Negli ultimi anni, le auto ibride sono diventate una scelta sempre più popolare tra gli automobilisti che cercano un equilibrio tra efficienza energetica e rispetto per l'ambiente. Nel 2024, in Italia sono stati immatricolati oltre 600.000 veicoli ibridi, confermando una tendenza che vede questo tipo di vettura come l’alternativa principale ai classici mezzi a combustione.
Ma come funzionano esattamente le auto ibride? E perché non sono tutte uguali? In questo articolo analizzeremo il funzionamento delle diverse categorie di auto ibrida e mostreremo le tecnologie innovative che rendono questo tipo di veicolo un’ottima alternativa alle auto a combustione ed elettriche.
Che cosa significa "auto ibrida"?
Le auto ibride sono veicoli che sfruttano due fonti di energia: un motore a combustione interna, che solitamente è a benzina, e un motore elettrico. Questa combinazione permette di ottimizzare le prestazioni, riducendo le emissioni e il consumo di carburante rispetto ai veicoli a motore termico, ma garantendo al tempo stesso maggiore autonomia complessiva rispetto ai veicoli full electric.
Per comprendere il funzionamento di un veicolo ibrido e le differenze con gli altri tipi di auto, è necessario capire innanzitutto il funzionamento dei due motori che lo compongono.
Come funziona il motore termico?
Il motore a combustione interna di un’auto ibrida è la componente "tradizionale" di questi veicoli, alimentato da combustibili fossili. Il suo funzionamento, i consumi e le emissioni dipendono dal tipo di combustibile. Nella maggior parte delle ibride viene utilizzato un motore a benzina, più silenzioso e compatibile con l’elettrificazione. Questi motori funzionano bruciando una miscela di aria e combustibile che, espandendosi nei cilindri, muove i pistoni e genera il movimento. I motori a benzina sono generalmente più leggeri e meno inquinanti dei diesel, i quali tuttavia sono più efficienti, soprattutto nei lunghi tragitti, e di solito garantiscono consumi più bassi.
Nelle auto ibride, il motore termico funziona in sinergia con il motore elettrico, entrando in azione quando la potenza di quest’ultimo non è sufficiente o quando la batteria è scarica. Grazie a tecnologie come il sistema start e stop, nelle auto ibride il motore termico lavora quasi sempre in condizioni di massima efficienza, riducendo consumi ed emissioni e migliorando l’esperienza di guida.
Come funziona il motore elettrico?
Il motore elettrico di un’auto ibrida funziona grazie all’energia immagazzinata in un gruppo di batterie ricaricabili, solitamente composto da celle agli ioni di litio. Sfruttando il principio dell’elettromagnetismo, il motore trasforma l’energia elettrica in energia meccanica, mettendo in movimento il veicolo. A differenza dei motori termici, i motori elettrici non hanno bisogno di alcuna combustione: per questo sono in grado di fornire una coppia istantanea, per partenze e accelerazioni più fluide e silenziose.
Le auto ibride hanno solitamente un motore elettrico dalla potenza ridotta che non è sufficiente a muovere il veicolo per lunghi tragitti, e serve principalmente a migliorare l’efficienza del motore termico, senza il quale l'auto non potrebbe funzionare. Tuttavia, l’importanza del motore elettrico varia in base al tipo di auto ibrida.
Come funziona un’auto ibrida?
Le auto ibride possono essere suddivise in categorie sulla base di diversi fattori. Considerando il ruolo del motore elettrico e la modalità di ricarica, le auto ibride possono essere divise in tre categorie:
- mild hybrid,
- full hybrid,
- plug-in hybrid.
Prima di analizzare nel dettaglio le tecnologie che contraddistinguono le diverse categorie di auto ibrida, spieghiamo brevemente le caratteristiche di ciascun tipo di veicolo.
Mild hybrid
Le auto mild hybrid, chiamate anche light hybrid o micro-ibride, sono attualmente il tipo di auto ibrida più venduto, per via dei prezzi più accessibili, di una maggiore disponibilità sul mercato e del fatto che offrono un’esperienza di guida molto simile a quella di un’auto tradizionale. Si tratta infatti di un veicolo che sfrutta principalmente il motore a combustione, il quale viene assistito da un piccolo motore elettrico durante le fasi di avviamento e di accelerazione. Questo sistema permette di migliorare l'efficienza del carburante e ridurre le emissioni, ma il veicolo non può funzionare esclusivamente in modalità elettrica. La batteria dei veicoli mild hybrid non può essere ricaricata manualmente, ma solo sfruttando la frenata rigenerativa, che consiste nel recuperare l’energia recuperata dalle frenate.Le mild hybrid sono il veicolo ideale per chi vuole ridurre consumi ed emissioni e ha un budget iniziale limitato.
Full Hybrid
Anche le auto full hybrid sono dotate di un motore termico e di un motore elettrico complementare, alimentato da una batteria di dimensioni maggiori rispetto a quelle delle mild hybrid. Questo consente al veicolo di viaggiare per brevi distanze in modalità completamente elettrica, riducendo ulteriormente il consumo di carburante e le emissioni. Di solito, queste auto gestiscono automaticamente la transizione tra propulsione elettrica, termica e modalità combinata in base a velocità, carico e tipo di percorso. Come le auto mild hybrid, anche i veicoli full hybrid si ricaricano autonomamente sfruttando la frenata rigenerativa e la marcia per inerzia, e non necessitano di prese per la ricarica.Con un’auto full hybrid, chi viaggia principalmente in città potrebbe ridurre notevolmente le emissioni e i costi per il carburante.
Plug-in hybrid
Come funziona un'auto ibrida plug-in? Le auto plug-in hybrid sono il veicolo ibrido più simile alle auto elettriche per consumi ed esperienza di guida. Rispetto ai veicoli full-hybrid, dispongono di batterie più capienti che, oltre a sfruttare in molti casi la frenata rigenerativa, possono essere ricaricate tramite una presa elettrica domestica o una stazione di ricarica pubblica.Questo permette un'autonomia in modalità elettrica significativamente maggiore, riducendo notevolmente i consumi. Di solito, però, a causa delle maggiori dimensioni del motore elettrico, il motore termico delle auto plug-in hybrid è più piccolo e ha un’autonomia inferiore rispetto ai motori termici dei veicoli full-hybrid.
Sono un’ottima soluzione per chi alterna spostamenti quotidiani in città a viaggi più lunghi in autostrada.
Ibrido in parallelo, in serie e range extender
Le auto ibride possono essere suddivise in due sottocategorie anche sulla base della relazione tra il motore elettrico e quello termico. Considerando questo aspetto, è possibile distinguere due tipi di veicoli:- gli ibridi in parallelo
- gli ibridi in serie
Nei sistemi in parallelo, sia il motore elettrico che quello termico sono collegati alla trasmissione, e possono quindi trasferire potenza alle ruote uno alla volta o contemporaneamente. Nei sistemi in serie, invece, solo il motore elettrico è collegato alla trasmissione. Il motore termico funziona solo come generatore per produrre energia elettrica e ricaricare la batteria che alimenta il motore elettrico, e non può quindi contribuire direttamente al movimento del veicolo. L’esperienza di guida per questi veicoli è molto più simile a quella delle auto elettriche, soprattutto per via di un’accelerazione fluida e silenziosa.
Attualmente, quasi tutte le auto ibride in commercio funzionano in parallelo, ma negli ultimi anni è aumentata la produzione di veicoli ibridi in serie. Un esempio è la gamma e-power di Nissan, i cui modelli full-hybrid sfruttano un sistema in serie per alimentare la batteria senza bisogno di prese di ricarica. Una sottocategoria di ibridi in serie che sta vivendo un periodo di crescita è quella dei range extender: si tratta di auto plug-in hybrid in serie che permettono di ricaricare la batteria sia tramite il motore termico, come i modelli e-power, che tramite una presa di corrente, come per le normali auto plug-in hybrid.
Al netto delle differenze menzionate finora, tutti i veicoli ibridi si basano su una sinergia tra motore termico e motore elettrico: soprattutto ad alte velocità, viene sfruttato principalmente il motore a combustione. Il motore elettrico interviene nelle fasi di avvio e accelerazione, e nei veicoli full-hybrid e plug-in hybrid può muovere il veicolo a basse velocità senza chiamare in causa il motore termico. Questa caratteristica è particolarmente utile nel traffico urbano, dove le basse velocità e le frequenti fermate favoriscono l'uso dell'elettrico.
Tecnologie innovative nelle auto ibride
Frenata Rigenerativa
Questa tecnologia permette di recuperare l'energia che altrimenti verrebbe dissipata sotto forma di calore durante la frenata. Il motore elettrico funziona come un generatore, convertendo l'energia cinetica in energia elettrica da immagazzinare nella batteria. È essenziale per i motori dei veicoli mild hybrid e full hybrid, che non possono essere ricaricati tramite una presa elettrica, ma è disponibile anche in molti modelli plug-in hybrid, soprattutto nei più recenti.Sistemi di gestione dell'energia
I moderni veicoli ibridi sono dotati di sistemi sofisticati che gestiscono l'interazione tra il motore a combustione e il motore elettrico, ottimizzando l'uso dell'energia in base alle condizioni di guida e allo stile del conducente. Nei modelli full hybrid e plug-in hybrid, il conducente può utilizzare la cosiddetta "modalità EV" per sfruttare solo il motore elettrico per brevi tratti a velocità inferiori ai 50 km/h. Alcuni modelli dispongono anche di funzioni di ottimizzazione predittiva dell’energia, che sfruttano i dati geografici inseriti nel sistema di navigazione per prevedere le caratteristiche del percorso e alternare il motore elettrico al motore a benzina di conseguenza, ottimizzando i consumi durante tutto il viaggio.Nei modelli mild hybrid più evoluti, oltre a sistemi start e stop sempre più efficienti, sono installate tecnologie in grado di spegnere il motore termico in modo fluido anche quando il veicolo non è completamente fermo, per un’ulteriore riduzione dei consumi. Le principali aziende automobilistiche stanno infatti sviluppando sistemi sempre più avanzati per rendere più sostenibili e convenienti anche i modelli mild hybrid, andando così incontro alle richieste del mercato. Ecco alcuni dei sistemi di gestione dell’energia più promettenti anche per i veicoli mild hybrid:
- La tecnologia e-coasting, presente anche in molti veicoli full hybrid e plug-in hybrid, permette di ricaricare la batteria anche durante il viaggio sfruttando il freno motore in fase di decelerazione;
- Le tecnologie per il veleggiamento elettrico, come il sistema e-creeping, permettono ai veicoli ibridi di disattivare il motore termico quando la batteria è carica e il guidatore rilascia il pedale del freno a velocità molto basse;
- L’avvio in modalità elettrica, caratteristico dei modelli full e plug-in hybrid, è disponibile anche in alcuni modelli mild hybrid e permette, quando la batteria è carica, di usare solo il motore elettrico durante l’avvio del veicolo;
- La tecnologia e-parking permette di eseguire le manovre di parcheggio in modalità completamente elettrica.
Materiali Leggeri
Per compensare il peso aggiuntivo delle batterie e dei componenti elettrici, molti produttori stanno iniziando a utilizzare materiali estremamente leggeri, come i tecnopolimeri e le leghe composite, che migliorano l'efficienza del veicolo e contribuiscono a ridurre consumi ed emissioni.Vantaggi e svantaggi delle auto ibride
Una volta compreso il funzionamento delle auto ibride e le tecnologie che utilizzano, possiamo individuare i principali vantaggi e svantaggi dell’acquisto di un modello ibrido.
Le auto ibride offrono numerosi benefici:
- Risparmio di carburante: l'uso combinato dei motori permette di ridurre il consumo di carburante, soprattutto in ambito urbano. Questo vantaggio è più evidente per i veicoli full-hybrid e plug-in hybrid, ma anche i modelli mild hybrid più recenti garantiscono emissioni inferiori rispetto ai veicoli tradizionali.
- Riduzione delle emissioni: grazie al motore elettrico, le emissioni di CO₂ e altri inquinanti sono significativamente inferiori rispetto ai veicoli tradizionali. Si tratta di un fattore da tenere in considerazione non solo per chi è particolarmente attento alle questioni ambientali, ma anche per chi vuole rispettare le normative sulle emissioni, che saranno sempre più stringenti in futuro.
- Prestazioni elevate, grazie al contributo del motore elettrico in fase di accelerazione.
- Guida più silenziosa rispetto ai veicoli tradizionali. Soprattutto in città e a basse velocità, quando si viaggia in modalità completamente elettrica, e solo per i veicoli full-hybrid e plug-in hybrid.
- Autonomia complessiva: la presenza del motore termico garantisce un’autonomia superiore rispetto ai veicoli completamente elettrici, consentendo di effettuare viaggi lunghi in tranquillità, senza la necessità di cercare prese per la ricarica lungo il percorso.
Tuttavia, esistono anche alcuni svantaggi che vanno presi in considerazione:
- Costo iniziale: solitamente le auto ibride hanno un prezzo di acquisto superiore rispetto ai modelli tradizionali, a causa della complessità tecnologica e dei componenti aggiuntivi. Inoltre, nonostante i costi di gestione siano generalmente più bassi e i consumi siano inferiori, questi veicoli sono comunque dipendenti dal carburante fossile, il cui costo non è trascurabile.
- Autonomia elettrica limitata: tutte le auto ibride dipendono in misura maggiore o minore dal motore termico. Di conseguenza, i consumi e le emissioni di un’auto ibrida saranno sempre superiori a quelle di un veicolo completamente elettrico.
- Peso maggiore: la presenza delle batterie e di due motori aumenta il peso complessivo del veicolo, influenzando le prestazioni e l’esperienza di guida.
È quindi evidente che bisogna considerare moltissimi aspetti prima di acquistare un’auto ibrida. Oltre ai pro e i contro elencati sopra, bisogna tenere conto dei diversi tipi di auto ibrida e di molti altri fattori, come lo stile di guida, il budget iniziale e l’uso previsto per l’auto. Come spesso succede nella vita, la soluzione migliore è quella che si adatta meglio alle nostre esigenze.
Conclusioni
Le auto ibride rappresentano sicuramente un’ottima opzione per chi cerca una transizione graduale verso la mobilità sostenibile senza rinunciare all’affidabilità e alla libertà di movimento tipica dei veicoli a combustione. Ci sono però evidenti differenze tra i diversi tipi di auto ibrida, ed è importante conoscere il loro funzionamento per poter scegliere in modo consapevole quale auto acquistare.
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