Les véhicules hybrides

Présentation au sujet: "Les véhicules hybrides"— Transcription de la présentation:

1 Les véhicules hybrides
François Launaz Directeur Commercial Honda Automobiles (Suisse) SA

2 1. Les véhicules hybrides
Sommaire 1. Les véhicules hybrides 1.1. prémices, définition, avantages et raisons 1.2. les différentes déclinaisons du moteur hybride 2. La voiture hybride selon Honda et Toyota 2.1. le Concept Honda J-VX 2.2. la Honda Insight 2.3. la Honda Civic IMA 2.4. la Toyota Prius 2ème génération 2.5. l’avenir de la technologie hybride pour Honda 3. Les hybrides sur le marché automobile 3.1. le marché suisse 3.2. le marché mondial

3 Les véhicules hybrides
1.1. prémices, définition, avantages et raisons 1.2. les différentes déclinaisons du moteur hybride

4 + 1. Les véhicules hybrides 1.1 Prémices 1.1 Définition Prémices :
Le véhicule hybride est en fait une amélioration de la voiture électrique. Cette dernière avait trop d’inconvénients, parmi les principaux : L’autonomie des batteries Le rechargement des batteries (installation de bornes électriques à certains endroits = Coûts) Le recyclage des batteries. Une définition du véhicule hybride : Un véhicule hybride est un véhicule qui utilise plusieurs sources d’énergie pour se mouvoir. La technologie hybride est en fait l’association d’un moteur électrique à un moteur essence ou diesel.

5 1. Les véhicules hybrides
1.1 Avantages CO2 Les avantages des voitures hybrides : En règle générale, les principaux avantages sont : L’économie de carburant, la réduction des émissions de CO2

6 Développement d’image
1. Les véhicules hybrides 1.1 Raisons C.A.F.E. Corporate Average Fuel Economy Développement d’image Les raisons d’une telle technologie : La principale raison de la commercialisation d’une telle technologie est d’ordre politique. En effet, au niveau international, l’introduction des normes CAFE (Corporate Average Fuel Economy) tend à atteindre d’ici à 2008 une émission de 140gr de CO2 par Km sur l’ensemble des produits d’une marque. Au niveau national, des mesures sont également en vigueur, celles-ci concernent plus la consommation moyenne des véhicules. L’objectif étant de réduire la consommation moyenne des véhicules de 8,4L aux 100 km en 2000 à 6,4L aux 100 km en 2008. Finalement, la dernière raison d’un tel investissement dans ces nouvelles technologies est également d’ordre marketing où les constructeurs tentent par ce biais de développer leur image.

7 1. Les véhicules hybrides
1.2 les différentes déclinaisons du moteur hybride L’hybride série : Moteur élect. Piles Reformeur Méthanol Eau Les moteurs hybrides se déclinent en différentes versions : La première, l’hybride série : (illustration : véhicule à pile à combustible = véhicule hybride série) Dans le cas de l’hybride série, il s’agit essentiellement d’un véhicule électrique auquel on a ajouté un groupe moteur-générateur qui ne sert qu’à charger les batteries sans pouvoir entraîner les roues du véhicule. En d’autres termes, le moteur thermique set uniquement à la production de courant électrique. Dans ce cas, il entraîne un alternateur, l’énergie est stockée dans la batterie puis alimente un moteur électrique pour la propulsion du véhicule. Cette technique à l’avantage d’utiliser le moteur thermique à son meilleur rendement, voir même à un seul régime. Cela permet de supprimer les phases de ralenti et de faible charge. Par contre, ce montage exclut, les puissances élevées car le poids, l’encombrement et le côut de production du moteur électrique pénaliseraient fortement les prestations du véhicule.

8 1. Les véhicules hybrides
1.2 les différentes déclinaisons du moteur hybride L’hybride parallèle : Moteur électrique Train planétaire thermique Générateur Convertisseur Batteries Toyota Prius mécanique Dans le cas de l’hybride parallèle, le moteur thermique essence ou diesel entraîne à la fois un moteur / alternateur et le véhicule lui-même. Une transmission relie au véhicule soit un des deux moteurs, soit les deux à la fois, suivant les besoins. C’est la technologie choisie pour les véhicules hybrides les plus récents pour sa plus grande plage d’utilisation. Il donne aussi la possibilité d’utiliser un moteur de puissance élevée et même d’additionner les énergies thermique et électrique, ce qui permet d’obtenir la puissance finale d’un gros moteur tout en ayant les avantages du petit.

9 1. Les véhicules hybrides
1.2 les différentes déclinaisons du moteur hybride La technologie semi-hybride : Prototype Valeo / Ricardo I-MoGen sur base d’Opel Astra Diesel. I-MoGen pour Intelligent Motor Generator Enfin, la technologie semi-hybride. Un véhicule est considéré semi-hybride (Mild-hybrid en anglais) si la puissance du moteur électrique ne dépasse pas 10 % de celle du moteur thermique. Le véhicule est donc principalement propulsé par le moteur thermique. Même si la technologie IMA de Honda actionne comme source primaire le moteur thermique, elle n’est pas considérée comme une technologie semi-hybride, car le moteur électrique dispence plus de 10 % de la puissance du moteur thermique ( 10 kW électrique et 63 kW du moteur thermique) Ce montage permet une adaptation rapide et peu onéreuse de la technologie hybride sur un véhicule existant. Le moteur électrique permet aussi de palier le manque de couple du moteur thermique à faible régime. Le système hybride n’est pas plus volumineux qu’un gros moteur et son implantation est assez facile dans un véhicule conventionnel. La grande quantité d’énergie électrique stockée dans les batteries permet un fonctionnement « moteur arrêté » de certains équipements comme la climatisation ou l’assistance de freinage.

10 La voiture hybride selon Honda & Toyota
2.1. Le concept Honda JV-X 2.2. La Honda Insight 2.3. La Honda Civic IMA 2.4. La Toyota Prius 2ème génération

11 2. La voiture hybride selon Honda
2.1 Le concept Honda J-VX Le Concept car JV-X développé par Honda introduisait la technologie hybride. Il a été présenté en octobre 1997 au salon de Tokyo. Ce véhicule est équipé d’un moteur thermique de 1.0l à 3 cylindres, avec un moteur électrique rangé entre le moteur thermique et une boite automatique de type CVT. La carrosserie était entièrement en aluminium afin de garantir à la voiture un poids minimum, env. 800 Kg. L’aérodynamisme à été très réfléchi vu que le coéfficient de pénétration de l’air n’était que de Cx 0,25. En ce qui concerne le stockage de l’électricité, ce concept n’était pas encore doté de batterie NiMH mais d’un « ultra capacitor »

12 2. La voiture hybride selon Honda
2.2 La Honda Insight Décembre 1999, Honda commercialise enfin sa première voiture hybride, sous le nom de Honda Insight, mais uniquement sur certains marchés (USA / Japon / Angleterre) L’amélioration principale apportée à ce véhicule est l’introduction des batteries Ni-MH en guise d’unité de stockage. Cette voiture, est la première hybride Honda à atteindre le cap de la commercialisation. (la seconde au monde après la Toyota Prius) Il s’agit d’une bi-place, les places arrières furent supprimées afin d’y ranger les batteries NiMH. La technologie n’a pas changé, outre quelques améliorations du moteur thermique, notamment au niveau du poids et de la friction. Il s’agit toujours du système IMA (Integrated Motor Assist), c’est à dire que le moteur électrique n’intervient qu’en guise de complément et que le moteur thermique (VTEC 3 cylindres d e1,0 litre) demeure la source de puissance primaire. l'Insight n'a besoin d'aucune source d'énergie extérieure et ne consomme en moyenne que 3,4 litres/100 km et accélère de 0 à 100 km en 12 secondes pour une vitesse de pointe de 180 km/h. Sa puissance combinée est de 73 ch.

13 2. La voiture hybride selon Honda
2.3 La Honda Civic IMA 2ème génération La 1ère génération IMA sur la base de Civic est commercialisée en 2002 et seulement dans certains pays. Il faut attendre la seconde génération (2004), pour que la technologie hybride IMA soit accessible à tous. Si le concept technologique de la voiture est le même que sur l’insight, la forme de la voiture a bien changé. Honda voulu, en optant pour une limousine 4 portes, jouer la carte du concensus et profiter du succès des ventes de cette berline dans le monde entier. L’aérodynamisme qui atteint quand même un Cx de 0,28 et les recherches en gain de poids n’ont pas été aussi poussées que pour la Honda Insight.

14 2. La voiture hybride selon Honda
2.3 La Honda Civic IMA 2ème génération Le moteur thermique 1.3 i-DSI / 83 ch. 2. Le moteur électrique moteur/alternateur 3. La transmission manuelle à 5 rapports Intéressons nous à présent, plus en détail, à la technologie IMA. (Integrated Motor Assist) A la différence de la Prius, l’IMA ne fonctionne jamais sans l’aide du moteur thermique. Uniquement lors du démarrage de la voiture puisque c’est le moteur électrique qui enclenche le moteur thermique. 3 parties distinctes composent le moteur de l’IMA. Le moteur thermique Le moteur électrique La transmission manuelle

15 2. La voiture hybride selon Honda
2.3 La Honda Civic IMA 2ème génération Le moteur thermique : Cylindrée : cm3 Puissance : 63 kW (85 ch.) à 5700 tr/mn Couple : Nm à 3300 tr/mn Voici les caractéristique techniques du moteur thermique de la Civic IMA. Il s’agit du même moteur que l’on retrouve dans la Honda Jazz.

16 2. La voiture hybride selon Honda
2.3 La Honda Civic IMA 2ème génération Le moteur électrique : 65 mm Puissance : 10 kW et 13 kW en mode générateur et moteur Couple : 62 Nm à 1000 tr/mn Le moteur électrique. Il s’agit en fait d’un alternato-démarreur placé, comme on l’a vu précédemment, entre le moteur et la boite de vitesse. (ce qui n’est pas le cas pour la Toyota Prius, qui ne possède pas de bloc de transmission.) Mais ces fonctions, ne se limite pas à être un alternateur ou un démarreur, c’est également et surtout un moteur d’appoint. Le moteur électrique assiste le moteur à essence et récupère l’énergie cinétique dégagée lors des phases de décélération ou de freinage afin d’alimenter les batteries Ni-MH. Le moteur thermique et le moteur électrique sont donc complémentaires chacun étant conçu pour fonctionner de la façon la plus efficace.

17 2. La voiture hybride selon Honda
2.3 La Honda Civic IMA 2ème génération Emplacement des composants du système : Sur ce schéma nous pouvons voir la disposition des éléments composant l’intégralité du système IMA. A l’avant, le moteur thermique 1.3 litres, le moteur électrique ainsi que la boite manuelle à 5 rapports. A l’arrière, le tout logé dans le dossier de la banquette arrière, les batteries Ni-MH (nickel –hydrure de métal) ainsi que l’unité principale du contrôle de la puissance. (PCU) Les deux systèmes sont reliés par un câble à 3 phases. Moteur 1.3 litre Moteur électrique - Transmission manuelle à 5 rapports câble 3 phases Unité de contrôle de la puissance (PCU) Batteries Ni-MH

18 2. La voiture hybride selon Honda
2.3 La Honda Civic IMA 2ème génération Vitesse de croisière : Observons à présent les différents éléments en fonction selon les phases de conduite. En vitesse de croisière, seul le moteur thermique fonctionne, pour rappel, le moteur thermique est la source de puissance principale. Le conducteur peut facilement voir, à l’aide des indicateurs du tableau de bord, quels sont les éléments du système IMA en fonction. Dans le cadran supérieur, les indications « CHRG » = charge et « ASST » = Assist ne sont pas en fonction.

19 2. La voiture hybride selon Honda
2.3 La Honda Civic IMA 2ème génération Dépassement ou accélération : Lors d’un dépassement ou d’une sollicitation de l’accélérateur, le moteur électrique ainsi que l’énergie stockée dans les batteries assistent le moteur thermique. A ce moment, l’indicateur « ASST » du cadran supérieur du tableau de bord s’illumine.

20 2. La voiture hybride selon Honda
2.3 La Honda Civic IMA 2ème génération Freinage ou décélération : Lors des phases de freinage ou de décélération, le moteur électrique passe en mode alternateur afin de récupérer et transformer l’énergie cinétique pour recharger les batteries. A ce moment, c’est la fonction « CHRG » qui s’illumine sur le tableau de bord.

21 2. La voiture hybride selon Honda
2.3 La Honda Civic IMA 2ème génération A l’arrêt : A l’arrêt, le moteur thermique est automatiquement stoppé. Les équipements électriques fonctionnent à l’aide des batteries, et la climatisation fonctionne en mode « éco ». Le démarrage ce fait à l’aide du moteur électrique. Pour ce faire, la première vitesse doit être enclenchée et la pédale de l’embrayage enfoncée. Cette fonction « Stop and Go » permet a elle seule d’économiser 3 à 5 % de carburant.

22 Système de déconnexion des cylindres
2. La voiture hybride selon Honda 2.3 La Honda Civic IMA 2ème génération Système i-DSI Autres sources d’économie de carburant : Système de déconnexion des cylindres Outre la technologie IMA, la Civic hybride de Honda possède d’autres système permettant de réduire de manière non négligeable la consommation de carburant. Le système I-DSI : Dual Sequential Ignition ou système d’allumage séquentiel variable. Cette technologie agit surtout sur la réduction des émanation de CO2 lors du principe de la combustion. Ce dispositif permet une combustion plus rapide, en même temps qu’une pression très élevée dans le cylindre, ce qui conduit à un haut rendement du moteur. L’intensité de cette combustion a également pour effet de diminuer les à-coups au sein du moteur, d’obtenir un taux de compression élevé (10.8:1) et de réduire la consommation. L’autre système en place dans la Civic IMA, propre au système VTEC breveté par Honda est la déconnexion des cylindres lors des phases de décélération. Le principe est que le système IMA ferme les soupapes d’admission et d’échappement sur trois des 4 cylindres. De ce fait, le frein moteur à bas régime est réduit et facilite le mouvement des pistons dans les cylindres. Le générateur (moteur électrique) fournit alors la résistance en produisant d’avantage d’électricité.

23 2. Les véhicules hybrides
2.4 La Toyota Prius 2ème génération Phase de démarrage : Passons en revue à présent, le fonctionnement général de la Toyota Prius 2ème génération. Au démarrage et à faible allure : Pour le démarrage et à faible vitesse, le moteur électrique de la Prius est alimenté en electricité par la batterie afin de mouvoir le véhicule. Lorsque la batterie est trop faible pour exécuter sa fonction, le moteur thermique se met en marche et entraîne en même temps la génératrice nécessaire à la recharge des batteries. (différence majeure avec la Civic IMA)

24 2. Les véhicules hybrides
2.4 La Toyota Prius 2ème génération Phase de conduite normale : Lors de la conduite normale : A partir de la plage des vitesses moyennes, la Prius utilise le moteur thermique 1,5 L et le moteur électrique en combinaison pour propulser le véhicule. Au même moment le moteur thermique produit de l’électricité pour alimenter le moteur électrique et pour charger les batteries de NiMH. Lors d’un dépassement ou d’une sollicitation subite de l’accélérateur : dans ce mode de fonctionnement, les deux moteurs fonctionnent également de concert.

25 2. Les véhicules hybrides
2.4 La Toyota Prius 2ème génération Phase d’accélération : Lors d’un dépassement ou d’une sollicitation subite de l’accélérateur : dans ce mode de fonctionnement, les deux moteurs fonctionnent également de concert, et l’énérgie accumulée dans les batteries fournie une source supplémentaire de puissance.

26 2. Les véhicules hybrides
2.4 La Toyota Prius 2ème génération Phase de décélération : Lors d’un freinage ou des ralentissements : L’énergie cinétique est récupérée (5 % d’énergie récupérée) et est transformée en électricité afin de recharger les batteries. C’est le moteur électrique lui-même qui fait office de génératrice.

27 2. Les véhicules hybrides
2.4 La Toyota Prius 2ème génération A l’arrêt : A l’arrêt : Le moteur thermique de la Prius est stoppé afin d’économiser le carburant (3 à 5 % d’économie) ce qui n’empêche pas les équipements de la voiture de fonctionner (radio, climatisation…) cependant autonomie des batteries très pauvre. Il existe également la possibilité pour le conducteur de choisir le mode EV. Mode EV : La Prius offre le choix au conducteur d’opter pour le mode EV (Electrical Vehicle), comme son nom l’indique, la Prius fonctionnera ainsi, uniquement grâce au moteur électrique. (possible de rouler jusqu’à 50km/h pendant une dizaine de km, sans que le moteur thermique se mette en marche.)

28 2. Les véhicules hybrides
2.5 L’avenir de la technologie hybride chez Honda Vraisemblablement, la technologie va s’étendre à différents véhicules de la gamme, afin de pouvoir satisfaire l’objectif des normes CAFE d’ici à Mais les recherches de Honda en matière de LEV (Low Emission Vehicle) ou de ZEV (Zero Emission Vehicle) passera également par d’autres axes de recherches comme : l’amélioration des moteurs thermiques Le développement des moteurs Diesel avec filtre à particules, pourquoi pas imaginer chez Honda un véhicule hybride avec un moteur Diesel. Sans oublier, bien évidemment la pile à combustible.

29 3. La voiture hybride selon Honda & Toyota
3.1. Le marché suisse 3.2. Le marché mondial

30 3. Les hybrides sur le marché automobile
3.1 Le marché suisse Introduction Toyota Prius 2ème génération Sur le marché suisse, comme ailleurs dans le monde, seuls deux marques commercialisent des voitures hybrides. Honda et Toyota. En Suisse, Toyota a introduit sa Prius au mois de septembre de l’année De 2000 à février 2004, il s’est vendu 542 Prius en Suisse. La Honda Civic IMA, introduite sur le marché suisse en novembre 2003, s’est vendue depuis son introduction à 67 unités.

31 3. Les hybrides sur le marché automobile
3.2 Le marché mondial 140’000 40’000 44’000 15’000 Toyota domine à l’heure actuelle le marché des voitures hybrides, principalement grâce à l’introduction précoce de son modèle Prius. Au total, 140’000 Prius ont trouvé preneur dans le monde. Toyota annonce également qu’environ 40’000 véhicules équipés de la technologie hybride ont également été immatriculés. En ce qui concerne Honda, environ 15’000 Honda Insight ont été immatriculés dans le monde (Japon, US, Canada et Europe) ainsi que 44’000 Civic IMA. Ce qui porte le total à 59’000 voitures hybrides dans le monde pour la marque Honda. En guise de conclusion, reprendre la question abordée dans le résumé et broder avec les chiffres que l’on vient de présenter.

32 Merci de votre attention !