Comment fonctionnent les différentes technologies hybrides dans les voitures

Actuellement, la voiture hybride démocratisée est à son apogée, une période de transition entre la propulsion thermique et électrique, les voitures utilisent donc ces deux technologies en même temps. Cependant, sachez que ce terme universel cache une variété de technologies, allant des hybrides anecdotiques aux hybrides "lourds". Jetons donc un œil aux différentes hybridations qui existent, ainsi qu'à tous les avantages et inconvénients de ces dernières.

Avant d'aborder les différentes topologies et architectures techniques des véhicules hybrides (différents ensembles), nous procéderons d'abord à la classification par calibration des appareils.

Différents niveaux d'hybridation

Hybride très MHEV faible (hybridation "microhybride" / "FAUX")

Tension:	Faible / 48V
Rechargeable :	aucun
Conduite électrique :	aucun
en surpoids:	<30 kg
Capacité de la batterie:	<0.8 тч

Certains niveaux d'hybridation sont très légers, cela se fait notamment avec du 48 volts au niveau de la poulie de vilebrequin (avant cela se limitait à l'arrêt et au démarrage, l'alternateur-démarreur ne recevait pas de courant pour pouvoir aider le moteur.. moteur) ... Équipé de batteries microscopiques inférieures à 0.7 kWhJe ne considère pas cette technologie comme une véritable hybridation. Les forces générées par un appareil électrique sont trop anecdotiques pour être jugées comme telles. Et comme le couple est transmis aux roues via le moteur (via la poulie amortisseur), un mouvement 100% électrique ne sera évidemment pas possible. Méfiez-vous des fabricants qui ajoutent des tonnes à ce genre de technologie, vous permettant de croire à une hybridation cohérente (en fait, c'est tout ce qu'il faut pour économiser quelques grammes de pénalités environnementales). Par conséquent, je veux distinguer cette hybridation des suivantes.

Méfiez-vous des fabricants qui abusent de cela, l'hybridation MHEV peut être qualifiée de "fiction" car elle est tellement anecdotique.

Vous les reconnaîtrez par la nomenclature 48V ou MHEV. On peut citer par exemple e-TSI ou Ecoboost MHEV.

Hybride léger (hybride "RÉEL") HEV

Tension:	Haut / ~ 200 V
Rechargeable :	aucun
Conduite électrique :	oui
en surpoids:	De 30 à 70 kg
Capacité de la batterie:	De 1 à 3 kWh

Par conséquent, nous ne sommes plus ici dans

très

une lumière qui promet trop peu (on passe de moins de 0.5 kWh à des valeurs de l'ordre de De 1 à 3 kWh, soit de 1 à 3 km en tout électrique). Ainsi, on parle ici d'hybridation facile, mais toujours d'hybridation séquentielle (à rapprocher de la catégorie indiquée après [PHEV], ici il s'agit d'une variante de PHEV léger et donc non rechargeable). Ainsi, on peut rouler entièrement à l'électricité, même si c'est une très courte distance. Le but ici est avant tout de réduire la consommation, pas de couvrir 100 % de la distance parcourue en électrique. Le contexte le plus favorable est celui des bougies d'allumage, environnement dans lequel les moteurs modernes à injection directe downsizés deviennent les plus énergivores (mélange de refroidissement moteur plus riche qui favorise majoritairement le mélange pauvre, mais ce n'est qu'une partie de l'explication). Vous n'obtenez donc quasiment rien sur les voies express : nationales / départementales / autoroutes. Dans ce contexte, le gazole reste plus rentable (et donc pour la planète !).

La plus célèbre de toutes est l'hybridation HSD de Toyota car elle existe depuis des années ! C'est donc aussi le plus répandu... Sa fiabilité est bien connue et son travail est très réfléchi.

Plus récemment, on parlera du Renault E-Tech hybride qui, comme Toyota, s'incarne dans des technologies propriétaires que personne d'autre ne possède (ici vous n'êtes pas l'équipementier, mais la marque qui l'a même développé). ... C'est la même chose avec le Mitsubishi IMMD.

Hybride rechargeable PHEV (hybride "REAL")

Tension:	Très élevé / ~ 400 V
Rechargeable :	oui
Conduite électrique :	oui
en surpoids:	De 100 à 500 kg
Capacité de la batterie:	De 7 à 30 kWh

Un tel hybride peut être qualifié de "lourd", car l'équipement embarqué est loin d'être drôle et léger (de 100 à 500 kg supplémentaires : batterie, électronique de puissance et moteur électrique)...

Nous chargeons ensuite la batterie, qui peut aller de De 7 à 30 kWh, de quoi rouler de 20 à presque 100 km selon les voitures (les plus modernes).

Comme pour les autres étalonnages d'hybridation, nous disposons d'une variété de technologies. On retrouve toujours le Renault E-Tech hybride, mais ici il est connecté à une grosse batterie rechargeable via une prise externe. Car si la Clio dispose d'une version allégée de 1.2 kWh, le Captur ou Mégane 4 peuvent bénéficier de la version 9.8 kWh, que l'on qualifierait donc d'hybridation lourde. Le X5 45e bénéficiera d'une version 24 kWh, de quoi couvrir 90 km en tout électrique.

Ce type de voiture pouvant accélérer à 130 km/h en tout électrique, les constructeurs semblent s'être fixés à ce rythme (ils proposent presque tout de même).

La plupart des hybrides de ce type ont tendance à avoir un moteur électrique situé en face de l'embrayage/convertisseur de couple, donc entre le moteur et la boîte de vitesses. Renault a électrifié la boîte de vitesses et supprimé l'embrayage, et Toyota utilise un train épicycloïdal pour combiner les forces thermiques et électriques sur les roues (le HSD ne s'allume plus lorsqu'on y ajoute une batterie de 8.8 kWh. Une batterie qui peut être rechargée via une prise ).

Différentes architectures de véhicules hybrides

Ensemble luminaire MHEV / Micro hybride 48V

Ce système fonctionne à des tensions plus faibles, à savoir 24 ou 48 V (presque toujours 48 V). Cette fois, nous parlons d'équiper la voiture d'un "excellent" système d'arrêt et de démarrage, qui ne se limite pas au redémarrage de la voiture. De plus, il aide le moteur thermique même lorsqu'il est en mouvement. Ce système ne permet pas de fonctionner entièrement électriquement, mais il s'avère être un procédé flexible et facile qui peut être installé n'importe où ! En fin de compte, c'est peut-être le système le plus intelligent de tous, même si à première vue cela vous semble un peu facile. Mais c'est l'aspect léger qui le rend intéressant...

Disposition hybride parallèle

Dans cette configuration, deux moteurs peuvent entraîner les roues, soit uniquement thermiques, soit uniquement électriques (sur les hybrides complets), ou les deux à la fois. Le cumul des pouvoirs dépendra de certaines variables (voir ci-dessous : cumul des pouvoirs). Notez également que certains composants peuvent être légèrement différents, mais la logique reste la même : électrique et thermique entraînent les roues à travers la boîte de vitesses. Un exemple est les hybrides allemands tels que les systèmes e-Tron / GTE. Ce système se répand de plus en plus et devrait devenir majoritaire.

A lire : détail du fonctionnement de l'hybridation e-Tron (transversale et longitudinale) et GTE.

Veuillez noter que j'ai décidé de faire mes schémas avec une disposition transversale du moteur, c'est-à-dire la plupart de nos voitures. Les berlines de luxe sont généralement en position longitudinale. A noter également que je précise ici un embrayage qui déconnecte le moteur de la transmission (il faudrait donc ajouter un embrayage ou convertisseur entre le moteur électrique et la boîte de vitesses en plus du circuit. Mais certaines personnes connectent le moteur électrique directement à la boîte de vitesses (exemple E-Tense et HYbrid / HYbrid4 de PSA)

Il s'agit d'un système sur une Mercedes avec un moteur longitudinal. J'ai surligné en rouge le moteur électrique en face du convertisseur de couple. A droite se trouve la boîte de vitesses (planétaire, car BVA), et à gauche se trouve le moteur.

Série de montage hybride

D'autres systèmes ont vu cela différemment, car seul le moteur électrique peut entraîner les roues. Le moteur thermique ne servira alors que de générateur électrique pour recharger les batteries. A lui seul, le moteur n'a aucun lien avec la transmission et donc avec les roues, il est peu probable qu'il fasse partie de la mécanique, tant et si bien qu'il soit mis de côté. Ici, vous pouvez vous référer à la BMW i3 ou à la Chevrolet Volt / Opel Ampera (jumelles).

Ici, seul le moteur électrique peut déplacer la voiture, puisque c'est le seul qui se connecte aux roues. On peut supposer qu'il s'agit d'un véhicule électrique, qui disposera d'un générateur supplémentaire pour augmenter l'autonomie. Un moteur thermique qui génère des centaines de chevaux ne serait pas d'une grande utilité puisqu'il ne sert qu'à produire de l'électricité.

Installation série-parallèle

Ici, vous aurez probablement plus de mal à saisir rapidement le concept... En effet, il s'avère aussi intelligent que difficile à comprendre. Une partie de la raison réside dans le train épicycloïdal, qui permet de stocker la puissance sur un seul arbre à partir de deux sources différentes : un moteur électrique et un moteur thermique. C'est aussi la complexité du nombre d'éléments mobiles qui travaillent ensemble, ainsi que les nombreux modes de fonctionnement qui rendent le système globalement difficile à apprendre (mélange de concepts complexes liés à la chaîne de transmission, en particulier le train épicycloïdal, mais également l'utilisation de la force électromagnétique comme pour générer du courant et pour transmettre un couple avec un effet d'embrayage). On l'appelle série/parallèle car il combine légèrement les deux modes de fonctionnement (ce qui complique les choses...).

Lire la suite : Comment fonctionne le Toyota hybride (HSD).

La construction varie d'une génération à l'autre, mais le principe est le même

Le diagramme réel est à l'envers car vu du côté opposé ...

Hybride dissocié / différencié

On peut citer par exemple le système PSA (ou plutôt Aisin) Hybrid4, dans lequel le moteur électrique est pour les roues arrière, tandis que l'avant est classique avec un moteur thermique (parfois c'est aussi un hybride à l'avant comme le Rav4 HSD voire les HYbrid2 et HYbrid4 de deuxième génération dans certains cas).

Différents niveaux d'hybridation

Avant d'aborder les différentes manières de créer un véhicule hybride, intéressons-nous d'abord à un vocabulaire décrivant les différentes hybridations possibles :

• Hybride complet : littéralement "hybride complet": électrique avec au moins 30% de la capacité totale. Le moteur électrique (et il peut y en avoir plusieurs) est capable de se déplacer de manière autonome sur plusieurs kilomètres.
• Hybride rechargeable : Hybride entièrement rechargeable. Les batteries peuvent être connectées directement au secteur.
• Hybride doux / Microhybride : Dans ce cas, la voiture ne pourra pas rouler entièrement à l'électricité, même sur de courtes distances. Ainsi, la caméra thermique sera toujours allumée. Les versions modernes 48V assistent même systématiquement le moteur via une poulie damper. Dans les premières versions des années 2010, il se limitait au Stop and Sart amélioré, car il était commandé par un générateur-démarreur, et non un démarreur classique (on peut donc récupérer de l'énergie lors de la décélération, ce qui ne pourrait être le cas avec un entrée classique bien sûr)

Pourquoi la force ne s'accumule-t-elle pas tout le temps ?

Dans le cas d'un hybride entraîné par un moteur électrique, qui lui-même est chargé par un générateur thermique (ou moteur...), on comprend aisément qu'il n'y a rien à faire... Soit la puissance thermique soit 2 ou 1000 chevaux. ne changera rien, puisqu'il ne sert qu'à recharger les batteries. Fondamentalement, ne peut être joué qu'à la vitesse de rechargement.

Pour un système plus traditionnel (une voiture de conception traditionnelle avec un moteur électrique de support) la puissance du moteur électrique et thermique accumuler mais il ne doit pas nécessairement se traduire par une simple démission.

En effet, plusieurs facteurs peuvent influencer le cumul, par exemple :

• Disposition du système (l'entraînement électrique entraînera-t-il les mêmes roues que la caméra thermique ? Pas sur l'Hybrid4, par exemple hybride parallèle ou série-parallèle)
• La puissance de la batterie (alimentant le moteur électrique) joue un rôle très important. Car contrairement à un thermique, qui est alimenté par le carburant d'un réservoir (2 litres suffisent pour alimenter en quelques secondes un V8 de 500 ch), le moteur électrique ne pourra pas délivrer toute sa puissance si la batterie ne suffit pas ( au moins autant le même que le moteur à alimenter), ce qui est le cas sur certains modèles. Par rapport à une locomotive diesel, c'est comme si la consommation de carburant était limitée...
• Caractéristiques techniques de deux moteurs connectés. Le moteur ne délivre pas la même puissance sur toute la plage de régime (un moteur est dit avoir X chevaux à X tr/min, puissance qui devient différente à Y tout/min). Ainsi, lorsque deux moteurs sont combinés, la puissance maximale n'atteint pas la puissance maximale des deux moteurs. Exemple : puissance calorifique 200 CV à 3000 tr/min en combinaison avec une puissance électrique de 50 ch. à 2000 tr/min il ne pourra pas donner 250 cv. à 3000 tr/min, puisque le moteur électrique avait une puissance maximale (50) à 2000 t/min. A 3000 tr/min il ne développera que 40 cv, donc 200 + 40 = 240 cv.

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Derernier commentaire posté :

Emrys pour (Date : 2021, 06:30:07)

Lexus RX 400h 2010 г.

J'ai un problème avec le chargement d'une batterie 12V. Besoin d'aide s'il vous plait

Il I. 1 réaction(s) à ce commentaire :

• administrateur ADMINISTRATEUR DU SITE (2021-07-01 10:32:38) : Comme il n'y a pas d'alternateur, il est connecté à l'électronique de puissance qui contrôle les flux électriques.

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