meno costoso rispetto alle celle a combustibile.

Gasolio
I motori a benzina sono utilizzati nella maggior parte dei progetti elettrici ibridi e rimarranno probabilmente dominanti nel prossimo futuro. Mentre la benzina derivata dal petrolio è il combustibile primario, è possibile miscelare diversi livelli di etanolo creati da fonti energetiche rinnovabili. Come la maggior parte dei moderni veicoli a motore ICE, gli HEV possono tipicamente utilizzare fino al 15% di bioetanolo. I produttori possono passare a motori a combustibile flessibile, il che aumenterebbe i rapporti consentiti, ma al momento non sono in atto piani.

diesel
Gli HEV diesel-elettrici utilizzano un motore diesel per la produzione di energia. I diesel hanno vantaggi quando forniscono una potenza costante per lunghi periodi di tempo, subendo meno usura durante il funzionamento a una maggiore efficienza. L’elevata coppia del motore diesel, combinata con la tecnologia ibrida, può offrire un chilometraggio sostanzialmente migliore. La maggior parte dei veicoli diesel può utilizzare biocarburanti puri al 100% (biodiesel), quindi possono usare ma non hanno bisogno di petrolio per il carburante (sebbene i mix di biocarburanti e petrolio siano più comuni). Se si utilizzassero HEV diesel-elettrici, probabilmente si applicherebbe anche questo beneficio. Le trasmissioni ibride diesel-elettriche hanno cominciato a comparire nei veicoli commerciali (in particolare autobus); a partire dal 2007, non sono disponibili autovetture ibride diesel-elettriche per veicoli leggeri, sebbene esistano dei prototipi. Si prevede che Peugeot produrrà una versione ibrida diesel-elettrica dei suoi 308 alla fine del 2008 per il mercato europeo.

PSA Peugeot Citroën ha svelato due veicoli dimostrativi con propulsore ibrido diesel-elettrico: la Peugeot 307, la Citroën C4 Hybride HDi e la Citroën C-Cactus. Volkswagen ha realizzato un prototipo di auto ibrida diesel-elettrica che ha raggiunto un risparmio di carburante di 2 L / 100 km (140 mpg-imp; 120 mpg-US), ma non ha ancora venduto un veicolo ibrido. General Motors ha testato la Opel Astra Diesel Hybrid. Non sono state suggerite date concrete per questi veicoli, ma le dichiarazioni della stampa hanno suggerito che i veicoli di produzione non sarebbero apparsi prima del 2009.

Al Salone di Francoforte del settembre 2009 sia Mercedes che BMW hanno esposto ibridi diesel-elettrici.

Robert Bosch GmbH fornisce tecnologia ibrida diesel-elettrica a diversi produttori e modelli di automobili, tra cui la Peugeot 308.

Finora, i motori diesel-elettrici di produzione sono per la maggior parte [vaghi] comparsi negli autobus di trasporto pubblico.

FedEx, insieme a Eaton Corp. negli Stati Uniti e Iveco in Europa, ha iniziato a schierare una piccola flotta di camion ibridi diesel per consegne. A partire da ottobre 2007, Fedex gestisce più di 100 ibridi elettrici diesel in Nord America, Asia ed Europa.

Gas di petrolio liquefatto

Hyundai ha introdotto nel 2009 Hyundai Elantra LPI Hybrid, che è il primo veicolo elettrico ibrido di produzione in serie a funzionare con gas di petrolio liquefatto (GPL).

Idrogeno
L’idrogeno può essere utilizzato in auto in due modi: una fonte di calore combustibile o una fonte di elettroni per un motore elettrico. La combustione dell’idrogeno non viene sviluppata in termini pratici; è il veicolo elettrico a celle a combustibile a idrogeno (HFEV) che sta guadagnando tutta l’attenzione. Le celle a combustibile a idrogeno creano elettricità immessa in un motore elettrico per azionare le ruote. L’idrogeno non è bruciato, ma è consumato. Ciò significa che l’idrogeno molecolare, H2, è combinato con l’ossigeno per formare acqua. L’affinità mutua dell’idrogeno molecolare e dell’ossigeno spinge la cella a combustibile a separare gli elettroni dall’idrogeno, a utilizzarli per alimentare il motore elettrico ea restituirli alle molecole d’acqua ionizzata che si sono formate quando l’idrogeno impoverito dall’elettrone combinato con l’ossigeno nella cella a combustibile. Ricordando che un atomo di idrogeno non è altro che un protone e un elettrone; in sostanza, il motore è guidato dall’attrazione atomica del protone verso il nucleo dell’ossigeno e dall’attrazione dell’elettrone verso la molecola d’acqua ionizzata.

Una HFEV è un’auto completamente elettrica con una batteria open source sotto forma di un serbatoio di idrogeno e l’atmosfera. Gli HFEV possono anche comprendere batterie a celle chiuse allo scopo di immagazzinare energia dalla frenatura rigenerativa, ma ciò non cambia la fonte della motivazione. Implica che l’HFEV sia un’auto elettrica con due tipi di batterie. Poiché gli HFEV sono puramente elettrici e non contengono alcun tipo di motore termico, non sono ibridi.

biocarburanti
I veicoli ibridi potrebbero utilizzare un motore a combustione interna alimentato con biocarburanti, come un motore a combustibile flessibile funzionante con etanolo o motori alimentati a biodiesel. Nel 2007 Ford ha prodotto 20 esemplari Escape Hybrid E85 per test reali nelle flotte negli Stati Uniti. Come progetto dimostrativo, Ford ha consegnato nel 2008 il primo SUV ibrido plug-in a combustibile flessibile al Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (DOE), un Ford Escape plug-in ibrido, in grado di funzionare a benzina o E85.

Il veicolo elettrico ibrido plug-in Chevrolet Volt sarebbe il primo ibrido plug-in disponibile in commercio in grado di adattare la propulsione ai biocarburanti utilizzati in diversi mercati mondiali come l’etanolo E85 negli Stati Uniti o E100 in Brasile, o biodiesel in Svezia. La Volt sarà compatibile con E85 flex-fuel circa un anno dopo la sua introduzione.

Macchine elettriche
Nei veicoli a percorso diviso (Toyota, Ford, GM, Chrysler) ci sono due macchine elettriche, una delle quali funziona principalmente come motore, e l’altra funziona principalmente come generatore. Uno dei requisiti primari di queste macchine è che sono molto efficienti, in quanto la parte elettrica dell’energia deve essere convertita dal motore al generatore, attraverso due inverter, attraverso il motore di nuovo e quindi le ruote.

La maggior parte delle macchine elettriche utilizzate nei veicoli ibridi sono motori CC senza spazzole (BLDC). Specificamente, sono di un tipo chiamato una macchina (o motore) a magneti permanenti interni (IPM). Queste macchine sono avvolte in modo simile ai motori a induzione che si trovano in una casa tipica, ma (per alta efficienza) utilizzano magneti in terre rare molto potenti nel rotore. Questi magneti contengono neodimio, ferro e boro e sono quindi chiamati magneti al neodimio.

Il prezzo del neodimio ha attraversato una bolla dei prezzi a causa della restrizione delle esportazioni cinesi nel 2010-2011, passando da $ 50 / kg all’inizio del 2010 a $ 500 / kg entro l’estate del 2011. Ciò ha provocato la “distruzione della domanda” di molti produttori rapidamente rivolto a sostituire i motori a induzione nelle loro auto per difendere la loro linea di produzione. Questo nonostante i motori con rapporti inferiori “potenza / peso” che influiscono in modo significativo su tutte le dimensioni del motore, tranne quelle più potenti (ad alto consumo di energia), ad es. quelli usati nella Tesla. Ad aprile 2014 ci sono altri produttori non cinesi di Neodimio e il suo prezzo / kg non è molto più alto di quello del 2010. I motori U.K. all’avanguardia attualmente in produzione utilizzano la tecnologia del magnete permanente al neodimio. Poiché la sicurezza della fornitura ritorna, è certo che ci sarà di conseguenza un ritorno a progetti di motori superiori che i magneti permanenti NdFeB consentiranno.

Considerazioni sul design
In alcuni casi, i produttori stanno producendo HEV che utilizzano l’energia aggiunta fornita dai sistemi ibridi per dare ai veicoli un aumento di potenza, piuttosto che un miglioramento significativo dell’efficienza dei consumi rispetto alle loro controparti tradizionali. Il compromesso tra prestazioni aggiuntive e maggiore efficienza del carburante è in parte controllato dal software all’interno del sistema ibrido e in parte dal motore, dalla batteria e dalle dimensioni del motore. In futuro, i produttori potranno offrire ai proprietari di HEV la possibilità di controllare parzialmente questo equilibrio (efficienza del combustibile rispetto alle prestazioni aggiunte) come desiderano, attraverso un’impostazione controllata dall’utente. Toyota ha annunciato nel gennaio 2006 che stava prendendo in considerazione un pulsante “ad alta efficienza”.

Kit di conversione
Si può acquistare un ibrido di scorta o convertire una macchina petrolifera azionaria in un veicolo ibrido elettrico utilizzando un kit ibrido aftermarket.

Tipi di veicolo

Moto
Aziende come Zero Motorcycles e Vectrix dispongono ora di motociclette completamente elettriche pronte per il mercato, ma l’abbinamento di componenti elettrici e un motore a combustione interna (ICE) ha reso l’imballaggio ingombrante, soprattutto per i marchi di nicchia.
Inoltre, eCycle Inc produce motocicli diesel-elettrici di serie, con una velocità massima di 80 mph (130 km / h) e un prezzo al dettaglio di $ 5500.

Compressore Peugeot HYmotion3, uno scooter ibrido è un tre ruote che utilizza due fonti di alimentazione separate per alimentare le ruote anteriori e posteriori. La ruota posteriore è azionata da un cilindro monocilindrico da 125 cc, 20 CV (15 kW), mentre le ruote anteriori sono azionate ciascuna dal proprio motore elettrico. Quando la bicicletta è in movimento fino a 10 km / h, solo i motori elettrici vengono utilizzati in modalità stop-start riducendo la quantità di emissioni di carbonio.

SEMA ha annunciato che la Yamaha ne lancerà una nel 2010, con Honda che seguirà un anno dopo, alimentando una competizione per regnare nuovi clienti e stabilire nuovi standard per la mobilità. Ogni azienda spera di fornire la capacità di raggiungere 60 miglia (97 km) per carica, adottando batterie agli ioni di litio avanzate per soddisfare le loro richieste. Queste motociclette ibride proposte potrebbero incorporare componenti della prossima Honda Insight e del suo propulsore ibrido. La capacità di produrre in serie questi articoli aiuta a superare gli ostacoli agli investimenti incontrati dai marchi di start-up e introduce nuovi concetti ingegneristici nei mercati tradizionali.

Automobili e camion leggeri

Auto ad alte prestazioni
Poiché le normative sulle emissioni diventano sempre più severe per i produttori, una nuova generazione di auto ad alte prestazioni sarà alimentata dalla tecnologia ibrida (ad esempio la Porsche GT3 da corsa ibrida). A parte i vantaggi in termini di emissioni di un sistema ibrido, la coppia immediatamente disponibile prodotta dai motori elettrici può portare a vantaggi in termini di prestazioni affrontando le debolezze della curva di potenza di un motore a combustione tradizionale. Le auto da corsa ibride hanno avuto molto successo, come dimostrano le Audi R18 e Porsche 919, che hanno vinto la 24 ore di Le Mans utilizzando la tecnologia ibrida.

Formula 1
Nel 2014, la Formula 1 ha cambiato le vetture da un motore V8 da 2,4 L a un motore V6 turbocompresso da 1.6 L, limitato a 15.000 giri / min. Questi motori V6 turbocompressi possono azionare una monoposto da F1 fino a 360 km / h (220 mph).

Taxi
Nel 2000, il primo taxi elettrico ibrido del Nord America è stato messo in servizio a Vancouver, nella Columbia Britannica, con una Toyota Prius del 2001 che ha percorso oltre 332.000 km (206.000 mi) prima di essere ritirato. Nel 2015, un tassista in Austria ha affermato di aver coperto 1.000.000 km (620.000 mi) nella sua Toyota Prius con il pacco batterie originale.

Molte delle principali città del mondo stanno aggiungendo taxi ibridi alle loro flotte di taxi, guidati da San Francisco e New York City. Entro il 2009 il 15% dei 13,237 taxi di New York in servizio sono ibridi, il più in qualsiasi città del Nord America, e ha anche iniziato a ritirare la sua flotta ibrida originale dopo 300.000 e 350.000 miglia (480.000 e 560.000 km) per veicolo. Altre città dove è disponibile il servizio taxi con veicoli ibridi includono Tokyo, Londra, Sydney, Melbourne e Roma.

Gli autobus
La tecnologia ibrida per gli autobus ha riscontrato una maggiore attenzione poiché i recenti sviluppi della batteria hanno ridotto significativamente il peso della batteria. Le trasmissioni sono costituite da motori diesel convenzionali e turbine a gas. Alcuni progetti si concentrano sull’utilizzo di motori per auto, i recenti progetti si sono concentrati sull’utilizzo di motori diesel convenzionali già utilizzati nei progetti di autobus, per risparmiare sui costi di ingegneria e formazione. A partire dal 2007, diversi produttori stavano lavorando su nuovi progetti ibridi, o trasmissioni ibride che si adattano alle offerte di telai esistenti senza importanti riprogettazioni. Una sfida agli autobus ibridi può ancora provenire da importazioni leggere più economiche dagli ex paesi del blocco orientale o dalla Cina, dove gli operatori nazionali stanno esaminando i problemi di consumo di carburante che circondano il peso del bus, che è aumentato con le recenti innovazioni tecnologiche degli autobus come le vetrate, l’aria condizionamento e impianti elettrici. Un autobus ibrido può anche fornire risparmio di carburante attraverso la trasmissione ibrida. La tecnologia ibrida è anche promossa dalle autorità di transito ecologicamente interessate.

camion
Nel 2003, la GM ha introdotto un camion ibrido diesel-elettrico (leggero), equipaggiato con un motore diesel ausiliario e un’unità di alimentazione ausiliaria a celle a combustibile. I veicoli ibridi elettrici leggeri sono stati introdotti nel 2004 da Mercedes Benz (Sprinter) e Micro-Vett SPA (Daily Bimodale). International Truck and Engine Corp. e Eaton Corp. sono stati selezionati per la produzione di camion ibridi diesel-elettrici per un programma pilota statunitense a servizio del settore utility nel 2004. A metà del 2005 Isuzu ha introdotto il camion ibrido diesel Elf sul mercato giapponese. Sostengono che circa 300 veicoli, per lo più autobus di linea, utilizzano il sistema Hinos HIMR (Hybrid Inverter Controlled Motor & Retarder). Nel 2007, l’alto prezzo del petrolio significa una vendita difficile per i camion ibridi e appare il primo camion ibrido di produzione negli Stati Uniti (International DuraStar Hybrid).

Altri veicoli sono:

Grandi macchine minerarie come il dumper Liebherr T 282B o la pala gommata Keaton Vandersteen LeTourneau L-2350 sono alimentate in questo modo. Inoltre, dalla metà del 1970 sono stati prodotti diversi modelli di BelAZ (serie 7530 e 7560) in URSS (ora in Bielorussia).
Gli enormi trasportatori cingolati della NASA sono diesel-elettrici.
Mitsubishi Fuso Canter Eco Hybrid è un camion commerciale diesel-elettrico.
Azure Dynamics Balance Hybrid Electric è un dumper elettrico medio ibrido benzina-benzina basato sul telaio Ford E-450.
Hino Motors (una sussidiaria della Toyota) ha il primo camion ibrido elettrico di produzione al mondo in Australia (motore diesel da 110 kW o 150 hp più motore elettrico da 23 kW o 31 hp).

Altri produttori ibridi di camion petroliferi ed elettrici sono DAF Trucks, MAN con MAN TGL Series, Nissan Motors e Renault Trucks con Renault Puncher.

Tecnologia ibrida per veicoli elettrici e costruttore di motori: ZF Friedrichshafen, EPower Engine Systems.

Con una votazione vocale, la Camera dei Rappresentanti degli Stati Uniti ha approvato la legge sulla ricerca, lo sviluppo e la dimostrazione dei veicoli ibridi pesanti del 2009 (per veicoli ibridi plug-in pesanti) firmata dal rappresentante James Sensenbrenner.

Veicoli militari
Circa 70 anni dopo gli sforzi pioneristici di Porsche nei veicoli da combattimento corazzati con trasmissione ibrida nella seconda guerra mondiale, i veicoli terrestri con equipaggio dell’esercito degli Stati Uniti del Future Combat System utilizzano tutti un motore elettrico ibrido costituito da un motore diesel per generare energia elettrica per la mobilità e tutti altri sottosistemi di veicoli. Tuttavia, tutti i veicoli terrestri FCS sono stati messi in attesa nel budget DOD 2010. Altri prototipi di ibridi militari includono il Millenworks Light Utility Vehicle, l’International FTTS, il modello HEMTT A3 e l’Shadow RST-V.

locomotive
Nel maggio 2003, JR East ha iniziato le prove con il cosiddetto treno NE (nuova energia) e ha convalidato le funzionalità del sistema (serie ibrida con batteria agli ioni di litio) nelle regioni fredde. Nel 2004, Railpower Technologies aveva gestito piloti negli Stati Uniti con le cosiddette “capre verdi”, che hanno portato gli ordini delle ferrovie pacifiche dell’Unione e del Pacifico canadesi a partire dall’inizio del 2005.

Railpower offre commutatori stradali ibridi elettrici, così come GE. Le locomotive diesel-elettriche non possono sempre essere considerate HEV, non avendo a bordo energia accumulata, a meno che non siano alimentate con elettricità tramite un collettore per brevi distanze (ad esempio, nelle gallerie con limiti di emissione), nel qual caso sono meglio classificate come duali veicoli a motore.

Marina e altro acquatico
Per le imbarcazioni di grandi dimensioni che sono già diesel-elettriche, l’aggiornamento all’ibrido può essere tanto semplice quanto aggiungere un grande banco batterie e un’apparecchiatura di controllo; questa configurazione può fornire risparmio di carburante per gli operatori oltre ad essere più sensibile all’ambiente.

aereo
Boeing ha dichiarato che per il concetto subsonico, la tecnologia ibrida del motore elettrico è un chiaro vincitore. La propulsione ibrida elettrica ha il potenziale per ridurre la distanza di decollo e ridurre il rumore. L’AgustaWestland Project Zero è un aeromobile destinato ad essere ibrido-elettrico.

Il DA36 E-Star, un aereo progettato da Siemens, Diamond Aircraft e EADS, impiega una catena cinematica ibrida di serie con l’elica azionata da un motore elettrico Siemens da 70 kW (94 CV). L’obiettivo è ridurre il consumo di carburante e le emissioni fino al 25%. Il motore e il generatore rotativo Wankel da 40 hp (30 kW) a bordo di motori da 40 hp (30 kW) forniscono l’elettricità a causa delle dimensioni ridotte, del peso ridotto e dell’elevato rapporto peso-potenza dei motori. Il motore elettrico utilizza anche l’elettricità immagazzinata nelle batterie per decollare e salire riducendo le emissioni sonore eliminando il motore. Il propulsore ibrido serie che utilizza il motore Wankel riduce il peso dell’aereo di 100 chili rispetto al suo predecessore. La DA36 E-Star è volata per la prima volta a giugno 2013, rendendo questo il primo volo di una serie di propulsori ibridi. Gli aerei Diamond affermano che la tecnologia che utilizza i motori Wankel è scalabile a un velivolo da 100 posti.