Tren motriz de vehículo híbrido

Los sistemas híbridos paralelos cuentan con un motor de combustión interna y un motor eléctrico que pueden impulsar el vehículo de forma independiente o acoplados para proporcionar tracción. Este es el sistema híbrido más común a partir de 2016.

Si están unidas por un eje (en paralelo) , las velocidades en dicho eje deben ser idénticas y los pares suministrados se sumarán (la mayoría de las bicicletas eléctricas son de este tipo). Cuando solo se utiliza una de las dos fuentes, la otra debe conectarse mediante un embrague unidireccional o rueda libre para que pueda girar libremente.

En los automóviles, ambas fuentes de energía pueden aplicarse al mismo eje (por ejemplo, con el motor eléctrico conectado entre el motor de combustión y la transmisión), girando a velocidades iguales y sumando los pares de torsión, con el motor eléctrico añadiendo o restando par al sistema según sea necesario. (Las dos primeras generaciones del Honda Insight utilizan este sistema).

Los híbridos paralelos se pueden clasificar además según el equilibrio entre los diferentes motores que proporcionan la fuerza motriz: el motor de combustión interna puede ser dominante (activando el motor eléctrico solo en circunstancias específicas) o viceversa; mientras que en otros pueden funcionar solo con el sistema eléctrico, pero debido a que los híbridos paralelos actuales no pueden proporcionar modos solo eléctricos o solo de combustión interna, a menudo se clasifican como híbridos suaves (ver más abajo).

Los híbridos paralelos dependen más del frenado regenerativo y el motor de combustión interna también puede actuar como generador para la recarga suplementaria. Esto los hace más eficientes en condiciones urbanas de "parada y arranque". Utilizan un paquete de baterías más pequeño que otros híbridos. Los primeros híbridos Insight, Civic y Accord de Honda que utilizan IMA son ejemplos de híbridos paralelos de producción. ^{[ 2 ]} Los híbridos Parallel Hybrid Truck (PHT) y BAS Hybrids de General Motors , como el Saturn Vue y el Aura Greenline, y los híbridos Chevrolet Malibu, también emplean una arquitectura híbrida paralela.

Los híbridos en serie también se conocen como vehículos eléctricos de autonomía extendida (EREV) ^{[ 5 ]} o vehículos eléctricos de autonomía extendida (REEV), o vehículos eléctricos de autonomía extendida (EVER). Todos los híbridos en serie son EREV, REEV o EVER, pero no todos los EREV, REEV o EVER son híbridos en serie. Los híbridos en serie con características particulares son clasificados como vehículos eléctricos de batería de autonomía extendida (BEVx) por la Junta de Recursos del Aire de California . ^{[ 6 ]}

Las transmisiones eléctricas se inventaron en 1903. Las transmisiones mecánicas conllevan costos debido a su peso, tamaño, ruido, costo, complejidad y consumo de potencia del motor con cada cambio de marcha, lo que afecta tanto a los sistemas manuales como a los automáticos. A diferencia de los motores de combustión interna, los motores eléctricos generalmente no requieren transmisión.

A diferencia de un híbrido paralelo, un híbrido en serie no tiene transmisión mecánica entre el motor y las ruedas. En su lugar, el motor actúa como generador eléctrico, conectado a la batería mediante un cable. La conexión es motor-batería-motor eléctrico-ruedas. En algunos casos, el generador también se conecta directamente al motor.

Esta disposición en serie es común en locomotoras diésel-eléctricas y barcos (el barco fluvial ruso Vandal , botado en 1903, fue el primer buque del mundo propulsado tanto por diésel como por diésel-eléctrico ). A principios del siglo XX, Ferdinand Porsche diseñó varios vehículos exitosos que utilizaban esta disposición para Lohner-Werke . Porsche la denominó Sistema Mixto. Estos vehículos híbridos Lohner-Porsche Mixto contaban con un motor en el cubo de la rueda , con motores en dos o cuatro ruedas. Los coches de carreras Lohner-Porsche establecieron récords de velocidad.

El sistema híbrido en serie aísla el motor de la demanda, permitiéndole operar únicamente a su velocidad más eficiente. El motor puede ser mucho más pequeño, ya que no necesita soportar altas velocidades ni aceleraciones. Los motores de tracción suelen alimentarse exclusivamente de la batería, que también puede cargarse desde fuentes externas.

La línea e-Power de Nissan ( Note , ^{[ 7 ]} Serena , ^{[ 8 ]} Kicks , ^{[ 9 ]} X-Trail , ^{[ 10 ]} y Qashqai ) ^{[ 11 ]} utiliza el motor para accionar un generador y el motor de tracción EM57. ^{[ 12 ]} El Mazda MX -30 está equipado opcionalmente con un extensor de autonomía. ^{[ 13 ]} El BMW i3 conectó el generador solo a la batería. Los autobuses de tránsito híbridos ThunderVolt ^{[ 14 ]} y los autobuses de tránsito equipados con sistemas de propulsión HybriDrive de BAE Systems (anteriormente Lockheed Martin ) también son híbridos en serie. ^{[ 15 ] [ 16 ]}

Los motores eléctricos son más eficientes que los motores de combustión interna, ya que su alta relación potencia-peso proporciona par motor en un amplio rango de velocidades. Los motores de combustión interna son más eficientes cuando giran a velocidad constante.

Los motores de combustión interna pueden funcionar de forma óptima al accionar un generador. Los sistemas híbridos en serie ofrecen una aceleración más suave al evitar cambios de marcha. Los sistemas híbridos en serie incorporan:

• Tracción exclusivamente eléctrica: se utilizan únicamente motores eléctricos para hacer girar las ruedas.
• ICE: solo hace girar un generador.
• Generador: accionado por el motor de combustión interna para generar electricidad y arrancar el motor.
• Batería: reserva de energía.
• Frenado regenerativo: El motor de tracción se convierte en un generador y recupera energía transformando la energía cinética en energía eléctrica, lo que además reduce la velocidad del vehículo y evita las pérdidas térmicas.

Además:

• Puede conectarse a la red eléctrica para recargar la batería.
• Los supercondensadores ayudan a la batería y recuperan la mayor parte de la energía del frenado.

Un híbrido serie-paralelo , o híbrido de reparto de potencia , es un híbrido paralelo que incorpora un dispositivo de reparto de potencia, lo que permite que la potencia del motor de combustión interna (MCI) a las ruedas se transmita mediante sistemas mecánicos o eléctricos. El principio fundamental consiste en desacoplar la potencia suministrada por la fuente principal de la potencia demandada por el conductor.

El par motor de los motores de combustión interna es mínimo a bajas revoluciones, y los vehículos convencionales aumentan el tamaño del motor para cumplir con los requisitos del mercado en cuanto a una aceleración inicial aceptable. El motor más grande tiene más potencia de la necesaria para la conducción en crucero. Los motores eléctricos producen el par máximo en parado y son idóneos para compensar la deficiencia de par de los motores de combustión interna a bajas revoluciones. En un híbrido con reparto de potencia, se puede utilizar un motor más pequeño, menos flexible y más eficiente. El ciclo Otto convencional (mayor densidad de potencia, mayor par a bajas revoluciones, menor eficiencia de combustible ) se suele modificar a un ciclo Atkinson o Miller (menor densidad de potencia, menor par a bajas revoluciones, mayor eficiencia de combustible; a veces denominado ciclo Atkinson-Miller). El motor más pequeño, que utiliza un ciclo más eficiente y suele operar en la región favorable del mapa de consumo específico de combustible , contribuye significativamente a la mayor eficiencia general del vehículo.

Algunas variaciones del diseño sencillo (que se muestra a la derecha) que se encuentran, por ejemplo, en el conocido Toyota Prius, son:

• Engranajes planetarios de relación fija, como los que se utilizan en el Lexus RX400h y el Toyota Highlander Hybrid . Esto permite un motor con menor par pero mayor potencia (y mayor velocidad de rotación máxima), es decir, mayor densidad de potencia.
• Engranaje planetario tipo Ravigneaux ^{[ 31 ]} (engranaje planetario con cuatro ejes en lugar de tres) y dos embragues como los utilizados en el Lexus GS450h . Al cambiar los embragues, se cambia la relación de transmisión del MG2 (el motor de tracción) al eje de la rueda, ya sea para un par mayor o una velocidad mayor (hasta 250  km/h / 155  mph) manteniendo una mejor eficiencia de transmisión. Esto se logra de manera efectiva en los Prius HSD de tercera generación (Prius v, Prius Plug-in y Prius c), aunque el HSD de tercera generación tiene este segundo conjunto de engranajes planetarios fijo en 2,5:1, en lugar de cambiar entre 1:1 y 2,5:1 ya que el "portador" se mantiene fijo.

• Dos conjuntos de engranajes planetarios adicionales, combinados con cuatro embragues, crean una configuración híbrida de dos modos capaz de operar en modo totalmente eléctrico, híbrido (eléctrico y de combustión interna) o solo con motor de combustión interna y cuatro engranajes fijos. Ejemplos de híbridos de dos modos incluyen las camionetas y SUV híbridas de tamaño completo de General Motors , el BMW X6 ActiveHybrid ^{[ 32 ]} y el Mercedes ML 450 híbrido . ^{[ 32 ]}

El sistema híbrido Toyota THS/ Hybrid Synergy Drive cuenta con un único dispositivo de distribución de potencia (integrado en un único conjunto de engranajes planetarios de tres ejes) y puede clasificarse como de distribución de entrada, ya que la potencia del motor se divide en la entrada de la transmisión. Esto, a su vez, hace que esta configuración sea muy simple en términos mecánicos, pero tiene sus propios inconvenientes. Por ejemplo, en los HSD de primera y segunda generación, la velocidad máxima está limitada principalmente por la velocidad del motor eléctrico más pequeño (que a menudo funciona como generador). El HSD de tercera generación separa la ruta ICE-MG1 de la ruta MG2, cada una con su propia relación de transmisión adaptada (1,1:1 y 2,5:1, respectivamente, para los últimos Prius, incluido el Prius c). El HSD de cuarta generación elimina el segundo conjunto de engranajes planetarios y coloca los motores eléctricos en ejes paralelos, con un engranaje combinador entre estos ejes, y transfiere el resultado combinado al diferencial de transmisión final. Esto es bastante similar al sistema híbrido de Aisin Seiki , empresa afiliada a Toyota, y permite ahorrar mucho espacio.

General Motors , BMW y DaimlerChrysler colaboraron en un sistema llamado híbrido de dos modos como parte de la Cooperación Híbrida Global . La tecnología se lanzó en otoño de 2007 en el Chevrolet Tahoe Hybrid . El sistema también se presentó en el vehículo conceptual GMC Graphite SUV en el Salón Internacional del Automóvil de Norteamérica de 2005 en Detroit . ^{[ 33 ]} El sedán F3DM de BYD Auto es un automóvil híbrido enchufable serie-paralelo , que salió a la venta en China en 2008. ^{[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]}

El nombre híbrido de dos modos resalta la capacidad del tren motriz para operar en modo totalmente eléctrico (Modo 1 o Entrada-División ) así como en modo híbrido (Modo 2 o División Compuesta ). El diseño permite operar en más de dos modos. Hay dos modos de división de potencia disponibles, junto con varios regímenes de engranajes fijos (esencialmente híbridos paralelos). Este diseño puede denominarse diseño multirégimen. ^{[ 37 ]} El diseño del tren motriz híbrido de dos modos puede clasificarse como un diseño de división compuesta, ya que la adición de cuatro embragues dentro de la transmisión permite múltiples configuraciones de división de potencia del motor. Además de los embragues, esta transmisión tiene un segundo conjunto de engranajes planetarios. El objetivo del diseño es variar el porcentaje de potencia transmitida mecánicamente frente a eléctricamente para adaptarse tanto a condiciones de operación de baja velocidad como de alta velocidad. Esto permite que motores más pequeños realicen el trabajo de motores más grandes en comparación con los sistemas monomodo, ya que la potencia eléctrica máxima derivada es proporcional a la amplitud del rango de variación continua. Los cuatro engranajes fijos permiten que el híbrido de dos modos funcione como un híbrido paralelo convencional en regiones de alta potencia continua, como en la conducción a alta velocidad sostenida o al remolcar un remolque. El impulso eléctrico completo está disponible en los modos de engranajes fijos. ^{[ 38 ]}

Estos contienen dos sistemas diferentes de recuperación de energía. Esta es una categorización transversal.

El término microhíbrido (μHEV) se utiliza en general para referirse a vehículos que emplean algún tipo de sistema de arranque y parada para apagar automáticamente el motor al ralentí . Estrictamente hablando, los microhíbridos no son vehículos híbridos propiamente dichos, ya que no dependen de dos fuentes de energía diferentes. ^{[ 39 ]}

Los híbridos ligeros (MHEV) son esencialmente vehículos convencionales con algunos componentes híbridos, pero con funciones híbridas limitadas. Por lo general, son híbridos paralelos con sistema de arranque y parada automáticos y niveles moderados de asistencia del motor o frenado regenerativo. Los híbridos ligeros generalmente no pueden ofrecer propulsión totalmente eléctrica.

Los híbridos ligeros, como el camión híbrido paralelo (PHT) de General Motors (2004-2007) y los híbridos Honda Eco-Assist, están equipados con un motor eléctrico trifásico montado en la carcasa entre el motor y la transmisión. Esto permite apagar el motor cuando el camión circula por inercia, frena o está detenido, y reiniciarlo rápidamente para suministrar energía. Los accesorios pueden seguir funcionando con energía eléctrica mientras el motor está apagado y, como en otros diseños híbridos, el frenado regenerativo recupera energía. El potente motor eléctrico acelera el motor hasta alcanzar la velocidad de funcionamiento antes de inyectar combustible.

La Chevrolet Silverado PHT de 2004-2007 era una camioneta pickup de tamaño completo . Chevrolet logró una mejora de eficiencia del 10 % al apagar y reiniciar el motor bajo demanda y usar el frenado regenerativo. La energía eléctrica se usaba solo para alimentar accesorios como la dirección asistida. La GM PHT utilizaba un sistema de 42 voltios mediante tres baterías de plomo-ácido  ventiladas de 12 voltios conectadas en serie (36 V en total) para suministrar la energía necesaria para el motor de arranque, así como para alimentar los accesorios electrónicos.

General Motors presentó entonces su sistema BAS Hybrid , otra implementación híbrida ligera lanzada oficialmente en el Saturn Vue Green Line 2007. Su función de "arranque y parada" opera de manera similar a la del Silverado, aunque a través de una conexión por correa a la unidad motor/generador. Sin embargo, el sistema GM BAS Hybrid también puede proporcionar una asistencia moderada durante la aceleración y durante la conducción constante, y captura energía durante el frenado regenerativo (combinado). El BAS Hybrid ofreció una mejora de hasta un 27% en la eficiencia de combustible combinada en las pruebas de la EPA del Saturn VUE 2009. ^{[ 40 ]} El sistema también se puede encontrar en el Saturn Aura Green Line 2008-2009 y en los híbridos Chevrolet Malibu 2008-2010 .

Otra forma de ofrecer arranque/parada es mediante un motor de arranque estático. Este tipo de motor no requiere motor de arranque, sino que utiliza sensores para determinar la posición exacta de cada pistón y, a continuación, sincronizar con precisión la inyección y la ignición del combustible para hacer girar el motor. ^{[ 41 ]}

Los híbridos ligeros a veces se denominan híbridos con asistencia eléctrica, ya que utilizan el motor de combustión interna como fuente de energía principal, con un motor eléctrico que aumenta el par motor conectado a un sistema de transmisión (en gran medida) convencional. El motor eléctrico está montado entre el motor de combustión y la transmisión. Esencialmente, es un motor de arranque grande que funciona cuando es necesario arrancar el motor de combustión y cuando el conductor pisa el acelerador y requiere potencia adicional. El motor eléctrico también puede reiniciar el motor de combustión y apagar el motor principal en ralentí, mientras que el sistema de baterías mejorado se utiliza para alimentar los accesorios. GM anunció los híbridos ligeros Buick LaCrosse y Buick Regal, denominados Eassist.

Antes de 2015, los híbridos de Honda , incluido el Insight , utilizaban este diseño, aprovechando su experiencia en motores de gasolina pequeños y eficientes; su sistema se denomina Asistencia Integrada del Motor (IMA). Los híbridos IMA no pueden generar propulsión únicamente con energía eléctrica. Sin embargo, dado que la cantidad de energía eléctrica necesaria es mucho menor, el tamaño del sistema se reduce.

Otra variante es el sistema híbrido BAS de la línea Green del Saturn Vue , que utiliza un motor eléctrico más pequeño (montado al lado del motor) y un paquete de baterías más pequeño que el del Honda IMA, pero funciona de manera similar.

Otra variante de este tipo es el sistema e-4WD de Mazda , ofrecido en el Mazda Demio vendido en Japón. ^{[ 42 ]} Este vehículo de tracción delantera cuenta con un motor eléctrico que puede impulsar las ruedas traseras cuando se necesita tracción adicional . El sistema se desactiva en todas las demás condiciones de conducción, por lo que no mejora directamente el rendimiento ni el consumo, pero permite el uso de un motor más pequeño y económico en relación con el rendimiento total.

El Genesis G90 y el Genesis GV80 Coupé ofrecen opciones híbridas suaves con un supercargador eléctrico . ^{[ 43 ] [ 44 ]}

Un híbrido completo (FHEV o HEV), a veces también llamado híbrido fuerte , es un vehículo que puede funcionar solo con el motor, las baterías o una combinación de ambos. El Toyota Prius , el Toyota Camry Hybrid , el Ford Escape Hybrid / Mercury Mariner Hybrid , el Ford Fusion Hybrid / Lincoln MKZ Hybrid / Mercury Milan Hybrid , el Ford C-Max Hybrid , el Ford Maverick Hybrid , el Kia Optima Hybrid , el Toyota Sienna Hybrid , así como las camionetas y SUV híbridas de 2 modos de General Motors, son ejemplos de este tipo de hibridación, ya que pueden funcionar solo con energía de la batería. Una batería grande y de alta capacidad proporciona el funcionamiento exclusivamente con batería. Estos vehículos tienen una ruta de potencia dividida que permite una mayor flexibilidad en el tren motriz al interconvertir la energía mecánica y eléctrica. Para equilibrar las fuerzas de cada parte, los vehículos utilizan un enlace tipo diferencial entre el motor y el motor eléctrico conectado a la parte delantera de la transmisión.

La marca Toyota denomina a esta tecnología Hybrid Synergy Drive , que se utiliza en el Prius, el SUV Highlander Hybrid y el Camry Hybrid . Un ordenador supervisa el funcionamiento del sistema, determinando cómo combinar las fuentes de energía. El funcionamiento del Prius se puede dividir en seis regímenes distintos:

Modo de vehículo eléctrico : el motor de combustión interna está apagado y la batería alimenta el motor eléctrico (o se carga durante el frenado regenerativo). Se utiliza para el ralentí cuando el estado de carga de la batería es alto.

Modo crucero : El vehículo circula a velocidad constante (es decir, sin acelerar) y el motor de combustión interna puede satisfacer la demanda. La potencia del motor se divide entre la alimentación mecánica y el generador. La batería también alimenta el motor eléctrico, cuya potencia se suma mecánicamente a la del motor de combustión. Si el nivel de carga de la batería es bajo, parte de la potencia del generador la carga.

Modo de sobremarcha : una parte de la energía rotacional genera electricidad, ya que no se necesita la potencia total del motor de combustión interna para mantener la velocidad. Esta energía eléctrica se utiliza para impulsar el engranaje solar en sentido contrario a su rotación habitual. Como resultado, la corona dentada gira más rápido que el motor, aunque con menor par motor.

Modo de carga de la batería : también se utiliza para el ralentí, con la salvedad de que en este caso el estado de carga de la batería es bajo y requiere carga, la cual es proporcionada por el motor y el generador.

Modo de potencia adicional : se utiliza cuando el motor no puede mantener la velocidad deseada. La batería alimenta el motor eléctrico para complementar su potencia.

Modo de carga negativa : El vehículo circula a velocidad constante y la batería tiene un nivel de carga alto. La batería alimenta tanto el motor (para proporcionar potencia mecánica) como el generador. Este último convierte la energía en mecánica y la dirige hacia el eje del motor, reduciendo su velocidad (aunque sin modificar su par motor). El objetivo de este funcionamiento a bajas revoluciones es aumentar la eficiencia del combustible.

Un vehículo eléctrico híbrido enchufable (PHEV) tiene dos características definitorias. Es:

• Se puede enchufar a una toma de corriente para cargarlo.
• Puede viajar alimentado únicamente por la batería.

Son híbridos completos, capaces de funcionar con energía de batería; ofrecen mayor capacidad de batería y la posibilidad de recargarse desde la red ; pueden ser diseños en paralelo o en serie y también se denominan híbridos con opción de gas o híbridos conectados a la red . El principal beneficio del híbrido enchufable es que puede ser independiente de la gasolina para distancias significativas y también ofrece la autonomía extendida del motor de combustión interna para viajes más largos. La investigación del Electric Power Research Institute encontró un menor costo total de propiedad para los PHEV debido a la reducción de los costos de servicio y la mejora gradual de la tecnología de baterías. La eficiencia " de la fuente a la rueda " y las emisiones de los PHEV en comparación con los híbridos de gasolina dependen de las fuentes de energía de la red (la red de EE. UU. es 30 % carbón ; la red de California es principalmente gas natural , energía hidroeléctrica y energía eólica ).

En Estados Unidos se construyeron prototipos de PHEV con baterías de mayor capacidad que se pueden recargar desde la red eléctrica, especialmente en el Centro Híbrido de Andy Frank ^{[ 48 ]} en la Universidad de California, Davis . Un PHEV de producción, el Renault Kangoo , salió a la venta en Francia en 2003. DaimlerChrysler fabricó PHEV basados ​​en la furgoneta Mercedes-Benz Sprinter . Micro-Vett SPA ^{[ 49 ]} ofrece camiones ligeros, el llamado Daily Bimodale.

La iniciativa California Cars Initiative transformó el Toyota Prius de 2004 en adelante en un prototipo de lo que denomina PRIUS+. Con la adición de 140 kg (300 lb) de baterías de plomo-ácido , el PRIUS+ logró aproximadamente el doble de rendimiento de gasolina que un Prius estándar y podía realizar viajes de hasta 16 kilómetros (10 millas) utilizando únicamente energía eléctrica. ^{[ 50 ]}   

El fabricante chino de baterías y automóviles BYD Auto lanzó el sedán compacto F3DM al mercado de flotas chino el 15 de diciembre de 2008, ^{[ 51 ] [ 52 ]} posteriormente reemplazado por el híbrido enchufable BYD Qin . ^{[ 53 ] [ 54 ]}

General Motors comenzó las entregas del Chevrolet Volt en Estados Unidos en diciembre de 2010, ^{[ 5 ]} y su modelo hermano, el Opel Ampera, se lanzó en Europa a principios de 2012. ^{[ 55 ] [ 56 ]} A noviembre de 2012 Otros híbridos enchufables disponibles en varios mercados fueron el Fisker Karma , el Toyota Prius Plug-in Hybrid y el Ford C-Max Energi .

A fecha de octubre de 2012 El PHEV más vendido es el Volt, con más de 33.000 unidades de la familia Volt/Ampera vendidas en todo el mundo desde diciembre de 2010, lideradas por las ventas en EE. UU. con 27.306, ^{[ 57 ] [ 58 ]} seguido por los Países Bajos con 2.175 Amperas vendidos hasta octubre de 2012. ^{[ 59 ] [ 60 ]} El Prius Híbrido Enchufable había vendido 21.600 unidades en todo el mundo hasta octubre de 2012, con ventas en EE. UU. de 9.623 unidades, seguido por Japón con 9.500 unidades. ^{[ 58 ] [ 61 ]} Más recientemente, las variantes 4xe del Jeep Wrangler y Jeep Grand Cherokee se han convertido en los PHEV más vendidos en EE. UU., vendiendo 67.429 y 45.684 unidades respectivamente en el año calendario 2023. ^{[ 62 ]}

Existen muchas maneras de crear un híbrido eléctrico-motor de combustión interna (MCI). La variedad de diseños de MCI se puede diferenciar según cómo se conectan las partes eléctrica y de combustión del sistema de propulsión, en qué momentos está en funcionamiento cada parte y qué porcentaje de la potencia aporta cada componente híbrido. Dos categorías principales son los híbridos en serie y los híbridos en paralelo , aunque los diseños en paralelo son los más comunes en la actualidad.

La mayoría de los vehículos híbridos, independientemente del tipo específico, utilizan el frenado regenerativo para recuperar energía al reducir la velocidad. Esto consiste simplemente en hacer funcionar un motor como generador.

Muchos diseños también apagan el motor de combustión interna cuando no es necesario para ahorrar energía. Este concepto no es exclusivo de los híbridos; Subaru fue pionera en esta característica a principios de la década de 1980, y el Volkswagen Lupo 3L es un ejemplo de un vehículo convencional que apaga su motor al detenerse. Sin embargo, es necesario prever ciertas ventajas para accesorios como el aire acondicionado , que normalmente funcionan con el motor. Además, los sistemas de lubricación de los motores de combustión interna son inherentemente menos efectivos inmediatamente después del arranque; dado que es al arrancar cuando se produce la mayor parte del desgaste del motor, el arranque y parada frecuentes de estos sistemas reducen considerablemente la vida útil del motor. Asimismo, los ciclos de arranque y parada pueden reducir la capacidad del motor para funcionar a su temperatura óptima, disminuyendo así su eficiencia.

Los vehículos de pila de combustible suelen estar equipados con una batería o un supercondensador para proporcionar la máxima potencia de aceleración y reducir las limitaciones de tamaño y potencia de la pila de combustible (y, por lo tanto, su coste); esto es, en la práctica, también una configuración híbrida en serie.

Un vehículo híbrido hidráulico utiliza componentes hidráulicos y mecánicos en lugar de eléctricos. Una bomba de desplazamiento variable reemplaza al motor/generador eléctrico. Un acumulador hidráulico almacena energía. El depósito suele contener una vejiga flexible de nitrógeno presurizado. El fluido hidráulico bombeado se comprime contra la vejiga, almacenando la energía en el nitrógeno comprimido. Algunas versiones incorporan un pistón en un cilindro en lugar de una vejiga presurizada. El acumulador hidráulico es potencialmente más económico y duradero que las baterías. La tecnología híbrida hidráulica se implementó originalmente en Alemania en la década de 1930. Volvo Flygmotor utilizó híbridos petrohidráulicos de forma experimental en autobuses desde principios de la década de 1980.

El concepto inicial consistía en un volante de inercia gigante (véase Gyrobus ) para almacenamiento, conectado a una transmisión hidrostática. El sistema está siendo desarrollado por Eaton y otras compañías, principalmente para vehículos pesados ​​como autobuses, camiones y vehículos militares. Un ejemplo es el prototipo Ford F-350 Mighty Tonka, presentado en 2002. Incorpora un sistema Eaton que permite acelerar el camión hasta alcanzar velocidades de autopista.

Los componentes del sistema eran caros, lo que impedía su instalación en camiones y automóviles más pequeños. Un inconveniente era que los motores eléctricos no eran lo suficientemente eficientes a carga parcial. La atención se centró entonces en vehículos más pequeños. Una empresa británica, Artemis Intelligent Power , logró un gran avance al introducir un motor/bomba hidráulica controlada electrónicamente que es eficiente en todos los rangos y cargas, lo que hizo factibles las aplicaciones pequeñas de los híbridos petrohidráulicos. ^{[ 64 ]} La empresa convirtió un automóvil BMW para demostrar su viabilidad. El BMW 530i ofreció el doble de MPG en conducción urbana en comparación con el automóvil estándar. La prueba utilizó el motor estándar de 3000 cc. Los híbridos petrohidráulicos permiten reducir el tamaño de un motor para el uso de potencia promedio, no para el uso de potencia máxima. La potencia máxima la proporciona la energía almacenada en el acumulador. ^{[ 65 ]}

La tasa de recuperación de energía de frenado cinético es mayor y, por lo tanto, el sistema es más eficiente que los híbridos cargados con batería de la era de 2013, demostrando un aumento del 60% al 70% en la economía en las pruebas de la EPA. ^{[ 66 ]} En las pruebas de la EPA, una Ford Expedition híbrida hidráulica arrojó 32 mpg _{- US} (7,4 L/100 km) en conducción urbana y 22 mpg _{- US} (11 L/100 km) en carretera. ^{[ 67 ]}      

El objetivo de una empresa de investigación era crear un diseño innovador para mejorar la integración de los componentes híbridos gasolina-hidráulicos. Todos los componentes hidráulicos voluminosos se integraron en el chasis. Un diseño afirmaba alcanzar 130 mpg en pruebas mediante el uso de un gran acumulador hidráulico que también funciona como chasis estructural. Los motores hidráulicos de accionamiento están incorporados en los cubos de las ruedas y se invierten para recuperar la energía de frenado. El objetivo es alcanzar 170 mpg en condiciones de conducción promedio. La energía generada por los amortiguadores y la energía cinética de frenado, que normalmente se desperdiciaría, ayuda a cargar el acumulador. Un motor de combustión interna (ICE) dimensionado para un consumo de energía promedio carga el acumulador. El acumulador está dimensionado para hacer funcionar el coche durante 15 minutos cuando está completamente cargado. ^{[ 68 ] [ 69 ] [ 70 ]}

En enero de 2011, Chrysler anunció una asociación con la EPA para diseñar y desarrollar un sistema de propulsión híbrido gasolina-hidráulico experimental apto para su uso en turismos. Chrysler adaptó una minivan de producción existente al sistema de propulsión. ^{[ 71 ] [ 72 ] [ 73 ] [ 74 ] [ 75 ]}

NRG Dynamix de EE. UU. afirmó que su enfoque redujo el costo en un tercio en comparación con los híbridos eléctricos y agregó solo 300 lb (136 kg) al peso del vehículo frente a 1000 lb (454 kg) para los híbridos eléctricos. La compañía afirmó que una camioneta estándar con un motor de 2.3 litros y 4 cilindros alcanzó 14 mpg (16.8 L/100 km) en conducción urbana. Con el sistema petrohidráulico, el consumo de combustible alcanzó "alrededor de 25 mpg". ^{[ 76 ]}     

El aire comprimido puede impulsar un automóvil híbrido con un compresor de gasolina. Motor Development International, en Francia, estaba desarrollando este tipo de vehículos neumáticos. Un equipo liderado por Tsu-Chin Tsao, profesor de ingeniería mecánica y aeroespacial de la UCLA , colaboró ​​con ingenieros de Ford para poner en marcha la tecnología híbrida neumática. El sistema es similar al de un vehículo híbrido-eléctrico, ya que la energía de frenado se aprovecha y almacena para asistir al motor cuando sea necesario durante la aceleración.

Muchos vehículos terrestres y acuáticos utilizan la fuerza humana combinada con una fuente de energía adicional. Son comunes los híbridos paralelos, como los veleros con remos, las bicicletas motorizadas o los vehículos híbridos humano-eléctricos como el Twike . También existen algunos híbridos en serie. Estos vehículos pueden ser trihíbridos , combinando tres fuentes de energía, como paneles solares a bordo, baterías cargadas desde la red eléctrica y pedales.