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Les différents types de véhicules hybrides

Je vous propose aujourd’hui un rapide tour d’horizon des principaux types de véhicules hybrides que l’on peut trouver dans la rue aujourd’hui.. Noyés dans un flot d’informations plus vertes les unes que les autres, il est parfois difficile de s’y retrouver et ces rapides descriptions vous permettront, je l’espère, de vous repérer.

La première voiture hybride, une Lohner Porsche de 1900

L’hybride série

Le moteur thermique sert uniquement à produire du courant électrique. L’énergie est stockée dans une batterie puis est restituée à un moteur qui servira à propulser la voiture. C’est en quelque sorte l’équivalent du groupe électrogène que vous utilisez lorsque vous organisez un barbecue géant au milieu d’une forêt.

L’exemple que vous connaissez bien est celui de la Volt/Ampera

Petite précision cependant, suite au commentaire pertinent de Nicolas M. : le fonctionnement n’est pas aussi simple que l’on peut penser. En effet, pour les fortes sollicitations, le moteur thermique participe à la création du couple. En effet, le système de l’Ampera est constitué d’un moteur thermique qui peut entrainer un générateur. Ce dernier peut être lié via un train épicycloïdal à un moteur électrique et à la transmission vers les roues. Lorsqu’on se trouve dans une zone de forte sollicitation, le moteur thermique est relié au train épicycloïdal via le générateur. On s’éloigne donc du fonctionnement purement série !

Une petite vidéo pour illustrer ça :

http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=H7-rw7TkW7Q

Les avantages :

– les mêmes qu’un véhicule électrique (silence de fonctionnement, couple du moteur électrique, …)

– une autonomie supérieure à un véhicule électrique pur

– un moteur thermique qui fonctionne à un point stabilisé et qui peut par conséquent être optimisé

Les inconvénients :

– coût (moteur thermique + moteur électrique + générateur + batteries)

– développement de moteurs spécifiques nécessaire

– bilan énergétique à vérifier du “puits à la roue”..

– la consommation sur des longs trajets (voies rapides, autoroutes, …)

Je viens aussi de me rendre compte que Renault a déjà commercialisé un système de ce genre en 2003, sous le doux nom de Kangoo Elect’Road. Au programme une batterie d’une capacité de 13,2 kW.h, un petit moteur Lombardini de 500 cm3 qui fournit 16 kW et un réservoir d’essence de 10 L. Problème de prix ou de consommation ? Le succès n’a à priori pas été au rendez-vous. L’avenir nous dira si le Kangoo “Full Electrique” aura la vie plus rose (ou verte)..

L’hybride parallèle à simple arbre

Le moteur thermique et le moteur électrique fonctionnent en parallèle. En gros, le moteur électrique permet de démarrer le moteur thermique et de l’assister dans certaines phases de fonctionnement.

On parle ici de mild hybride puisque les moteurs thermique et électrique ne sont pas découplables. Ainsi, un fonctionnement en “full électrique” est possible mais le moteur électrique entraîne également le moteur thermique (dont l’injection est coupée et les soupapes fermées). Le moteur électrique fonctionne en générateur pendant les phases de décélération et de freinage pour récupérer l’énergie et la stocker dans la batterie.

Le modèle qui est équipé d’un tel système et que vous connaissez tous est la magnifique Honda Insight.

Les avantages :

– un véhicule hybride à un prix raisonnable

– gain en consommation pour le roulage en ville ou en mixte, compte tenu du gabarit du véhicule

Les inconvénients :

– fonctionnement en mode full électrique très limité et peu économe (entraînement du moteur thermique)

– consommation sur des longs trajets

– performances limitées par un moteur thermique de petite taille

L’hybride série-parallèle

C’est un peu un mix des deux technologies précédentes. On retrouve ce système assez complexe sur la fameuse Toyota Prius.

Il s’agit une transmission dite à variation continue contrôlée électroniquement. Pas de boîte de vitesses, pas d’embrayage, pas d’alternateur ni de démarreur. Le système est constitué de :
– un moteur à combustion interne
– un moteur électrique

– un générateur
– un train épicycloïdal
– une batterie

Le train épicycloïdal fait le lien entre un moteur électrique et le moteur thermique et est relié à l’arbre de transmission et au second moteur électrique. Je ne rentre pas plus dans les détails ici, mais si vous êtes intéressé, je pourrai l’aborder lors d’un prochain article.

En fonction de l’état du véhicule , de sa vitesse et du couple demandé par l’utilisateur, les différents moteurs seront actifs ou non, et les moteurs électriques seront moteurs ou générateurs.

Le but d’un tel système est, en utilisant les leviers que sont les deux moteurs électriques, d’utiliser le moteur thermique dans une zone de fonctionnement bien optimisée d’un point de vue de la consommation.

Les avantages sont (les éventuels possesseurs de Prius confirmeront :))

– gain en consommation pour le roulage en ville ou en mixte, compte tenu du gabarit du véhicule

– la possibilité de rouler en électrique uniquement, avec tout ce qui va avec

– des performances correctes

Les inconvénients :

– un prix relativement élevé

– niveau sonore à “haute vitesse”

– la consommation sur des longs trajets (voies rapides, autoroutes, …)

Hybride thermique à l’avant / électrique à l’arrière

Le véhicule est équipé d’un moteur thermique dont la puissance est transmise aux roues avants et d’un moteur électrique qui agit sur les roues arrières.

Plusieurs possibilités s’offrent alors :

– un fonctionnement électrique pur : la voiture est donc une propulsion

– un fonctionnement simultané des deux moteurs, qui transforme donc le véhicule en un 4×4