L'hybridation : du concept à la philosophie - Séminaire ASPROM : VOITURE ELECTRIQUE Quelles technologies ? Pour quels usages ? Pour quand ? ...
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Séminaire ASPROM : VOITURE ELECTRIQUE
Quelles technologies ? Pour quels usages ? Pour quand ?
L’hybridation : du concept à la
philosophie
Rochdi TRIGUI
Laboratoire Transport et Environnement
Réseau MEGEVH
Intervenant - date
Le point de départ
Vehicule thermique:
Moteur
carburant
thermique
TM - pollution
- Faible rendement
Vehicule Electrique:
Machine
SSE PE
électrique - recharge lente
- Faible autonomie
Intervenant - date
Le véhicule hybride
Avantages des deux technologies
Carburant
Moteur - Efficacité énergétique
thermique
TM - Moins de pollution en ville
Machine - Autonomie
SSE PE
électrique
- Possibilité de mode ZEV
- Possibilité de recharge (VHR)
Inconvénients :
- Coût additionnel
- Commande complexe
Nécessité d’optimiser le fonctionnement
Intervenant - date
L’idée n’est pas récente
En 1898 en Autriche Ferdinand Porsche réalise les premiers
véhicules hybrides électriques (architecture série)
Intervenant - date
La Prius de Toyota
la reference incontournable
Depuis 1997, « Full hybrid »
4 modèles :
- Prius 1997, 2001 (I)
- Prius 2003 (II)
- Prius 2008 (III)
- Prius rechargeable (2012) en
essai à Strasbourg
Motorisation hybride série-parallèle (à
dérivation de puissance)
* Moteur essence à haut rendement
* Batterie NiMh (~ 1kWh)
* 2 moteurs électriques (SPM)
5
Intervenant - date
Depuis, la liste s’allonge
Audi Q5 Hybrid Quattro Mercedes S 400 Hybrid
Toyota Auris BMW ActiveHybrid 7
Honda Insight BMW ActiveHybrid X6
Honda Civic Hybrid Cadillac Escalade Hybrid
Honda CR-Z Hybrid Infiniti M35 Hybrid
Lexus RX450H Porsche Cayenne S Hybrid
Lexus GS450H Volkswagen Touareg Hybr
Lexus LS600H
Lexus CT200H …
Source :
http://www.alternativesecologiques.net/voitures-
hybrides/
Le 3008 Hybrid4
Les françaises :
Les e-HDI
6
Intervenant - date
Bus et Poids lourds hybrides
déjà en exploitation
http://www.metro-pole.net
/actu/article1094.html
Hybride GRUAU Hybride MAN
À Laval À Paris
Hybride Solaris
A Strasbourg
Hybride Heuliez
À Poitiers
Volvo Renault Trucks
Camion Urbain
- livraison
- BOM
http://corporate.renault-trucks.com/fr/les-communiques/les-premiers-camions
http://www.volvotrucks.com/trucks/global
7 /en-gb/trucks/new-trucks/Pages/volvo-fe-hybrid.aspx
hybrides-de-norbert-dentressangle-livres-par-renault.html
Intervenant - date
Les véhicules hybrides
topologies Batterie EP
M
E
Boîte
vit DIFF
Emb BV
MT
Auxiliaires
Batterie
Batterie EP2 EP1
Transformation
+ DIFF
DIFF
Transmission
ME2 ME1
MT
MT Batterie
EP1
EP2
ME1
ME2
Boîte
vit DIFF
Emb BV
MT
Intervenant - date
Niveaux d’hybridations
PSA
Micro-hybrid : Audi
Le moteur électrique sert à démarrer le moteur BMW
thermique après chaque arrêt (fonction stop & start).Il Mercedes
peut aussi faire de la récupération au freinage. Toyota
…
Honda Mild-hybrid :
Insight En plus des fonctions précédentes, le moteur
101 gCO2/km
électrique assiste le moteur thermique dans des
phases d’accélération (fonction boost)
Full-hybrid :
Le moteur électrique est également capable d’assurer seul
la propulsion du véhicule (mode tout électrique ou ZEV).
ZEV = Zero Emission Vehicle
Toyota Prius III
90 g CO2/km
Intervenant - date
Le freinage électrique
Transformation de l’énergie cinétique en énergie électrique
Fonctionnement moteur
Fonctionnement alternateur
1 Un véhicule 1tonne à 83 km/h
Ec mV 2
2 dispose de 75 Wh
Intervenant - dateRépartition des énergies mises en jeux
200
(VP 1600 kg)
180
Inertie
Aérodynamique
Roulement
160
140
Energie en Wh/km
120
100
80
60
40
20
0
HURB3 HURB1 HURB C-10-15 FUDS NEDC HROU1 HROU E93 HROU2 FHDS HAUTO1 HAUTO
Cycles d'usage
Intervenant - dateEVALVH
Emission de CO2 selon l’usage. ADEME
Positionnement de la Prius selon sa version INRETS IFP
ARMINES GREEN
IFP/COMP_CAT3V.xls
260
13 véhicules essence (catalyse 3V)
Emission CO2 en g/km
220
Avg
180
140 Prius J
Prius I
100
Prius II Prius III
Urbain NEDC Route Autoroute
Annonce Toyota pour la Prius rechargeable : 60g CO2/km
Intervenant - dateEmission comparative de CO2
From Ademe data
150
EC cycle
140
CO2 emission in g/km
Gasoline Prius 1
130
Prius 2
120
110
Civic
Diesel Prius 3
100
90
Insight
80
70
25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80
Drivetrain power in kW
Intervenant - dateTaux d’hybridation et gains de CO2
Emission de CO2 en utilisation
VHR
5%
10 %
20 %
10 %
30 %
40 %
Coût croissant
TH
Micro Mild Full Prolong.
VTH Hyb. Hyb. Hyb. autonomie VE
Intervenant - dateVentes des véhicules hybrides dans le monde
Sources :
http://www.avicene.com
Intervenant - dateVentes des VHs en 2010 selon les pays
Overall Car Hybrid Car Hybrid % of
Sales (est.) Sales (est.) Overall
USA 11,640,000 291,000 2.5%
Japan 4,472,700 492,000 11%
Europe 15,715,000 110,000 0.7%
Other 12,870,000 90,400 0.7%
TOTAL
44,700,000 983,400 2.2%
Worldwide
sources : http://www.all-electric-vehicles.com/hybrid-car-
statistics.html
Intervenant - dateEvolution des ventes selon le pays
Sources :
http://www.avicene.com
Intervenant - dateProchaine étape : le véhicule hybride
rechargeable
VE à prolongateur
carburant MT ME D’autonomie
-SSE haute énergie
SSE EP
Machine (>10 kWh)
électrique +GE pour autonomie http://www.chevrolet.fr
- Hybride série
- usage plutôt urbain
Moteur VHR :
Carburant -SSE moyenne énergie
Thermique
MT (< 5 kWh ~ 20 km)
Machine http://www.toyota.com/
SSE PE -VHP + chargeur
électrique
- Usage mixte
Intervenant - datePrévision des ventes dans le monde
à long terme
Intervenant - dateConclusion : philosophie d’hybridation
1+1>2 : tirer la meilleure partie de chaque
constituant
Sobriété + autonomie = voiture polyvalente
Hybridation avec d’autre type de carburant (GNV, Biocarburant …)
Les véhicules à PAC seront aussi hybrides
Hybridation du système de stockage pour le VE
- Battery (energy)
- Supercondensateur (puissance)
20
Intervenant - dateLes défis restants à relever
Amélioration du bilan économique
Amélioration et fiabilisation des composants, spécialement les
éléments de stockage
Gestion de l’énergie multi-sources et multi-critères : utilisation
des NTIC
Dimensionnement optimal tenant compte des contraintes sur
les éléments de stockage (durée de vie)
Etude plus globale du bilan écologique (ACV)
Intervenant - dateMerci pour votre attention Intervenant - date
EVALVH
Méthode de calcul de la consommation ADEME
INRETS IFP
de carburant à Ah constant ARMINES GREEN
3,5
3,4 Régression linéaire : 3.04 l/100 km
Consommation en l/100 km
3,3
3,2
Mesures
3,1
3
2,9
2,8
-0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0 0,1 0,2
Variation des Ah de la batterie
Intervenant - dateVous pouvez aussi lire
