miniatura|El Toyota Prius és un vehicle híbrid de gasolina i electricitat i el model híbrid més venut al món fins al 2010. Un vehicle híbrid elèctric (HEV segons el sigle en anglès) és un vehicle elèctric de propulsió alternativa que combina l'ús d'un motor mogut per energia elèctrica provinent de bateries i un motor de combustió interna. es basen en patents de l'enginyer Víctor Wouk, anomenat el «pare del cotxe híbrid».
ja circulaven més de 2,5 milions de vehicles híbrids elèctrics lleugers, liderats pels Estats Units —amb 1,6 milions—, Un total 1.614.761 híbrids registrats als Estats Units fins a desembre de 2009, dels quals 122.755 van ser fabricats per Ford seguit pel Japó (més de 640.000) Un total 25.239 híbrids venuts per Honda al Japó i 35.149 híbrids venuts a Europa, tots dos fins a gener de 2009 '' i Europa (més de 235 mil). A nivell mundial, els models híbrids fabricats per Toyota Motor Corporation van sobrepassar la marca històrica de 2 milions de vehicles venuts a l'agost de 2009, Un total 615.800 híbrids fabricats per Toyota venuts al Japó fins a agost de 2009 que és seguida per Honda Motor amb més de 300 mil híbrids venuts fins al gener de 2009, i Ford Motor Company, amb més de 122.000 híbrids venuts fins a finals de 2009.
Prestacions miniatura|Honda Civic Hybrid. Un dels grans avantatges dels híbrids és que permeten aprofitar un 30% de l'energia que generen, mentre que un vehicle convencional de gasolina tan sols n'utilitza un 19%. Aquesta millora de l'eficiència prové de les bateries, que emmagatzemen energia que en els sistemes convencionals de propulsió es perd, com l'energia cinètica, que s'escapa en forma de calor en frenar. Molts sistemes híbrids permeten recollir i reutilitzar aquesta energia convertint-la en energia elèctrica gràcies als anomenats frens regeneratius. El motor híbrid juntament amb el dièsel o gasolina són una important opció a tenir en compte a l'hora de comprar un cotxe. L'eficiència consisteix en el fet que duren més, són més nets.
La combinació d'un motor de combustió operant sempre a la seva màxima eficiència, i la recuperació d'energia de la frenada (útil especialment en els trams curts), fa que aquests vehicles assoleixin un millor rendiment que els vehicles convencionals o de determinada època, especialment en carreteres molt transitades, on es concentra la major part del trànsit, de manera que es redueixen significativament tant el consum de combustible com les emissions contaminants. Tots els vehicles elèctrics utilitzen bateries carregades per una font externa, la qual cosa els ocasiona problemes d'autonomia de funcionament sense recarregar-les.
Toxicitat de les bateries que requereixen els motors elèctrics. Utilització important de matèries escasses (neodimi i lantani en el cas del Prius). Més pes que un cotxe convencional (s'ha de sumar el motor elèctric i, sobretot, les bateries), i per això un increment en l'energia necessària per desplaçar-lo. Més complexitat, el que en dificulta les revisions i reparacions. De moment, també el preu. Més eficiència en el consum de combustible Reducció de les emissions contaminants Menys soroll que un motor tèrmic. Més parell i més elasticitat que un motor convencional. Resposta més immediata. Recuperació d'energia en desacceleracions (en cas d'utilitzar frens regeneratius). Més autonomia que un elèctric simple. Major suavitat i facilitat d'ús. Recàrrega més ràpida que un elèctric (el que es trigui a omplir el dipòsit). Millor funcionament en recorreguts curts i urbans. En recorreguts curts, pot funcionar sense usar el motor tèrmic, evitant que treballi en fred i disminuint el desgast. El motor tèrmic té una potència més ajustada a l'ús habitual. No es necessita un motor més potent del necessari per si cal aquesta potència en alguns moments, perquè el motor elèctric supleix la potència extra requerida. Això ajuda a més a que el motor no pateixi alguns problemes de infrautilització com el picat de bieles. Instal·lació elèctrica més potent i versàtil. És molt difícil que es quedi sense bateria per deixar-se alguna cosa encesa. La potència elèctrica extra també serveix per usar alguns equipaments, com l'aire condicionat, amb el motor tèrmic aturat. Descompte en l'assegurança, per la seva major nivell d'eficiència i menor grau de sinistralitat. En nombrosos països europeus, i en d'altres com Mèxic, adquirir un auto híbrid comporta beneficis fiscals, com la deduïbilitat en l'impost sobre la renda i taxa 0% en l'Impost de la tinença o ús de vehicles.
Constitució bàsica miniatura|Motor híbrid 1NZ de Toyota: a l'esquerra el motor tèrmic, a la dreta de la cadena el motor elèctric de propulsió, a l'esquerra de la mateixa el generador Un motor tèrmic MT, en un extrem del grup motopropulsor Un motor elèctric MG1 situat a continuació de MT Un motor elèctric MG2 en l'extrem oposat a MT Un mecanisme de tracció basat en un tren epicicloïdal i una cadena d'arrossegament situat entre MG1 i MG2
Funcionament MG1 carrega la bateria d'alt voltatge i posa en marxa al motor tèrmic MT MG2 és el que arrossega el vehicle en totes les circumstàncies, bé sol o bé cooperant amb MT, i fa la funció de generador durant la frenada. La seva alimentació és altern trifàsic. Transmet el seu parell a la corona del tren epicicloïdal, la qual és solidària amb el pinyó d'arrossegament de la cadena.
Trens de propulsió miniatura|El Toyota Prius és un vehicle híbrid paral·lel, que té tant una versió estàndard no endollable, com una d'endollable''. miniatura|El Chevrolet Volt és un vehicle híbrid endollable de sistema en sèrie. Hi ha nombrosos sistemes híbrids, entre els quals en destaquen tres: el sistema paral·lel, el sistema combinat i el sistema de seqüència o en sèrie.
En el sistema paral·lel, el motor tèrmic és la principal font d'energia i el motor elèctric actua aportant més potència al sistema. El motor elèctric ofereix la seva potència a la sortida i en l'acceleració, quan el motor tèrmic consumeix més. Aquest sistema destaca per la seva simplicitat, el que obre la porta a la possibilitat d'implementar en models de vehicles ja existents, sense necessitat de dissenys específics, i facilita l'equiparació del seu cost al d'un vehicle convencional. Aquest és el sistema que utilitza l'Honda Insight.
En el sistema combinat, més complex, el motor elèctric funciona en solitari a baixa velocitat, mentre que a alta velocitat, el motor tèrmic i l'elèctric treballen alhora. El motor tèrmic combina les funcions de propulsió del vehicle i d'alimentació del generador, que proveeix d'energia al motor elèctric, la qual cosa sol augmentar l'eficiència del sistema, ja que permet aprofitar l'energia generada pel motor tèrmic, que en certes circumstàncies pot ser en excés, i en lloc de malgastar, utilitzar-la per recarregar les bateries del sistema elèctric. El Toyota Prius utilitza aquest sistema.
En el sistema en sèrie, el vehicle s'impulsa només amb el motor elèctric, que obté l'energia d'un generador alimentat pel motor tèrmic. L'Opel Ampera que s'espera que arribi a la producció en sèrie el 2011, basat en el Chevrolet Volt, és un híbrid en sèrie.
Així mateix n'hi ha dues categories. Els convencionals, que utilitzen el motor elèctric com a suport, però que no es poden recarregar connectant a la xarxa elèctrica. Els endollables, (també coneguts per les sigles en anglès PHEV), empren principalment el motor elèctric i es poden recarregar endollant-los a la xarxa elèctrica. Un generador de combustió interna recarrega les bateries quan l'ordinador de bord detecta que aquestes s'han esgotat. Ni tan sols cal que aquest generador mogui les rodes, l'altíssim parell dels motors elèctrics movent les rodes evita fins i tot l'ús d'una transmissió i un embragatge.
Cada un d'aquests sistemes té els seus pros i contres, per bé que tenen un important component positiu, ja que indiquen un esforç seriós en recerca i desenvolupament de sistemes de propulsió més eficients i nets.
Cadena energètica d'un vehicle híbrid miniatura|Panell d'informació del vehicle híbrid Toyota Prius. miniatura|El panell digital del Ford Fusion Hybrid manté registres de les millores assolides en l'estil "eco-driving" (a dalt) i del tipus de propulsió que està utilitzant el vehicle (baix).
Cadena cinemàtica Un vehicle necessita realitzar treball per desplaçar-se; per a això ha d'adquirir energia d'alguna font i transformar-la, mitjançant un motor, sigui tèrmic convencional, elèctric, etc.) en energia cinètica que fa tornar les rodes.
Un vehicle clàssic pren energia emmagatzemada en un combustible fòssil i que és alliberada mitjançant la combustió a l'interior d'un motor tèrmic convencional. El parell de sortida d'aquest motor tèrmic es transmet a les rodes.
El motor elèctric, combinat amb el motor de gasolina, és una alternativa als vehicles únicament propulsats per energia fòssil procedent de fonts no renovables. Tradicionalment, els motors que han propulsat als automòbils han estat sobredimensionats pel que fa a l'estrictament necessari per a un ús habitual.
Potència Els automòbils normalment tenen motors de combustió interna que ronden entre els 60 i 180 CV de potència màxima. Aquesta potència cal en situacions particulars, com ara acceleracions a fons, pujada de grans pendents amb gran càrrega del vehicle i a gran velocitat. El fet que la majoria del temps aquesta potència no sigui requerida suposa un malbaratament d'energia, ja que sobredimensionar el motor per posteriorment emprar-ho a un percentatge molt petit de la seva capacitat situa el punt de funcionament en un lloc on el rendiment és bastant dolent. Un vehicle mitjà convencional, si s'empra majoritàriament en ciutat o en recorreguts llargs i estacionaris a velocitat moderada, ni tan sols necessitarà desenvolupar 20 cavalls.
El fet de desenvolupar una potència molt inferior a la que el motor pot donar suposa un malbaratament per dos motius: d'una banda s'incorre en despeses de fabricació del motor superiors al que requeriria realment, i de l'altra, el rendiment d'un motor que pugui donar 100 cavalls quan en dona només 20 és molt inferior al d'un altre motor de menor potència màxima funcionant a plena potència i donant aquests mateixos 20 cavalls. Aquest segon factor és el principal responsable que el consum urbà d'un mateix vehicle equipat amb un motor de gran potència consumeixi, en recorreguts urbans, moltíssim més que un del mateix pes equipat amb un motor més petit. En conclusió, el motor ha de ser l'idoni per a l'ús a què es destina.
Eficiència miniatura|Vehicles híbrids en Expo 2005. Atès que la majoria dels trajectes són més aviat curt i urbans, els motors híbrids constitueixen un estalvi energètic i augmenten la qualitat de vida, mentre que un motor tèrmic necessita incrementar les seves revolucions per augmentar el seu parell, el motor elèctric en canvi té un parell (força del motor) constant, és a dir produeix la mateixa acceleració en començar la marxa que amb el vehicle en moviment.
Un altre factor que redueix l'eficàcia del rendiment en recorreguts molt transitats és la forma d'aturar el vehicle. Aquesta detenció es realitza mitjançant un procés tan ineficient com és dissipar i desaprofitar l'energia en forma de moviment, energia cinètica, que porta el vehicle per transformar-la en calor alliberat inútilment a l'ambient juntament amb tòxics nefastos.
L'eficàcia i eficiència de l'híbrid es nota en esforços tan puntuals com a inevitables, com ara avançaments i acceleracions en pendent: l'energia és més neta i el motor més fàcil d'arreglar i més durador.
Heus aquí on el sistema híbrid pren interès. D'una banda combina un petit motor tèrmic, prou potent per a l'ús en la immensa majoria de les ocasions, de bon rendiment i, per tant, baix consum i emissions contaminants, amb un sistema elèctric capaç de realitzar dues funcions vitals.