Vehículo híbrido cuya batería puede cargarse externamente
El Mitsubishi Outlander PHEV es el híbrido enchufable más vendido de todos los tiempos en el mundo. [1] Las ventas globales acumuladas alcanzaron las 290.000 unidades en septiembre de 2021. [2]
En diciembre de 2019 [update], el stock mundial de PHEV ascendía a 2,4 millones de unidades, lo que representa un tercio del stock de turismos eléctricos enchufables que circulan por las carreteras del mundo. [8] En diciembre de 2019 [update], China tenía el mayor stock de PHEV del mundo con 767.900 unidades, seguida de Estados Unidos con 567.740 y el Reino Unido con 159.910. [8]
Terminología
La autonomía totalmente eléctrica de un híbrido enchufable se designa mediante PHEV- [millas] o PHEV [kilómetros] km, donde el número representa la distancia que el vehículo puede recorrer solo con la energía de la batería. Por ejemplo, un PHEV-20 puede viajar 32 km (20 millas) sin utilizar su motor de combustión, por lo que también puede denominarse PHEV32km. [9]
Para que estos coches funcionen con baterías, pasan por procesos de carga que utilizan diferentes corrientes. Estas corrientes se conocen como Corriente Alterna (CA) utilizada para cargadores integrados y Corriente Continua (CC) utilizada para carga externa. [10]
Otros términos populares que a veces se utilizan para los híbridos enchufables son "híbridos conectados a la red", "vehículo eléctrico híbrido a gasolina opcional" (GO-HEV) o simplemente "híbridos a gasolina opcional". [11] [12] [13] GM llama a su híbrido enchufable de la serie Chevrolet Volt un "vehículo eléctrico de autonomía extendida". [14] [15]
El Lohner-Porsche Mixte Hybrid , producido ya en 1899, fue el primer coche eléctrico híbrido. [16] [17] Los primeros híbridos podían cargarse desde una fuente externa antes de su funcionamiento. Sin embargo, el término "híbrido enchufable" ha pasado a referirse a un vehículo híbrido que se puede cargar desde una toma de corriente estándar. El término "vehículo eléctrico híbrido enchufable" fue acuñado por el profesor Andrew Frank de UC Davis , [18] a quien se le ha llamado el "padre del híbrido enchufable moderno". [19] [20] [21]
La edición de julio de 1969 de Popular Science incluía un artículo sobre el híbrido enchufable XP-883 de General Motors . El concepto de vehículo de cercanías albergaba seis baterías de plomo-ácido de 12 voltios en el área del maletero y un motor eléctrico de CC montado transversalmente que hacía girar una tracción delantera. El automóvil se podía enchufar a un tomacorriente de CA de 120 voltios estándar de América del Norte para recargarlo. [22]
En 2003, Renault comenzó a vender en Europa el Elect'road , una versión híbrida enchufable de serie de su popular Kangoo . Además de su motor, se podía enchufar a un tomacorriente estándar y recargar al 95% en aproximadamente 4 horas. [23] Después de vender alrededor de 500 vehículos, principalmente en Francia, Noruega y el Reino Unido, el Elect'road fue rediseñado en 2007. [24]
Con la disponibilidad de vehículos híbridos y el aumento de los precios de la gasolina en los Estados Unidos a partir de 2002, aumentó el interés en los híbridos enchufables. [25] Algunos híbridos enchufables eran conversiones de híbridos existentes; por ejemplo, la conversión de CalCars de 2004 de un Prius para agregarle baterías de plomo ácido y una autonomía de hasta 15 km (9 millas) utilizando únicamente energía eléctrica. [26]
En 2006, tanto Toyota como General Motors anunciaron planes para híbridos enchufables. [27] [28] El proyecto Saturn Vue de GM fue cancelado, pero el complemento de Toyota fue certificado para uso en carretera en Japón en 2007. [29]
En 2007, Quantum Technologies y Fisker Coachbuild , LLC anunciaron el lanzamiento de una empresa conjunta en Fisker Automotive . [30] Fisker tenía la intención de construir un PHEV-50 de lujo de 80.000 dólares, el Fisker Karma , inicialmente previsto para finales de 2009. [31]
En 2007, Aptera Motors anunció su biplaza Typ-1 . Sin embargo, la empresa cerró en diciembre de 2011. [32]
En 2007, el fabricante de automóviles chino BYD Auto, propiedad del mayor fabricante de baterías para teléfonos móviles de China, anunció que introduciría un sedán PHEV-60 de producción en China en la segunda mitad de 2008. BYD lo exhibió en enero de 2008 en la Feria Internacional del Automóvil de América del Norte. Espectáculo en Detroit. Basado en el sedán mediano F6 de BYD, utiliza baterías de fosfato de hierro y litio (LiFeP0 4 ) en lugar de iones de litio y se puede recargar hasta el 70% de su capacidad en 10 minutos. [33]
En 2007, Ford entregó el primer Ford Escape híbrido enchufable de una flota de 20 PHEV de demostración a Southern California Edison . [34] Como parte de este programa de demostración, Ford también desarrolló el primer SUV híbrido enchufable de combustible flexible , que se entregó en junio de 2008. [35] Esta flota de demostración de complementos se ha sometido a pruebas de campo con flotas de empresas de servicios públicos en Estados Unidos y Canadá [36] y durante los dos primeros años desde que comenzó el programa, la flota ha recorrido más de 75.000 millas. [37] En agosto de 2009, Ford entregó el primer Escape Plug-in equipado con tecnología de sistema de control y comunicaciones inteligente del vehículo a la red (V2G), y Ford planea equipar los 21 Escape híbridos enchufables con el vehículo a la red. tecnología de las comunicaciones. [37] Las ventas del Escape PHEV estaban previstas para 2012. [36]
El 14 de enero de 2008, Toyota anunció que comenzaría a vender PHEV con batería de iones de litio para 2010, [38] [39] pero más adelante en el año Toyota indicó que se ofrecerían a flotas comerciales en 2009. [40]
El 27 de marzo, la Junta de Recursos del Aire de California (CARB) modificó sus regulaciones, exigiendo a los fabricantes de automóviles producir 58.000 híbridos enchufables entre 2012 y 2014. [41] Este requisito es una alternativa solicitada a un mandato anterior de producir 25.000 híbridos puros. vehículos de cero emisiones , reduciendo ese requisito a 5.000. [42] El 26 de junio, Volkswagen anunció que introduciría complementos de producción basados en el Golf compacto. Volkswagen utiliza el término "TwinDrive" para referirse a un PHEV. [43] En septiembre, se informó que Mazda estaba planeando PHEV. [44] El 23 de septiembre, Chrysler anunció que habían creado un prototipo de un Jeep Wrangler enchufable y una minivan Chrysler Town and Country , ambos PHEV-40 con sistemas de propulsión de serie, y un automóvil deportivo Dodge totalmente eléctrico, y dijo que uno de los tres vehículos entraría en producción. [45] [46]
El 15 de diciembre de 2008, BYD Auto comenzó a vender su F3DM en China , convirtiéndose en el primer híbrido enchufable de producción vendido en el mundo, aunque inicialmente estaba disponible sólo para clientes corporativos y gubernamentales. [52] [53] [54] Las ventas al público en general comenzaron en Shenzhen en marzo de 2010, [4] [5] pero debido a que el F3DM casi duplica el precio de los automóviles que funcionan con combustible convencional, BYD espera subsidios del gobierno local. para que el complemento sea asequible para los compradores personales. [4] Toyota probó 600 Prius enchufables de preproducción en Europa y América del Norte en 2009 y 2010. [55] [56]
En octubre de 2010, Lotus Engineering presentó el Lotus CityCar , un concept car híbrido enchufable diseñado para funcionar con combustible flexible con etanol o metanol , además de gasolina normal. [57] [58] El paquete de baterías de litio proporciona una autonomía totalmente eléctrica de 60 kilómetros (37 millas), y el motor de combustible flexible de 1,2 litros se activa para permitir ampliar la autonomía a más de 500 kilómetros (310 millas). . [57] [58]
GM lanzó oficialmente el Chevrolet Volt en los EE. UU. el 30 de noviembre de 2010 y las entregas minoristas comenzaron en diciembre de 2010. [6] Su hermano, el Opel/Vauxhall Ampera, se lanzó en Europa entre finales de 2011 y principios de 2012. Las primeras entregas del Fisker Karma tuvo lugar en julio de 2011, [59] y las entregas a clientes minoristas comenzaron en noviembre de 2011. El Toyota Prius Plug-in Hybrid se lanzó en Japón en enero de 2012, [60] seguido por los Estados Unidos en febrero de 2012. [61] Las entregas del Prius PHV en Europa comenzaron a finales de junio de 2012. [62] El Ford C-Max Energi se lanzó en los EE. UU. en octubre de 2012, [63] el Volvo V60 híbrido enchufable en Suecia a finales de 2012. [64]
El Honda Accord híbrido enchufable se lanzó en mercados seleccionados de EE. UU. en enero de 2013, [65] y el Mitsubishi Outlander P-HEV en Japón en enero de 2013, convirtiéndose en el primer SUV híbrido enchufable del mercado. [66] Las entregas del Ford Fusion Energi comenzaron en febrero de 2013. [67] [68] BYD Auto detuvo la producción de su BYD F3DM debido a las bajas ventas, [69] y su sucesor, el BYD Qin , inició las ventas en Costa Rica en noviembre de 2013, y las ventas en otros países de América Latina comenzarán en 2014. [70] [71] [72] Las entregas de Qin comenzaron en China a mediados de diciembre de 2013. [51]
En diciembre de 2014, BMW anunció que el grupo planea ofrecer versiones híbridas enchufables de todos sus modelos de marca principal utilizando la tecnología eDrive desarrollada para sus vehículos enchufables de la marca BMW i ( BMW i3 y BMW i8). El objetivo de la compañía es utilizar la tecnología enchufable para seguir ofreciendo vehículos de altas prestaciones y reducir las emisiones de CO 2 por debajo de los 100 g/km. En el momento del anuncio, el fabricante de automóviles ya estaba probando un prototipo híbrido enchufable del BMW Serie 3 . [78] El primer modelo disponible para las ventas minoristas será el BMW X5 eDrive 2016 , y la versión de producción se presentará en el Salón del Automóvil de Shanghai de 2015 . [79] La segunda generación del Chevrolet Volt se presentó en el Salón Internacional del Automóvil de América del Norte de enero de 2015 , [80] y las entregas minoristas comenzaron en los EE. UU. y Canadá en octubre de 2015. [81] [82]
En marzo de 2015, Audi dijo que planeaba fabricar una versión híbrida enchufable de cada serie de modelos y que esperaba que los híbridos enchufables, junto con los vehículos a gas natural y los sistemas de propulsión eléctricos de batería, contribuyeran de manera clave a lograr los objetivos de la compañía. Objetivos de CO2 . El Audi Q7 e-tron seguirá al A3 e-tron que ya está en el mercado. [83] También en marzo de 2015, Mercedes-Benz anunció que el principal énfasis de la compañía con respecto a las propulsiones alternativas en los próximos años estará en los híbridos enchufables. El fabricante de automóviles planea introducir 10 nuevos modelos híbridos enchufables para 2017, y su siguiente lanzamiento fue el Mercedes-Benz C 350 e , el segundo híbrido enchufable de Mercedes después del S 500 Plug-In Hybrid . [84] Otros híbridos enchufables lanzados en 2015 son el BYD Tang , el Volkswagen Passat GTE , el Volvo XC90 T8 y el Hyundai Sonata PHEV .
Las ventas globales combinadas de la familia Volt/Ampera superaron el hito de las 100.000 unidades en octubre de 2015. [85] A finales de 2015, se han vendido en todo el mundo más de 517.000 coches eléctricos híbridos enchufables legales en carretera desde diciembre de 2008, de un total de ventas globales de más de 1,25 millones de coches eléctricos ligeros enchufables. [86] [87]
En febrero de 2016, BMW anunció la introducción de la denominación de modelo "iPerformance", que se asignará a todos los vehículos híbridos enchufables de BMW a partir de julio de 2016. El objetivo es proporcionar un indicador visible de la transferencia de tecnología de BMW i a la Marca principal de BMW. La nueva designación se utilizará por primera vez en las variantes híbridas enchufables del nuevo BMW Serie 7 , el BMW 740e iPerformance , [88] y de la Serie 3 , el BMW 330e iPerformance . [89]
El híbrido enchufable Prius de segunda generación, llamado Prius Prime en EE. UU. y Prius PHV en Japón, [93] se presentó en el Salón Internacional del Automóvil de Nueva York de 2016 . Las entregas minoristas del Prius Prime comenzaron en los EE. UU. en noviembre de 2016, [94] y su lanzamiento está programado para finales de 2016 en Japón. [93] [95] El Prime tiene una autonomía totalmente eléctrica clasificada por la EPA de 25 millas (40 km), más del doble de la autonomía del modelo de primera generación, y una economía de combustible clasificada por la EPA de 133 mpg‑e (25,3 kW⋅h/100 mi) en modo totalmente eléctrico (modo EV), la clasificación de MPGe más alta en Modo EV de cualquier vehículo clasificado por la EPA. [96] [97] A diferencia de su predecesor, el Prime funciona completamente con electricidad en modo EV. [98] Las ventas globales del Mitsubishi Outlander P-HEV superaron el hito de las 100.000 unidades en marzo de 2016. [99] [100] Las ventas de BYD Qin en China alcanzaron el hito de las 50.000 unidades en abril de 2016, convirtiéndose en el cuarto híbrido enchufable en superar esa marca. [101]
En junio de 2016, Nissan anunció que introduciría un vehículo compacto con extensión de autonomía en Japón antes de marzo de 2017. El híbrido enchufable de serie utilizará un nuevo sistema híbrido, denominado e-Power, que debutó con el concepto crossover Nissan Gripz presentado en la Exposición Universal de 2015. Salón del Automóvil de Frankfurt . [102]
En enero de 2016, Chrysler presentó su minivan híbrida enchufable, la Chrysler Pacifica Hybrid , con una autonomía eléctrica calificada por la EPA de 48 km (30 millas). [103] Esta fue la primera minivan híbrida de cualquier tipo. Se vendió por primera vez en Estados Unidos, Canadá y México en 2017.
En diciembre de 2017, Honda comenzó las entregas minoristas del Honda Clarity Plug-In Hybrid en los Estados Unidos y Canadá, con una autonomía eléctrica calificada por la EPA de 76 km (47 millas). [104]
Volkswagen XL lado del conductor con puerta abierta
En 2013, Volkswagen inició la producción del Volkswagen XL1 , un vehículo híbrido enchufable con motor diésel de producción limitada para dos personas diseñado para poder viajar 100 km/L (280 mpg -imp ; 235 mpg -US ) con diésel, mientras que sigue siendo apto para circular y práctico. El modelo está construido con un turbodiésel TDI de dos cilindros y riel común de 35 kW (47 hp) de 800 cc (49 pulgadas cúbicas) y un motor eléctrico de 20 kW (27 hp). El modelo es único porque es uno de los únicos vehículos híbridos diésel enchufables producidos en masa y uno de los únicos vehículos híbridos diésel producidos en masa en general. [105] [106] [107]
Los PHEV se basan en las mismas tres arquitecturas básicas de propulsión de los híbridos convencionales; un híbrido en serie es propulsado únicamente por motores eléctricos, un híbrido en paralelo es propulsado por su motor de combustión interna y por motores eléctricos que funcionan simultáneamente, y un híbrido en serie en paralelo funciona en cualquier modo. Mientras que un vehículo híbrido simple carga su batería únicamente desde su motor, un híbrido enchufable puede obtener una cantidad significativa de la energía necesaria para recargar su batería de fuentes externas. [ cita necesaria ]
Híbridos duales enchufables
Estos contienen dos sistemas diferentes de recuperación de energía.
El cargador de baterías puede ser embarcado o externo al vehículo. El proceso de un cargador integrado se explica mejor como la energía de CA que se convierte en energía de CC, lo que da como resultado que se cargue la batería. [10] Los cargadores a bordo tienen una capacidad limitada por su peso y tamaño, y por la capacidad limitada de las tomas de CA de uso general. Los cargadores externos dedicados pueden ser tan grandes y potentes como el usuario pueda permitirse, pero requieren regresar al cargador; Los cargadores de alta velocidad pueden ser compartidos por varios vehículos.
El uso del inversor del motor eléctrico permite que los devanados del motor actúen como bobinas del transformador y el inversor de alta potencia existente como cargador de CA a CC. Como estos componentes ya son necesarios en el automóvil y están diseñados para manejar cualquier capacidad de energía práctica, se pueden usar para crear una forma muy potente de cargador a bordo sin peso ni tamaño adicional significativo. AC Propulsion utiliza este método de carga, denominado "carga reductiva". [110]
Modos de operacion
Un híbrido enchufable funciona en modos de agotamiento y mantenimiento de carga . Las combinaciones de estos dos modos se denominan modo combinado o modo mixto. Estos vehículos pueden diseñarse para conducir durante una autonomía ampliada en modo totalmente eléctrico , ya sea solo a bajas velocidades o a todas las velocidades. Estos modos gestionan la estrategia de descarga de la batería del vehículo y su uso tiene un efecto directo en el tamaño y tipo de batería requerida: [111]
El modo de agotamiento de carga permite que un PHEV completamente cargado funcione exclusivamente (o dependiendo del vehículo, casi exclusivamente, excepto durante una fuerte aceleración) con energía eléctrica hasta que el estado de carga de la batería se agote a un nivel predeterminado, momento en el cual el vehículo de combustión interna Se activará el motor o la pila de combustible. Este período es la autonomía totalmente eléctrica del vehículo. Este es el único modo en el que puede funcionar un vehículo eléctrico con batería , de ahí su autonomía limitada. [112]
El modo mixto describe un viaje que utiliza una combinación de múltiples modos. Por ejemplo, un automóvil puede comenzar un viaje en modo de descarga de carga a baja velocidad, luego ingresar a una autopista y operar en modo combinado. El conductor puede salir de la autopista y conducir sin el motor de combustión interna hasta que se agote la autonomía totalmente eléctrica. El vehículo puede volver al modo de mantenimiento de carga hasta llegar al destino final. Esto contrasta con un viaje que agota la carga y que se realizaría dentro de los límites de la autonomía totalmente eléctrica de un PHEV.
La mayoría de los PHEV también tienen dos modos de mantenimiento de carga adicionales:
Retención de batería ; el motor eléctrico está bloqueado y el vehículo funciona exclusivamente con energía de combustión, de modo que cualquier carga que quede en la batería permanece para cuando se vuelve a activar el modo mixto o el funcionamiento totalmente eléctrico, mientras que el frenado regenerativo seguirá estando disponible para aumentar la carga de la batería. . En algunos PHEV, los servicios del vehículo que utilizan la batería de tracción (como la calefacción y el aire acondicionado) se colocan en un modo de bajo consumo de energía para conservar aún más la carga restante de la batería. El bloqueo del motor eléctrico se anula automáticamente (si la carga lo permite) en caso de que se requiera una aceleración total.
Autocarga ; La armadura del motor eléctrico está acoplada a la transmisión, pero está conectada a la batería para que funcione como generador y por tanto recargue la batería mientras el coche está en movimiento, aunque esto conlleva un mayor consumo de combustible, ya que el motor de combustión tiene que alimentar el vehículo y cargar la batería. Esto es útil para "cargar en movimiento" cuando hay lugares limitados para enchufar el vehículo.
Almacenamiento de energía eléctrica
El tamaño óptimo de la batería varía dependiendo de si el objetivo es reducir el consumo de combustible, los costos de funcionamiento o las emisiones, pero un estudio de 2009 [113] concluyó que "la mejor elección de capacidad de batería de PHEV depende fundamentalmente de la distancia que recorrerá el vehículo". Nuestros resultados sugieren que para condiciones de conducción urbana y cargas frecuentes cada 10 millas o menos, un PHEV de baja capacidad con un AER (autonomía totalmente eléctrica) de aproximadamente 7 millas sería una opción sólida para minimizar el consumo de gasolina y el costo. ", y las emisiones de gases de efecto invernadero. Para una carga menos frecuente, cada 20 a 100 millas, los PHEV liberan menos GEI, pero los HEV son más rentables".
Los PHEV suelen requerir ciclos de carga y descarga de batería más profundos que los híbridos convencionales. Debido a que el número de ciclos completos influye en la duración de la batería, esta puede ser menor que en los HEV tradicionales que no agotan sus baterías por completo. Sin embargo, algunos autores sostienen que los PHEV pronto se convertirán en estándar en la industria del automóvil. [114] Es necesario resolver los problemas de diseño y las compensaciones entre la duración, la capacidad, la disipación de calor, el peso, los costos y la seguridad de la batería. [115] Se está desarrollando tecnología avanzada de baterías, que promete mayores densidades de energía tanto en masa como en volumen, [116] y se espera que aumente la esperanza de vida de la batería. [117]
Los cátodos de algunas baterías de iones de litio de principios de 2007 están hechos de óxido metálico de litio y cobalto. Este material es caro y las células fabricadas con él pueden liberar oxígeno si se sobrecargan. Si el cobalto se reemplaza por fosfatos de hierro , las células no se quemarán ni liberarán oxígeno bajo ninguna carga. A los precios de la gasolina y la electricidad de principios de 2007, el punto de equilibrio se alcanza después de seis a diez años de funcionamiento. El período de recuperación de la inversión puede ser más largo para los híbridos enchufables, debido a sus baterías más grandes y caras. [118]
Las baterías de níquel-hidruro metálico y de iones de litio se pueden reciclar; Toyota, por ejemplo, cuenta con un programa de reciclaje según el cual los concesionarios reciben un crédito de 200 dólares por cada batería devuelta. [119] Sin embargo, los híbridos enchufables suelen utilizar paquetes de baterías más grandes que los híbridos convencionales comparables y, por lo tanto, requieren más recursos. Pacific Gas and Electric Company (PG&E) ha sugerido que las empresas de servicios públicos podrían comprar baterías usadas para fines de respaldo y nivelación de carga. Afirman que, si bien es posible que estas baterías usadas ya no se puedan utilizar en vehículos, su capacidad residual todavía tiene un valor significativo. [120] Más recientemente, General Motors (GM) ha dicho que ha sido "abordada por empresas de servicios públicos interesadas en utilizar baterías Volt recicladas como sistema de almacenamiento de energía, un mercado secundario que podría reducir el costo del Volt y otros vehículos enchufables". para consumidores". [121]
Los ultracondensadores (o "supercondensadores") se utilizan en algunos híbridos enchufables, como el prototipo conceptual de AFS Trinity , para almacenar energía rápidamente disponible con su alta densidad de potencia , con el fin de mantener las baterías dentro de límites seguros de calentamiento resistivo y extender la vida útil de la batería. . [122] [123] UltraBattery de CSIRO combina un supercondensador y una batería de plomo ácido en una sola unidad, creando una batería de automóvil híbrido que dura más, cuesta menos y es más potente que las tecnologías actuales utilizadas en los vehículos eléctricos híbridos enchufables (PHEV). ). [124]
Hay varias empresas que están convirtiendo vehículos no híbridos de combustibles fósiles en híbridos enchufables: [125] [126]
La conversión en el mercado de accesorios de un híbrido de producción existente a un híbrido enchufable [127] generalmente implica aumentar la capacidad del paquete de baterías del vehículo y agregar un cargador de CA a CC a bordo. Lo ideal sería reprogramar el software del tren motriz del vehículo para aprovechar al máximo la capacidad de almacenamiento de energía adicional y la producción de energía del paquete de baterías.
Muchas de las primeras conversiones de vehículos eléctricos híbridos enchufables se basaron en el Toyota Prius . [128] Algunos de los sistemas han implicado el reemplazo del paquete de baterías NiMH original del vehículo y su unidad de control electrónico. Otros agregan una batería adicional al paquete de baterías original. [129]
Mercado objetivo
En los últimos años, la demanda de vehículos totalmente eléctricos, especialmente en el mercado estadounidense, ha sido impulsada por incentivos gubernamentales a través de subsidios, grupos de presión e impuestos. [130] En particular, las ventas estadounidenses del Nissan Leaf han dependido de generosos incentivos y un trato especial en el estado de Georgia , el mercado de mayor venta del Leaf. [131] Según una investigación de mercado internacional, el 60% de los encuestados cree que una autonomía de conducción con batería de menos de 160 km (99 millas) es inaceptable, aunque sólo el 2% conduce más que esa distancia por día. [132] Entre los vehículos totalmente eléctricos populares actuales, sólo el Tesla (con la versión más cara del Modelo S que ofrece una autonomía de 265 millas (426 km) en la prueba de 5 ciclos de la Agencia de Protección Ambiental de EE . UU .) supera significativamente este umbral. En 2021, para el año modelo 2022, el Nissan Leaf tiene una autonomía nominal de la EPA de 212 millas (341 km) para el modelo de 60 kWh.
Autonomía totalmente eléctrica , en millas, para varios modelos híbridos enchufables populares del año 2013, como se observó en las pruebas realizadas por la revista Popular Mechanics . Proporcionar una mayor autonomía totalmente eléctrica añade costes e implica compromisos, por lo que diferentes cocinas totalmente eléctricas pueden satisfacer las diferentes necesidades de los clientes.
Los híbridos enchufables proporcionan la autonomía ampliada y el potencial de repostaje de combustible de los híbridos convencionales, al tiempo que permiten a los conductores utilizar la energía eléctrica de la batería durante al menos una parte importante de su conducción diaria típica. El viaje promedio hacia o desde el trabajo en los Estados Unidos en 2009 fue de 11,8 millas (19,0 km), [133] mientras que la distancia promedio recorrida al trabajo en Inglaterra y Gales en 2011 fue ligeramente menor, 9,3 millas (15 km). [134] Dado que la construcción de un PHEV con una autonomía totalmente eléctrica más larga añade peso y costo, y reduce el espacio de carga y/o pasajeros, no existe una autonomía totalmente eléctrica específica que sea óptima. El gráfico adjunto muestra la autonomía totalmente eléctrica observada, en millas, para cuatro híbridos enchufables populares del mercado estadounidense, según lo probado por la revista Popular Mechanics . [135]
Un parámetro de diseño clave del Chevrolet Volt fue un objetivo de 40 millas (64 km) para la autonomía totalmente eléctrica, seleccionado para mantener el tamaño de la batería pequeño y reducir los costos, y principalmente porque las investigaciones demostraron que el 78% de los viajeros diarios en los EE. UU. recorra 40 millas (64 km) o menos. Este rango objetivo permitiría que la mayoría de los viajes se realicen con conducción eléctrica y se asumió que la carga se realizará en casa durante la noche. Este requisito se tradujo en el uso de un paquete de baterías de iones de litio con una capacidad de almacenamiento de energía de 16 kWh considerando que la batería se utilizaría hasta que el estado de carga (SOC) de la batería alcanzara el 30%. [136] [137]
En octubre de 2014, General Motors informó, basándose en datos recopilados a través de su sistema telemático OnStar desde que comenzaron las entregas del Volt, y con más de mil millones de millas (1,6 mil millones de kilómetros) recorridos, que los propietarios de Volt conducen alrededor del 62,5% de sus viajes en modo totalmente eléctrico . [138] En mayo de 2016, Ford informó, basándose en datos recopilados de más de 610 millones de millas (976 millones de kilómetros) registrados por sus vehículos electrificados a través de su sistema telemático, que los conductores de estos vehículos recorren un promedio de 13,500 millas (21,700 km). anualmente en sus vehículos, con aproximadamente la mitad de esas millas funcionando en modo totalmente eléctrico. Un desglose de estas cifras muestra un viaje diario promedio de 42 millas (68 km) para los conductores de híbridos enchufables Ford Energi. Ford señala que con la autonomía eléctrica mejorada del modelo del año 2017, el viajero promedio del Fusion Energi podría pasar todo el día sin gasolina, si el automóvil está completamente cargado, antes de ir al trabajo y antes de irse a casa. Según datos de Ford, actualmente la mayoría de los clientes probablemente cargan sus vehículos únicamente en casa. [139]
La edición de 2015 del informe anual de la EPA " Tecnología automotriz de servicio liviano, emisiones de dióxido de carbono y tendencias de economía de combustible " estima los siguientes factores de utilidad para los híbridos enchufables del año modelo 2015 para representar el porcentaje de millas que se recorrerán usando electricidad por un conductor promedio, ya sea en modo eléctrico o combinado: 83% para el BMW i3 REx , 66% para el Chevrolet Volt, 45% para los modelos Ford Energi , 43% para el McLaren P1 , 37% para el BMW i8 , y 29% para el Toyota Prius PHV . [140] Un análisis de 2014 realizado por el Laboratorio Nacional de Idaho utilizando una muestra de 21,600 automóviles totalmente eléctricos e híbridos enchufables, encontró que los propietarios de Volt viajaron en promedio 9,112 millas en modo totalmente eléctrico (e-millas) por año, mientras que Los propietarios del Leaf viajaron 9,697 millas electrónicas por año, a pesar de la autonomía totalmente eléctrica más corta del Volt, aproximadamente la mitad de la del Leaf. [141]
Comparación con híbridos no enchufables
Eficiencia de combustible y desplazamiento de petróleo.
Los híbridos enchufables tienen el potencial de ser incluso más eficientes que los híbridos convencionales porque un uso más limitado del motor de combustión interna del PHEV puede permitir que el motor se utilice más cerca de su máxima eficiencia. Mientras que es probable que un Toyota Prius convierta el combustible en energía motriz en promedio con aproximadamente un 30% de eficiencia (muy por debajo del 38% de eficiencia máxima del motor), es probable que el motor de un PHEV-70 funcione con mucha más frecuencia cerca de su eficiencia máxima porque Las baterías pueden satisfacer las modestas necesidades de energía en momentos en que el motor de combustión se vería obligado a funcionar muy por debajo de su máxima eficiencia. [112] La eficiencia real lograda depende de las pérdidas por generación de electricidad, inversión, carga/descarga de la batería, el controlador del motor y el motor en sí, la forma en que se utiliza un vehículo (su ciclo de trabajo ) y las oportunidades de recargar conectándose a la red eléctrica. red.
La economía de combustible real de los PHEV depende de los modos de funcionamiento de su tren motriz, la autonomía totalmente eléctrica y la cantidad de conducción entre cargas. Si no se utiliza gasolina, las millas por galón equivalente de gasolina (MPG-e) dependen únicamente de la eficiencia del sistema eléctrico. El primer PHEV de producción en masa disponible en el mercado estadounidense, el Chevrolet Volt 2011 , con una autonomía totalmente eléctrica clasificada por la EPA de 56 km (35 mi) y una autonomía extendida adicional solo con gasolina de 554 km (344 mi), tiene una autonomía de 554 km (344 mi) según la EPA. Economía de combustible combinada en ciudad/carretera de 93 MPG-e en modo totalmente eléctrico y 37 mpg -US (6,4 L/100 km; 44 mpg -imp ) en modo solo de gasolina, para una clasificación general de economía de combustible combinada de gasolina y electricidad. de 60 mpg -US (3,9 L/100 km; 72 mpg -imp ) equivalente (MPG-e). [144] [145] La EPA también incluyó en la etiqueta de economía de combustible del Volt una tabla que muestra la economía de combustible y la electricidad consumida en cinco escenarios diferentes: 30, 45, 60 y 75 millas (121 km) conducidos entre una carga completa y nunca escenario de carga. [145] Según esta tabla, el consumo de combustible sube a 168 mpg -US (1,40 L/100 km; 202 mpg -imp ) equivalente (MPG-e) con 45 mi (72 km) recorridos entre cargas completas. [144]
Para la etiqueta más completa de economía de combustible y medio ambiente que será obligatoria en los EE. UU. a partir del año modelo 2013, la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras (NHTSA) y la Agencia de Protección Ambiental (EPA) emitieron dos etiquetas separadas de economía de combustible para los híbridos enchufables porque debido a la complejidad de su diseño, ya que los PHEV pueden funcionar en dos o tres modos de funcionamiento: totalmente eléctrico, combinado y solo de gasolina. [146] [147] Una etiqueta es para vehículos híbridos en serie o eléctricos de autonomía extendida (como el Chevy Volt), con modos totalmente eléctrico y solo de gasolina; y una segunda etiqueta para modo combinado o híbrido serie-paralelo , que incluye una combinación de funcionamiento tanto de gasolina como eléctrico enchufable; y gasolina únicamente, como un vehículo híbrido convencional. [146] [147]
La Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE) desarrolló su práctica recomendada en 1999 para probar e informar la economía de combustible de los vehículos híbridos e incluyó lenguaje para abordar los PHEV. Actualmente, un comité SAE está trabajando para revisar los procedimientos para probar e informar la economía de combustible de los PHEV. [148] El Fondo Atmosférico de Toronto probó diez vehículos híbridos enchufables modernizados que alcanzaron un promedio de 5,8 litros por 100 kilómetros o 40,6 millas por galón durante seis meses en 2008, lo que se consideró por debajo del potencial de la tecnología. [149]
En pruebas del mundo real con conductores normales, es posible que algunas conversiones del Prius PHEV no logren una economía de combustible mucho mejor que los HEV. Por ejemplo, una flota de Prius enchufables, cada uno con una autonomía totalmente eléctrica de 30 millas (48 km), promedió sólo 51 mpg -EE.UU. (4,6 L/100 km; 61 mpg -imp ) en un recorrido de 17.000 millas (27.000 km). ) prueba en Seattle, [150] y resultados similares con el mismo tipo de modelos de batería de conversión en la iniciativa RechargeIT de Google . Además, la batería adicional cuesta entre 10.000 y 11.000 dólares estadounidenses . [151] [152]
Costos de operacion
Un estudio publicado en 2014 por investigadores de la Universidad Lamar , la Universidad Estatal de Iowa y el Laboratorio Nacional Oak Ridge comparó los costos operativos de los PHEV de varias autonomías eléctricas (10, 20, 30 y 40 millas) con vehículos de gasolina convencionales e híbridos no enchufables. vehículos eléctricos (HEV) para diferentes períodos de recuperación, considerando diferentes niveles de implementación de infraestructura de carga y precios de la gasolina. El estudio concluyó que: [153]
Los PHEV ahorran alrededor del 60% o el 40% en costos de energía, en comparación con los vehículos de gasolina convencionales y los HEV, respectivamente. Sin embargo, para los conductores con importantes millas recorridas diarias (DVMT), los vehículos híbridos pueden ser incluso una mejor opción que los híbridos enchufables con una autonomía de 40 millas (64 km), especialmente cuando falta una infraestructura de carga pública.
El costo incremental de la batería de los híbridos enchufables con baterías grandes es difícil de justificar basándose en los ahorros incrementales de los costos operativos de los PHEV, a menos que se ofrezca un subsidio para los PHEV con baterías grandes.
Cuando el precio de la gasolina aumenta de 4 dólares por galón a 5 dólares por galón, el número de conductores que se benefician de una batería más grande aumenta significativamente. Si el precio de la gasolina es de 3 dólares estadounidenses , un híbrido enchufable con una autonomía de 16 km (10 millas) es la opción menos costosa incluso si el costo de la batería es de 200 dólares/kWh.
Las desventajas de los PHEV incluyen el costo, el peso y el tamaño adicionales de un paquete de baterías más grande . Según un estudio de 2010 del Consejo Nacional de Investigación , el coste de un paquete de baterías de iones de litio es de unos 1.700 dólares EE.UU./kW·h de energía utilizable, y teniendo en cuenta que un PHEV-10 requiere unos 2,0 kW·h y un PHEV-40 aproximadamente 8 kW·h, el coste estimado por el fabricante del paquete de baterías para un PHEV-10 es de unos 3.000 dólares estadounidenses y sube hasta 14.000 dólares estadounidenses para un PHEV-40. [154] [155] Según el mismo estudio, aunque se espera que los costos disminuyan un 35% para 2020, se espera que la penetración en el mercado sea lenta y, por lo tanto, no se espera que los PHEV tengan un impacto significativo en el consumo de petróleo o las emisiones de carbono antes de 2030, a menos que Se produce un avance fundamental en las tecnologías de baterías. [154] [155] [156]
Según el estudio de la NRC de 2010, aunque un kilómetro recorrido con electricidad es más barato que uno con gasolina, el ahorro de combustible durante toda la vida no es suficiente para compensar los altos costos iniciales de los vehículos enchufables, y pasarán décadas antes de que se alcance el punto de equilibrio. . [156] Además, es probable que se requieran cientos de miles de millones de dólares en subsidios e incentivos gubernamentales para lograr una rápida penetración en el mercado de complementos en los EE. UU. [155] [156]
Un estudio de 2013 realizado por el Consejo Estadounidense para una Economía Energéticamente Eficiente informó que los costos de las baterías se redujeron de 1.300 dólares por kilovatio hora en 2007 a 500 dólares por kilovatio hora en 2012. El Departamento de Energía de EE. UU . ha establecido objetivos de costos para su investigación patrocinada sobre baterías. de 300 dólares EE.UU. por kilovatio hora en 2015 y de 125 dólares EE.UU. por kilovatio hora para 2022. Las reducciones de costos gracias a los avances en la tecnología de baterías y mayores volúmenes de producción permitirán que los vehículos eléctricos enchufables sean más competitivos con los vehículos convencionales con motor de combustión interna. [158]
Un estudio publicado en 2011 por el Centro Belfer de la Universidad de Harvard encontró que los ahorros en costos de gasolina de los PHEV a lo largo de su vida útil no compensan sus precios de compra más altos. Este hallazgo se estimó comparando su valor actual neto de por vida con los costos de compra y operación de 2010 para el mercado estadounidense, y asumiendo que no hay subsidios gubernamentales . [159] [160] Según las estimaciones del estudio, un PHEV-40 es 5.377 dólares más caro que un motor de combustión interna convencional, mientras que un vehículo eléctrico de batería (BEV) es 4.819 dólares más caro. El estudio también examinó cómo cambiará este equilibrio en los próximos 10 a 20 años, suponiendo que los costos de las baterías disminuirán mientras que los precios de la gasolina aumentarán. Según los escenarios futuros considerados, el estudio encontró que los BEV serán significativamente menos costosos que los automóviles convencionales (entre 1.155 y 7.181 dólares más baratos), mientras que los PHEV serán más caros que los BEV en casi todos los escenarios de comparación, y solo menos costosos que los automóviles convencionales. en un escenario con costes de baterías muy bajos y precios de gasolina elevados. Los BEV son más sencillos de construir y no utilizan combustible líquido, mientras que los PHEV tienen sistemas de propulsión más complicados y siguen teniendo motores de gasolina. [159]
Las emisiones se trasladaron a las plantas eléctricas
Se espera que se produzca un aumento de la contaminación en algunas áreas con la adopción de los PHEV, pero la mayoría de las áreas experimentarán una disminución. [161] Un estudio de la ACEEE predice que el uso generalizado de PHEV en áreas muy dependientes del carbón daría como resultado un aumento de las emisiones locales netas de dióxido de azufre y mercurio , dados los niveles de emisiones de la mayoría de las plantas de carbón que actualmente suministran energía a la red. [162] Aunque las tecnologías limpias del carbón podrían crear plantas de energía que suministren energía a la red a partir del carbón sin emitir cantidades significativas de dichos contaminantes, el mayor costo de la aplicación de estas tecnologías puede aumentar el precio de la electricidad generada con carbón. El efecto neto sobre la contaminación depende de la fuente de combustible de la red eléctrica (fósil o renovable, por ejemplo) y del perfil de contaminación de las propias centrales eléctricas. También puede ser más práctico identificar, regular y mejorar una única fuente de contaminación, como una central eléctrica, o reemplazarla por completo. Desde la perspectiva de la salud humana, alejar la contaminación de las grandes áreas urbanas puede considerarse una ventaja significativa. [163]
Según un estudio de 2009 de la Academia Nacional de Ciencias, "los vehículos eléctricos y los vehículos híbridos (enchufables) dependientes de la red mostraron daños no climáticos algo mayores que muchas otras tecnologías". [164] La eficiencia de los híbridos enchufables también se ve afectada por la eficiencia general de la transmisión de energía eléctrica . Las pérdidas de transmisión y distribución en los EE. UU. se estimaron en 7,2% en 1995 [165] y 6,5% en 2007. [166] Según el análisis del ciclo de vida de las emisiones contaminantes del aire, los vehículos a gas natural son actualmente los que menos emiten [ cita necesaria ] .
Estructura tarifaria escalonada para las facturas eléctricas
El consumo eléctrico adicional para recargar los vehículos enchufables podría empujar a muchos hogares en áreas que no tienen tarifas valle al nivel de precios más altos y anular los beneficios financieros. [167] Los clientes con dichas tarifas podrían obtener ahorros significativos si tuvieran cuidado con el momento en que se cargaba el vehículo, por ejemplo, utilizando un temporizador para restringir la carga a las horas de menor actividad. Por lo tanto, una comparación precisa del beneficio requiere que cada hogar evalúe su nivel de uso eléctrico actual y sus tarifas comparadas con el costo de la gasolina y el costo operativo real observado de la operación de vehículos en modo eléctrico.
Emisiones de gases de efecto invernadero
El efecto de los PHEV sobre las emisiones de efecto invernadero es complejo. Los vehículos híbridos enchufables que funcionan en modo totalmente eléctrico no emiten contaminantes nocivos del tubo de escape provenientes de la fuente de energía a bordo. El beneficio del aire limpio suele ser local porque, dependiendo de la fuente de electricidad utilizada para recargar las baterías, las emisiones de contaminantes atmosféricos se trasladan a la ubicación de las plantas de generación. [168] Del mismo modo, los PHEV no emiten gases de efecto invernadero desde la fuente de energía a bordo, pero desde el punto de vista de una evaluación integral , el alcance del beneficio también depende del combustible y la tecnología utilizados para generación eléctrica . Desde la perspectiva de un análisis del ciclo de vida completo , la electricidad utilizada para recargar las baterías debe generarse a partir de fuentes de cero emisiones como las renovables (por ejemplo, energía eólica , solar o hidroeléctrica ) o la energía nuclear para que los PEV tengan casi ninguna o ninguna emisión. -emisiones a las ruedas. [168] [169] Por otro lado, cuando los PEV se recargan desde plantas alimentadas con carbón , generalmente producen ligeramente más emisiones de gases de efecto invernadero que los vehículos con motor de combustión interna . [168] En el caso de los vehículos eléctricos híbridos enchufables cuando funcionan en modo híbrido con asistencia del motor de combustión interna, las emisiones del tubo de escape y de efecto invernadero son menores en comparación con los automóviles convencionales debido a su mayor economía de combustible . [169]
Evaluaciones de energía y emisiones del ciclo de vida.
argona
En 2009, investigadores del Laboratorio Nacional Argonne adaptaron su modelo GREET para realizar un análisis completo del uso de energía y las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) de vehículos eléctricos híbridos enchufables para varios escenarios, considerando diferentes escenarios. a bordo combustibles y diferentes fuentes de generación de electricidad para la recarga de las baterías de los vehículos. Se seleccionaron tres regiones de EE. UU. para el análisis: California , Nueva York e Illinois , ya que estas regiones incluyen importantes áreas metropolitanas con variaciones significativas en sus combinaciones de generación de energía. Los resultados del análisis de ciclo completo también se informaron para la combinación de generación de EE. UU. y la electricidad renovable para examinar casos de combinaciones promedio y limpia, respectivamente [170]. Este estudio de 2009 mostró una amplia distribución del uso de petróleo y las emisiones de GEI entre las diferentes tecnologías de producción de combustible y la red. mezclas de generaciones. La siguiente tabla resume los principales resultados: [170]
El estudio de Argonne encontró que los PHEV ofrecían reducciones en el uso de energía derivada del petróleo en comparación con los vehículos eléctricos híbridos normales. Se lograron más ahorros de energía derivada del petróleo y también más reducciones de emisiones de GEI a medida que aumentaba la autonomía totalmente eléctrica, excepto cuando la electricidad utilizada para recargar estaba dominada por la generación de energía a base de carbón o petróleo. Como se esperaba, la electricidad procedente de fuentes renovables logró las mayores reducciones en el uso de energía derivada del petróleo y las emisiones de GEI para todos los PHEV a medida que aumentó la autonomía totalmente eléctrica. El estudio también concluyó que los vehículos enchufables que emplean combustibles basados en biomasa (biomasa-E85 e hidrógeno) pueden no obtener beneficios en materia de emisiones de GEI en comparación con los híbridos regulares si la generación de energía está dominada por fuentes fósiles. [170]
cresta de roble
Un estudio de 2008 realizado por investigadores del Laboratorio Nacional de Oak Ridge analizó el uso de petróleo y las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) de los híbridos enchufables en relación con los vehículos eléctricos híbridos en varios escenarios para los años 2020 y 2030. [173] El estudio consideró la combinación de fuentes de energía para 13 regiones de EE.UU. que se utilizaría durante la recarga de vehículos, generalmente una combinación de carbón, gas natural y energía nuclear, y en menor medida energía renovable. [173] [174] Un estudio de 2010 realizado en el Laboratorio Nacional Argonne llegó a conclusiones similares, y concluyó que los PHEV reducirán el consumo de petróleo, pero podrían producir emisiones de gases de efecto invernadero muy diferentes para cada región dependiendo de la combinación de energía utilizada para generar la electricidad para recargar el enchufe. -en híbridos. [175] [176]
Agencia de Protección Ambiental
En octubre de 2014, la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU . publicó la edición de 2014 de su informe anual Tecnología automotriz ligera, emisiones de dióxido de carbono y tendencias de economía de combustible . Por primera vez, el informe presenta un análisis del impacto de los vehículos de combustible alternativo , con énfasis en los vehículos eléctricos enchufables porque a medida que su participación de mercado se acerca al 1%, los PEV comenzaron a tener un impacto mensurable en el combustible general para vehículos nuevos de EE. UU. economía y emisiones de CO 2 . [177] [178]
El informe de la EPA incluyó el análisis de 12 automóviles de pasajeros totalmente eléctricos y 10 híbridos enchufables disponibles en el mercado como modelo del año 2014. Para fines de una estimación precisa de las emisiones, el análisis tomó en consideración las diferencias en el funcionamiento entre los PHEV como el Chevrolet Volt que puede funcionar en modo totalmente eléctrico sin usar gasolina, y aquellos que funcionan en modo combinado como el Toyota Prius PHV , que utiliza tanto la energía almacenada en la batería como la energía del tanque de gasolina para propulsar el vehículo, pero que puede Ofrecer una conducción sustancial totalmente eléctrica en modo combinado. Además, dado que la autonomía totalmente eléctrica de los híbridos enchufables depende del tamaño del paquete de baterías, el análisis introdujo un factor de utilidad como proyección, en promedio, del porcentaje de millas que se recorrerán usando electricidad (en vehículos eléctricos). modos solo y combinado) por un conductor promedio. La siguiente tabla muestra la economía de combustible general de los vehículos eléctricos/híbridos expresada en términos de millas por galón equivalente de gasolina (mpg-e) y el factor de utilidad para los diez híbridos enchufables del año modelo 2014 disponibles en el mercado estadounidense. El estudio utilizó el factor de utilidad (ya que en el modo EV puro no hay emisiones de escape) y la mejor estimación de la EPA de las emisiones de CO 2 del tubo de escape producidas por estos vehículos en operaciones en ciudades y carreteras en el mundo real, según la metodología de etiqueta de 5 ciclos de la EPA. utilizando una conducción ponderada del 55% en ciudad/45% en carretera. Los resultados se muestran en la siguiente tabla. [177]
Además, la EPA tuvo en cuenta las emisiones de CO 2 asociadas con la producción y distribución de electricidad necesaria para cargar los PHEV. Dado que la producción de electricidad en los Estados Unidos varía significativamente de una región a otra, la EPA consideró tres escenarios/rangos con el extremo inferior del rango correspondiente al factor de emisiones de las centrales eléctricas de California, el medio del rango representado por el factor de emisiones promedio nacional de las centrales eléctricas, y el extremo superior del rango correspondiente al factor de emisiones de los motores de las Montañas Rocosas. La EPA estima que los factores de emisión de GEI de la electricidad para varias regiones del país varían desde 346 g CO 2 /kW-hr en California hasta 986 g CO 2 /kW-hr en las Montañas Rocosas, con un promedio nacional de 648 g CO 2 / kW-h. [177] La siguiente tabla muestra las emisiones del tubo de escape y las emisiones combinadas del tubo de escape y aguas arriba para cada uno de los 10 PHEV modelo 2014 disponibles en el mercado estadounidense.
Oficina Nacional de Investigación Económica
La mayoría de los análisis de emisiones utilizan tasas de emisiones promedio entre regiones en lugar de generación marginal en diferentes momentos del día. El primer enfoque no tiene en cuenta la combinación de generación dentro de los mercados eléctricos interconectados ni los perfiles de carga cambiantes a lo largo del día. [180] [181] Un análisis realizado por tres economistas afiliados a la Oficina Nacional de Investigación Económica (NBER), publicado en noviembre de 2014, desarrolló una metodología para estimar las emisiones marginales de la demanda de electricidad que varían según la ubicación y la hora del día en los Estados Unidos. . El estudio utilizó datos de emisiones y consumo de 2007 a 2009, y utilizó las especificaciones del Chevrolet Volt (autonomía totalmente eléctrica de 35 millas (56 km)). El análisis encontró que las tasas de emisión marginales son más de tres veces mayores en el Alto Medio Oeste en comparación con el oeste de EE. UU. , y dentro de las regiones, las tasas para algunas horas del día son más del doble que para otras. [181] Al aplicar los resultados del análisis marginal a los vehículos eléctricos enchufables, los investigadores del NBER descubrieron que las emisiones de los PEV de carga varían según la región y las horas del día. En algunas regiones, como el oeste de EE. UU. y Texas, las emisiones de CO 2 por milla al conducir PEV son menores que las de un automóvil híbrido. Sin embargo, en otras regiones, como el Medio Oeste superior, cargar durante las horas recomendadas, desde la medianoche hasta las 4 am, implica que los PEV generan más emisiones por milla que el automóvil promedio que circula actualmente. Los resultados muestran una tensión fundamental entre la gestión de la carga eléctrica y los objetivos medioambientales, ya que las horas en las que la electricidad es menos costosa de producir tienden a ser las horas con mayores emisiones. Esto ocurre porque las unidades alimentadas con carbón, que tienen tasas de emisión más altas, se utilizan más comúnmente para satisfacer la demanda de electricidad de nivel básico y de horas valle; mientras que las unidades de gas natural, que tienen tasas de emisiones relativamente bajas, a menudo se ponen en funcionamiento para satisfacer la demanda máxima. Este patrón de cambio de combustible explica por qué las tasas de emisión tienden a ser más altas durante la noche y más bajas durante los períodos de máxima demanda en la mañana y la noche. [181]
Producción y ventas
Modelos de producción
El Chevrolet Volt fue el híbrido enchufable más vendido del mundo hasta septiembre de 2018. [182]
Desde 2008, los híbridos enchufables han estado disponibles comercialmente tanto de fabricantes especializados como de productores convencionales de vehículos con motor de combustión interna. El F3DM , lanzado en China en diciembre de 2008, fue el primer híbrido enchufable de producción vendido en el mundo. [52] [53] [54] El Chevrolet Volt , lanzado en los EE. UU. en diciembre de 2010, fue el primer híbrido enchufable de producción en masa de un importante fabricante de automóviles. [6]
Ventas y principales mercados.
A finales de 2017 había 1,2 millones de automóviles híbridos enchufables en las carreteras del mundo. [183] El stock de híbridos enchufables aumentó a 1,8 millones en 2018, de un stock global de alrededor de 5,1 millones de vehículos eléctricos enchufables para pasajeros. carros . [184] [183] En diciembre de 2017 [update], Estados Unidos se ubicó como el mercado de automóviles híbridos enchufables más grande del mundo con un stock de 360,510 unidades, seguido de China con 276,580 vehículos, Japón con 100,860 unidades, Países Bajos con 98,220 y el Reino Unido con 88.660. [183]
Las ventas mundiales de híbridos enchufables crecieron de más de 300 unidades en 2010 a casi 9.000 en 2011, saltaron a más de 60.000 en 2012 y alcanzaron casi 222.000 en 2015. [86] En diciembre de 2015 [update], Estados Unidos era el mayor fabricante de híbridos enchufables del mundo. -en el mercado de coches híbridos con un stock de 193.770 unidades. [86] En 2016 se vendieron alrededor de 279 000 híbridos enchufables ligeros, [185] lo que elevó el stock mundial a casi 800 000 automóviles eléctricos híbridos enchufables legales en carretera a finales de 2016. [186] [187] Un total de En 2017 se vendieron 398.210 automóviles híbridos enchufables, siendo China el país más vendido con 111.000 unidades, y el stock mundial de híbridos enchufables superó el hito del millón de unidades a finales de 2017. [183]
Evolución de la ratio entre las ventas globales de BEV y PHEV entre 2011 y 2022 [184] [188] [189]
Las ventas mundiales de vehículos eléctricos enchufables se han desplazado desde hace varios años hacia los coches de batería totalmente eléctricos. La proporción global entre vehículos totalmente eléctricos (BEV) e híbridos enchufables (PHEV) pasó de 56:44 en 2012 a 60:40 en 2015, a 66:34 en 2017 y aumentó a 69:31 en 2018 . 184] [188]
Por país
Los Países Bajos, Suecia, el Reino Unido y Estados Unidos tienen la mayor proporción de ventas de híbridos enchufables como porcentaje del total de ventas de vehículos eléctricos de pasajeros enchufables. Los Países Bajos tienen la mayor proporción mundial de híbridos enchufables entre su parque de turismos eléctricos enchufables, con 86.162 híbridos enchufables matriculados a finales de octubre de 2016, de un total de 99.945 coches y furgonetas eléctricos enchufables, lo que representa el 86,2%. del stock de vehículos eléctricos ligeros enchufables del país. [190]
Suecia ocupa el siguiente lugar con 16.978 coches híbridos enchufables vendidos entre 2011 y agosto de 2016, lo que representa el 71,7% del total de matriculaciones de turismos eléctricos enchufables. [191] [192] [193] [194] [195] Las matriculaciones de híbridos enchufables en el Reino Unido hasta agosto de 2016 ascendieron a 45.130 unidades, lo que representa el 61,6% del total de matriculaciones de automóviles enchufables desde 2011. [196] En los Estados Unidos En Estados Unidos, los híbridos enchufables representan el 47,2% de los 506.450 coches eléctricos enchufables vendidos entre 2008 y agosto de 2016. [197]
En noviembre de 2013, los Países Bajos se convirtieron en el primer país en el que un híbrido enchufable encabezó el ranking mensual de ventas de coches nuevos. Durante noviembre las ventas estuvieron lideradas por el Mitsubishi Outlander P-HEV con 2.736 unidades, capturando una cuota de mercado del 6,8% de los turismos nuevos vendidos ese mes. [198] Nuevamente en diciembre de 2013, el Outlander P-HEV se ubicó como el automóvil nuevo más vendido en el país con 4.976 unidades, lo que representa una participación de mercado del 12,6% de las ventas de automóviles nuevos. [199] [200] Estas ventas récord permitieron a los Países Bajos convertirse en el segundo país, después de Noruega, donde los coches eléctricos enchufables han encabezado la clasificación mensual de ventas de coches nuevos. [198] [201] En diciembre de 2013 [update], los Países Bajos eran el país con mayor concentración de mercado de híbridos enchufables, con 1,45 vehículos matriculados por cada 1.000 habitantes. [202]
La siguiente tabla presenta los países mejor clasificados según su cuota de mercado del segmento de híbridos enchufables en las ventas totales de automóviles nuevos en 2013:
Por modelo
Según JATO Dynamics , desde diciembre de 2018 el Mitsubishi Outlander P-HEV es el híbrido enchufable más vendido de todos los tiempos en el mundo. [1] Desde su inicio, se han vendido 290.000 unidades en todo el mundo hasta septiembre de 2021. [2] Europa es el mercado líder del Outlander P-HEV con 126.617 unidades vendidas hasta enero de 2019, [204] seguido de Japón con 42.451 unidades hasta marzo de 2018. [205 ] Las ventas europeas están lideradas por el Reino Unido con 50.000 unidades en abril de 2020, [206] seguido de los Países Bajos con 25.489 unidades y Noruega con 14.196, ambos hasta marzo de 2018. [205]
Las ventas globales combinadas del Chevrolet Volt y sus variantes totalizaron alrededor de 186.000 unidades a finales de 2018, [207] [208] [ 209] [210] [211] , incluidas alrededor de 10.000 Opel/Vauxhall Amperas vendidos en Europa hasta junio de 2016, [ 212] y más de 4.300 Buick Velite 5 vendidos solo en China (rebautizado como Volt de segunda generación ) hasta diciembre de 2018. [211] Las ventas de Volt están lideradas por Estados Unidos con 152.144 unidades entregadas hasta diciembre de 2018, [207] seguido de Canadá con 17.311 unidades. hasta noviembre de 2018. [209] [210] Hasta septiembre de 2018, el Chevrolet Volt era el híbrido enchufable más vendido del mundo. [182]
En tercer lugar se encuentra el Toyota Prius híbrido enchufable ( Toyota Prius Prime ), con alrededor de 174.600 unidades vendidas en todo el mundo de ambas generaciones hasta diciembre de 2018. [184] [213] Estados Unidos es el mercado líder con más de 93.000 unidades entregadas hasta diciembre de 2018. [207] Japón ocupa el siguiente lugar con alrededor de 61.200 unidades hasta diciembre de 2018, [214] [213] seguido de Europa con casi 14.800 unidades hasta junio de 2018. [213] [215]
La siguiente tabla presenta los modelos híbridos enchufables con ventas globales acumuladas de alrededor o más de 100.000 unidades desde la introducción del primer automóvil híbrido enchufable de producción moderno, el BYD F3DM , en 2008 hasta diciembre de 2020:
Apoyo gubernamental y despliegue público
Subvenciones e incentivos económicos
Varios países han establecido subvenciones y créditos fiscales para la compra de nuevos vehículos eléctricos enchufables (PEV), incluidos vehículos eléctricos híbridos enchufables, y normalmente el incentivo económico depende del tamaño de la batería. Estados Unidos ofrece un crédito fiscal federal sobre la renta de hasta 7.500 dólares estadounidenses , [222] y varios estados tienen incentivos adicionales. [223] El Reino Unido ofrece una subvención para vehículos enchufables de hasta un máximo de 5.000 libras esterlinas ( 7.600 dólares EE.UU. ). [224] [225] En abril de 2011, 15 de los 27 estados miembros de la Unión Europea ofrecen incentivos fiscales para vehículos eléctricamente recargables, lo que incluye todos los países de Europa occidental más la República Checa y Rumania . Además, 17 países imponen impuestos relacionados con el dióxido de carbono a los automóviles de pasajeros como desincentivo. Los incentivos consisten en reducciones y exenciones fiscales, así como en pagos de bonificaciones para los compradores de vehículos totalmente eléctricos e híbridos enchufables, vehículos híbridos y algunos vehículos de combustible alternativo . [226] [227]
La Ley Estadounidense de Recuperación y Reinversión de 2009 [231] modifica los créditos fiscales, incluido uno nuevo para kits de conversión de propulsión eléctrica enchufables y para vehículos de 2 o 3 ruedas. [232] El total final incluido en la Ley destinado a los PHEV es de más de 6.000 millones de dólares. [233]
En marzo de 2009, como parte de la Ley Estadounidense de Recuperación y Reinversión, el Departamento de Energía de EE. UU. anunció la publicación de dos licitaciones competitivas por hasta 2 mil millones de dólares en fondos federales para acuerdos de costos compartidos adjudicados de manera competitiva para la fabricación de baterías avanzadas y componentes de propulsión relacionados. así como hasta $400 millones para proyectos de demostración e implementación de electrificación del transporte . Este anuncio también ayudará a cumplir el objetivo del presidente Barack Obama de poner en circulación un millón de vehículos híbridos enchufables para 2015. [234]
FreedomCAR del USDOE . El Departamento de Energía de EE.UU. anunció que distribuiría 30 millones de dólares en financiación a tres empresas durante tres años para promover el desarrollo de híbridos enchufables [235].
El USDOE anunció la selección de Navistar Corporation para una adjudicación de costos compartidos de hasta $10 millones para desarrollar, probar e implementar autobuses escolares híbridos eléctricos enchufables (PHEV). [236]
El DOE y Suecia tienen un memorando de entendimiento para avanzar en la integración del mercado de vehículos híbridos enchufables [237]
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enlaces externos
Wikimedia Commons tiene medios relacionados con vehículos híbridos eléctricos enchufables .
Wikiquote tiene citas relacionadas con el híbrido enchufable .
Plug In America: grupo de defensa sin fines de lucro.
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