Systèmes Start-Stop. Ça marche?

L'un des moyens de réduire la consommation de carburant, connu depuis de nombreuses années, consiste à éteindre le moteur même pendant un court arrêt de la voiture. Dans les voitures modernes, les systèmes Start-Stop sont responsables de cette tâche.

Lors d'un test de conduite réalisé en Allemagne dans les années 55 sur une Audi LS avec un moteur de 0,35 kW, il a été constaté que la consommation de carburant au ralenti était de 1,87 cm5. XNUMX./s, et au début de XNUMX, voir XNUMX. Ces données ont montré qu'éteindre le moteur avec un arrêt pendant plus de XNUMX secondes permet d'économiser du carburant.

À peu près au même moment, des tests similaires ont été effectués par d'autres constructeurs automobiles. La possibilité de réduire la consommation de carburant en arrêtant le moteur même lors d'un arrêt très court et en le redémarrant a conduit au développement de dispositifs de contrôle qui effectuent ces actions automatiquement. Le premier était probablement Toyota, qui dans les années 1,5 utilisait un appareil électronique dans le modèle Crown qui coupait le moteur à l'arrêt pendant plus de 10 seconde. Des tests dans les embouteillages de Tokyo ont montré une réduction de 1 % de la consommation de carburant. Un système fonctionnant de manière similaire a été testé dans une Fiat Regata et une 2ère Volkswagen Polo Formel E. Un dispositif dans cette dernière voiture permettait au conducteur d'arrêter le moteur, ou simplement automatiquement, en fonction de la vitesse, de la température du moteur et de la position du levier de vitesses. Le moteur a été redémarré avec le démarreur activé lorsque le conducteur a appuyé sur la pédale d'accélérateur avec la pédale d'embrayage enfoncée et que la 5e ou la XNUMXe vitesse était engagée. Lorsque la vitesse du véhicule est tombée en dessous de XNUMX km/h, le système a coupé le moteur, fermant le canal de ralenti. Si le moteur était froid, le capteur de température bloquait l'arrêt du moteur pour réduire l'usure du démarreur, car un moteur chaud met beaucoup moins de temps à démarrer qu'un moteur froid. De plus, le système de contrôle, pour réduire la charge sur la batterie, a éteint la lunette arrière chauffante lorsque la voiture était garée.

Des essais routiers ont montré une réduction de la consommation de carburant allant jusqu'à 10 % dans des conditions de conduite défavorables. Les émissions de monoxyde de carbone ont également diminué de 10 %. Un peu plus de 2 %. d'autre part, la teneur en oxydes d'azote et près de 5 hydrocarbures dans les gaz d'échappement a augmenté. Fait intéressant, il n'y avait aucun effet négatif du système sur la durabilité du démarreur.

Systèmes start-stop modernes

Les systèmes start-stop modernes coupent automatiquement le moteur lorsqu'il est stationné (dans certaines conditions) et le redémarrent dès que le conducteur appuie sur la pédale d'embrayage ou relâche la pédale de frein dans un véhicule à transmission automatique. Cela réduit la consommation de carburant et les émissions de carbone, mais uniquement dans le trafic urbain. L'utilisation du système Start-Stop nécessite que certains composants du véhicule, tels que le démarreur ou la batterie, durent plus longtemps et protègent les autres des effets des arrêts fréquents du moteur.

Les systèmes Start-Stop sont équipés de systèmes de gestion de l'énergie plus ou moins sophistiqués. Leurs principales tâches consistent à vérifier l'état de charge des batteries, à configurer les récepteurs sur le bus de données, à réduire la consommation d'énergie et à obtenir la tension de charge optimale du moment. Tout cela afin d'éviter une décharge trop profonde de la batterie et de s'assurer que le moteur peut être démarré à tout moment. En évaluant constamment l'état de la batterie, le contrôleur du système surveille sa température, sa tension, son courant et sa durée de fonctionnement. Ces paramètres déterminent la puissance de démarrage instantanée et l'état de charge actuel. Si le système détecte un niveau de batterie faible, il réduit le nombre de récepteurs activés en fonction de l'ordre d'arrêt programmé.

Les systèmes Start-Stop peuvent être équipés en option d'une récupération d'énergie au freinage.

Les véhicules équipés de systèmes Start Stop utilisent des batteries EFB ou AGM. Les batteries de type EFB, contrairement aux classiques, ont des plaques positives recouvertes d'un revêtement en polyester, ce qui augmente la résistance de la masse active des plaques aux décharges fréquentes et aux charges de courant élevées. Les batteries AGM, en revanche, ont de la fibre de verre entre les plaques, qui absorbe complètement l'électrolyte. Il n'y a pratiquement aucune perte. Une tension un peu plus élevée peut être obtenue aux bornes de ce type de batterie. Ils sont également plus résistants à la décharge dite profonde.

Est-ce que ça nuit au moteur ?

Il y a plusieurs décennies, on croyait que chaque démarrage du moteur augmentait son kilométrage de quelques centaines de kilomètres. Si tel était le cas, le système Start-Stop, qui fonctionne dans une voiture qui ne roule qu'en ville, devrait terminer le moteur très rapidement. Rester allumé et éteint n'est probablement pas ce que les moteurs préfèrent. Cependant, les progrès techniques doivent être pris en compte, par exemple dans le domaine des lubrifiants. De plus, le système Start-Stop nécessite une protection efficace des différents systèmes, principalement le moteur, contre les conséquences des arrêts fréquents. Cela s'applique, entre autres, pour assurer une lubrification forcée supplémentaire du turbocompresseur

Démarreur en système Start-Stop

Dans la plupart des systèmes start-stop utilisés, le moteur est démarré à l'aide d'un démarreur traditionnel. Cependant, en raison du nombre considérablement accru d'opérations, il a une durabilité accrue. Le démarreur est plus puissant et équipé de balais plus résistants à l'usure. Le mécanisme d'embrayage a un embrayage unidirectionnel redessiné et l'engrenage a une forme de dent corrigée. Il en résulte un fonctionnement plus silencieux du démarreur, ce qui est important pour le confort de conduite lors des démarrages fréquents du moteur. 

Générateur réversible

Un tel dispositif appelé StARS (Starter Alternator Reversible System) a été développé par Valeo pour les systèmes Start-Stop. Le système est basé sur une machine électrique réversible, qui combine les fonctions d'un démarreur et d'un alternateur. Au lieu d'un groupe électrogène classique, vous pouvez facilement installer un groupe électrogène réversible.

L'appareil offre un démarrage très doux. Par rapport à un démarreur conventionnel, il n'y a pas de processus de connexion ici. Lors du démarrage, l'enroulement du stator de l'alternateur réversible, qui devient alors un moteur électrique, doit être alimenté en tension alternative et l'enroulement du rotor en tension continue. L'obtention d'une tension alternative à partir de la batterie de bord nécessite l'utilisation d'un soi-disant onduleur. De plus, les enroulements du stator ne doivent pas être alimentés en tension alternative via un stabilisateur de tension et des ponts de diodes. Le régulateur de tension et les ponts de diodes doivent être déconnectés des enroulements du stator pendant ce temps. Au moment du démarrage, le générateur réversible devient un moteur électrique d'une puissance de 2 - 2,5 kW, développant un couple de 40 Nm. Cela vous permet de démarrer le moteur en 350-400 ms.

Dès que le moteur démarre, la tension alternative de l'onduleur cesse de circuler, le générateur réversible redevient un alternateur avec des diodes connectées aux bobinages du stator et un régulateur de tension pour fournir une tension continue au système électrique du véhicule.

Dans certaines solutions, en plus du générateur réversible, le moteur est également équipé d'un démarreur traditionnel, qui est utilisé pour le premier démarrage après une longue période d'inactivité.

Accumulateur d'énergie

Dans certaines solutions du système Start-Stop, en plus d'une batterie typique, il existe également un soi-disant. accumulateur d'énergie. Sa tâche est d'accumuler de l'électricité pour faciliter le premier démarrage et redémarrage du moteur en mode "Start-Stop". Il est constitué de deux condensateurs connectés en série d'une capacité de plusieurs centaines de farads. Au moment de la décharge, il est capable de supporter un système de démarrage avec un courant de plusieurs centaines d'ampères.

Условия эксплуатации

Le fonctionnement du système Start-Stop n'est possible que dans un certain nombre de conditions différentes. Tout d'abord, il doit y avoir suffisamment d'énergie dans la batterie pour redémarrer le moteur. De plus, incl. la vitesse du véhicule dès le premier démarrage doit dépasser une certaine valeur (par exemple 10 km/h). Le temps entre deux arrêts successifs de la voiture est supérieur au minimum fixé par le programme. Les températures du carburant, de l'alternateur et de la batterie se situent dans la plage spécifiée. Le nombre d'arrêts n'a pas dépassé la limite dans la dernière minute de conduite. Le moteur est à température de fonctionnement optimale.

Ce ne sont là que quelques-unes des conditions qui doivent être remplies pour que le système fonctionne.