Come funziona un’auto plug-in hybrid?

Le auto plug-in hybrid sono una delle opzioni più interessanti per chi cerca un compromesso tra mobilità elettrica e convenzionale. Ma cosa si intende esattamente per auto plug-in hybrid? E come funzionano questi veicoli? In questo articolo analizzeremo la struttura e il funzionamento dei mezzi plug-in hybrid, cercando di capire i vantaggi e gli svantaggi di questa particolare categoria di auto ibrida.

Motore termico

Generalmente a benzina, serve per muovere l’auto quando la batteria si scarica o quando la potenza del motore elettrico non è sufficiente (ad esempio in autostrada o in salita). Viene disattivato nella "modalità EV", in cui è attivo soltanto il motore elettrico.

Solitamente si tratta di motori ad aspirazione naturale e di cilindrata inferiore a 2 litri. Negli ultimi anni, tra i produttori si è diffusa la tendenza ad abbinare motori ad alte prestazioni a sistemi ibridi.

Motore elettrico

Alimenta autonomamente il veicolo in modalità EV, interviene frequentemente in modalità ibrida e supporta il motore termico quando serve maggiore potenza, ad esempio in fase di accelerazione. Può funzionare anche come un generatore di energia durante la frenata rigenerativa, trasformando l’energia cinetica delle ruote in energia elettrica per ricaricare la batteria.

Batteria

È il cuore del sistema elettrico. La capacità media è di circa 12 kWh, ma in alcuni modelli può essere anche molto più alta. Si tratta comunque di capacità superiori rispetto alle auto full hybrid, ma nettamente inferiori rispetto alle auto elettriche pure.

Solitamente le plug-in hybrid dispongono anche di una batteria ausiliaria a bassa tensione che fornisce l'elettricità necessaria per avviare l'auto prima che venga inserita la batteria di trazione e alimentare i componenti elettrici del veicolo.

Presa di ricarica

Consente al veicolo di collegarsi a un alimentatore esterno per caricare la batteria. Esistono diversi tipi di presa di ricarica, che possono sfruttare la corrente alternata o la corrente continua. In Europa, la maggior parte dei veicoli richiede spine di "tipo 2" (o "Mennekes") per la ricarica in corrente alternata, che rappresentano lo standard per i connettori a livello europeo. Un’evoluzione di questo tipo di presa è rappresentato dai connettori CCS (Combined Charging System), che aggiungono alla presa di tipo 2 una seconda presa per la ricarica rapida in corrente continua. Per i pochi veicoli che richiedono tipi di presa differenti, è solitamente possibile acquistare un adattatore.

Generatore

Durante la frenata rigenerativa, produce energia elettrica sfruttando il movimento delle ruote e la trasferisce alla batteria. In molti veicoli plug-in hybrid, questa funzione viene svolta dal motore elettrico stesso.

Inverter

Converte la corrente continua delle batterie in corrente alternata per azionare il motore elettrico.

Serbatoio del carburante

Contiene il carburante che verrà utilizzato dal motore termico. Il rifornimento avviene tramite il normale bocchettone presente anche nei veicoli tradizionali.

Sistema di scarico

Funziona come nei veicoli a motore termico, convogliando i gas di scarico del motore verso l'esterno attraverso il tubo di scappamento.

Trasmissione

Trasferisce l'energia meccanica dal motore termico e/o dal motore elettrico alle ruote. Nei veicoli ibridi può includere un sistema di ripartizione della potenza che permette di sfruttare i due motori separatamente o in combinazione in base alle esigenze.

La quasi totalità dei veicoli ibridi è dotata di cambio automatico, per ottimizzare l’efficienza energetica.

Centralina di gestione

Controlla il flusso di energia gestendo lo stato di carica della batteria e regolando lo spegnimento e l’attivazione del motore termico.

Come abbiamo visto, le auto plug-in hybrid uniscono due fonti di energia: un motore termico, solitamente a benzina, e un motore elettrico alimentato da una batteria che può essere ricaricata tramite una fonte di corrente esterna.

Questo le differenzia dalle auto ibride full hybrid e mild hybrid, che possono ricaricarsi solo tramite la frenata rigenerativa e il motore termico.

Modalità di ricarica

La ricarica manuale del veicolo permette di guidare in modalità puramente elettrica per i viaggi più brevi, ad esempio per le commissioni o per gli spostamenti in città. Quando il livello della batteria cala, entra in funzione il motore a combustione, il cui rifornimento funziona come quello di una normale auto a carburante.

La batteria può essere ricaricata collegandola a una presa elettrica. In genere si tratta di un’attività molto semplice, ma esistono diverse modalità di ricarica che richiedono tempi e costi diversi. Prima dell’acquisto di una plug-in hybrid, è utile conoscere i tipi di presa e di stazione di ricarica, per capire le effettive possibilità di ricaricare l’auto con frequenza. Ecco le principali modalità di ricarica:

• Presa di corrente domestica: è sicuramente il modo più semplice di ricaricare un veicolo plug-in hybrid. Spesso, però, il processo è piuttosto lento e richiede diverse ore.
• Stazioni di ricarica domestiche, note come wall box: si tratta di dispositivi che consentono una ricarica domestica più rapida ed efficiente. Possono essere installate sul muro del garage (da cui il nome "wall box") o in apposite colonne in acciaio all’interno di un posto auto privato, ma esistono anche versioni installabili a pavimento. Al netto dei costi di installazione, si tratta di una soluzione molto efficiente che sta guadagnando popolarità in Italia anche grazie ad alcuni incentivi statali.
• Stazioni di ricarica pubbliche: sono colonnine pubbliche progettate per ricaricare i veicoli elettrici e plug-in hybrid, che generalmente offrono capacità di ricarica superiori rispetto alle soluzioni domestiche e consentono una ricarica più rapida. In Italia sono ampiamente disponibili nei grandi centri urbani, ma non sono facilmente accessibili per chi vive fuori città. Alcuni operatori permettono anche di riservare temporaneamente una stazione di ricarica tramite app, selezionandola da una mappa che mostra le colonnine disponibili nelle vicinanze. Solitamente, la prenotazione ha una durata di circa 15 minuti, al termine dei quali la stazione di ricarica torna disponibile per tutti gli utenti.
• Stazioni di ricarica rapida: sono piuttosto rare in Italia, e si trovano soprattutto all’interno delle stazioni di servizio in autostrada.

Inoltre, tutti i veicoli plug-in hybrid più recenti, come la Cupra Formentor e-Hybrid, sono dotati di sistemi per la frenata rigenerativa, che ricarica la batteria convertendo l'energia cinetica generata dalle frenate e dalle decelerazioni in energia elettrica.

Modalità di funzionamento

Potendo sfruttare due motori con una buona autonomia, i modelli plug-in hybrid permettono di utilizzare diverse modalità di guida, che possono essere selezionate tramite un pulsante sulla console dei comandi:

• Modalità EV (Electric Vehicle): l’auto utilizza solo il motore elettrico, senza consumare carburante, e il motore a benzina interviene soltanto se è necessaria una potenza maggiore di quella che può essere raggiunta dal solo motore elettrico o quando il livello della batteria scende fino a un livello prestabilito. In questa modalità, un’auto plug in hybrid in condizioni ideali è solitamente in grado di coprire una distanza compresa tra i 30 e i 60 chilometri prima che venga attivato il motore termico. Oltre a diminuire drasticamente consumi ed emissioni, questa funzionalità consente anche una guida più fluida e silenziosa.
• Modalità ibrida: il sistema gestisce automaticamente l’alternanza tra motore elettrico e termico per ottimizzare consumi ed emissioni.
• Modalità di risparmio o ricarica della batteria: impedisce alla carica della batteria di scendere sotto un livello prestabilito, preservandola per un uso successivo e ricaricandola attraverso la frenata rigenerativa. Si tratta di una modalità utile quando si prevede di voler sfruttare la modalità elettrica in una fase successiva del viaggio. Su alcuni modelli, questa funzione consente anche di sfruttare il motore termico per ricaricare la batteria elettrica durante il viaggio. In questo caso, i consumi dell’auto aumentano finché la funzione è attiva, perché il motore termico deve occuparsi sia dell’alimentazione del veicolo che della ricarica della batteria.

Come tutti i tipi di auto, anche le plug-in hybrid hanno dei pro e dei contro. Vediamo prima i vantaggi che può portare l’acquisto di un’auto plug-in hybrid

Riduzione di consumi ed emissioni

Se usata prevalentemente in modalità elettrica, una plug-in hybrid permette di spostarsi in città senza consumare carburante. Sfruttando al meglio la frenata rigenerativa, si può ridurre al minimo l’uso del motore termico nella maggior parte degli spostamenti quotidiani, risparmiando denaro e salvaguardando l’ambiente.

Autonomia

Rispetto ai veicoli mild hybrid e full hybrid, i plug-in hybrid hanno un’autonomia notevolmente maggiore in modalità elettrica. La presenza del motore termico, inoltre, garantisce un’autonomia complessiva superiore rispetto ai veicoli completamente elettrici, oltre alla possibilità di effettuare viaggi più lunghi senza la necessità di trovare strutture per la ricarica. Ovviamente, però, bisogna considerare che l’assenza di prese per la ricarica vanifica completamente i benefici di questo tipo di auto.

Flessibilità

La possibilità di sfruttare in modo efficiente i due motori, adattando la modalità di guida alle proprie esigenze rende le plug-in hybrid ideali per chi alterna brevi tragitti quotidiani a viaggi più lunghi in autostrada.

Incentivi e agevolazioni

In Italia, le plug-in hybrid possono usufruire di diversi incentivi statali e altre agevolazioni, come l’accesso alle ZTL o il parcheggio gratuito negli spazi blu per la sosta a pagamento.

Comfort di guida

La guida in modalità elettrica garantisce partenze e accelerazioni più fluide e silenziose grazie alla coppia istantanea e al cambio automatico.

Vediamo adesso alcuni limiti delle auto plug-in hybrid, per capire quando non conviene acquistarne una.

Prezzo d’acquisto

Le plug-in hybrid hanno un prezzo iniziale notevolmente più alto rispetto alle auto tradizionali o alle altre auto ibride. Questo costo iniziale può essere compensato nel lungo periodo solo se si sfrutta appieno la componente elettrica nell’uso quotidiano.

Costi di manutenzione

Generalmente i mezzi ibridi richiedono interventi di manutenzione meno frequenti rispetto ai veicoli tradizionali, in quanto il motore termico e i freni a disco vengono utilizzati meno. La complessità del sistema ibrido di una plug-in hybrid potrebbe però richiedere riparazioni e sostituzioni molto costose in caso di guasto all’impianto elettrico. In particolare, la batteria di una plug-in hybrid è solitamente più costosa rispetto a quelle degli altri veicoli ibridi, più piccole e meno potenti. Inoltre, la presenza del motore termico richiede interventi di manutenzione più frequenti rispetto alle auto elettriche.

Necessità di ricarica

Per sfruttare al massimo tutti i benefici di una plug-in hybrid, è essenziale disporre di una presa per la ricarica vicino a casa. Come abbiamo osservato, però, non è sempre facile accedere a una presa per la ricarica, soprattutto per chi abita lontano dai grandi centri urbani e non dispone di un garage o di un parcheggio privato. Inoltre, bisogna considerare che di solito la ricarica dura diverse ore: spesso questo rende impossibile ricaricare a sufficienza il veicolo per chi non dispone di una presa domestica o vicina al luogo di lavoro.

Peso e spazio

La presenza di una batteria di grandi dimensioni riduce gli spazi interni del veicolo, e generalmente rende le plug-in hybrid più pesanti degli altri veicoli ibridi e delle auto a motore termico. Questo aspetto, in particolare, può influenzare anche le prestazioni e l’esperienza di guida.

Impatto ambientale

Sicuramente le emissioni di una plug-in hybrid sono nettamente inferiori a quelle di un veicolo a combustione. Ci sono però alcuni aspetti che mettono in dubbio la reale sostenibilità di questi mezzi. In particolare:

• Le batterie sono particolarmente difficili da riciclare;
• I processi di estrazione dei materiali per la produzione delle batterie hanno un notevole impatto ambientale;
• Se la modalità EV non viene utilizzata a sufficienza, le emissioni delle plug-in hybrid possono essere addirittura superiori a quelle dei veicoli tradizionali, a causa di fattori quali il peso del veicolo;
• Spesso l’elettricità usata per ricaricare le batterie non proviene da fonti rinnovabili: in Italia, infatti, l’energia elettrica viene prodotta principalmente sfruttando i combustibili fossili.

Grazie alla combinazione di un motore termico e di uno elettrico ricaricabile, le auto plug-in hybrid offrono una flessibilità unica, in quanto permettono di:

• ridurre consumi ed emissioni negli spostamenti quotidiani;
• sfruttare una buona autonomia complessiva;
• fare viaggi lunghi in sicurezza.

Tuttavia, per trarre il massimo beneficio da questa tecnologia, è fondamentale avere a disposizione infrastrutture di ricarica adeguate e adottare abitudini di guida che privilegino la modalità elettrica.
Prima di procedere all’acquisto, ti consigliamo quindi di considerare:

• le tue esigenze di mobilità quotidiana: se ti muovi spesso in città a bassa velocità, una plug-in hybrid può fare al caso tuo;
• la disponibilità di punti di ricarica nella tua zona: se non puoi ricaricare l’auto regolarmente, è meglio valutare altre opzioni;
• il potenziale di utilizzo della modalità EV: se ti muovi principalmente in autostrada e ad alte velocità, non sfrutterai appieno i vantaggi del motore elettrico.

In questo modo potrai capire se una plug-in hybrid è davvero la scelta più adatta per te, sia in termini economici che ambientali.
In ogni caso, su Autohero potrai trovare l’auto ibrida perfetta per le tue esigenze. Il nostro catalogo offre un’ampia gamma di modelli plug-in hybrid, full-hybrid e mild hybrid (ma non solo) di ottima qualità. Scopri la nostra offerta!