Hybridation : l’électrique sans les contraintes ?

 L’hybridation est l’installation de deux systèmes de motorisations complémentaires sur un véhicule. C’est actuellement le montage d’un moteur thermique associé à un moteur électrique en parallèle ou en série. L’hybridation parallèle signifie que le moteur électrique est accouplé au moteur thermique pour entraîner les roues, l’hybridation série indique que le moteur thermique n’est utilisé que pour recharger la batterie et fournir du courant au moteur électrique. On nomme aussi cette solution « prolongateur d’autonomie ».On distingue également des équipements « mild hybride » et « hybride rechargeable » (ou plug in). Ce dernier embarque une batterie capable d’assurer plusieurs dizaines de kilomètre d’autonomie électrique et qui peut être rechargée sur une prise de courant, en n’utilisant pas le moteur thermique pour sa recharge. Le « mild hybride » n’utilise le moteur électrique que pour un appoint d’accélération et pour redémarrer en phase de « stop and start ».

Le principe

Le cas le plus répandu est celui de l’hybride parallèle. Un moteur thermique est accouplé à un moteur électrique et à une boîte de vitesses qui permet de les faire fonctionner ensemble ou séparément. Une batterie haute tension permet le fonctionnement indépendant du moteur électrique sur 8 à 50 km (avec des batteries d’une puissance jusqu’à 10 kWh) et à une vitesse limitée. Quel que soit le type d’hybridation, quand le véhicule est en fonctionnement, le moteur thermique doit être arrêté le plus souvent possible. Le moteur électrique peut faire office de démarreur ou recevoir l’aide d’un second moteur électrique pour redémarrer automatiquement lorsque les conditions d’utilisation l’imposent.

Le(s) montage(s)

Il y a de nombreuses configurations possibles pour organiser le moteur thermique, le moteur électrique et la transmission. Parmi les précurseurs, Honda installe l’appoint électrique à la place du volant moteur (solution la plus courante dans l’hybridation actuelle). Avec un découplage du vilebrequin, il est possible d’utiliser la fonction électrique seule, et en embrayant les deux moteurs, il n’y a pas besoin de démarreur. Avec une gestion électronique appropriée, la batterie peut être rechargée par inversion de courant dans les bobinages du moteur électrique.Plus raffinée, la solution Toyota utilise deux moteurs électriques. Un petit élément est disposé comme pour le Honda, mais une transmission à 1 train épicycloïdal (engrenage à trois arbres) fait intervenir un second moteur électrique indépendant. Le train épicycloïdal assure la démultiplication de la vitesse des moteurs séparément (moteur thermique en marche, moteur électrique arrêté, ou l’inverse) ou simultanément en faisant varier la vitesse de chacun des moteurs. On obtient ainsi une transmission continûment variable où l’importance de chacun des moteurs peut évoluer séparément. L’énergie est ainsi mieux gérée.PSA, en utilisant le système Bosch « Hybrid 4 », propose sa propre solution qui permet de disposer d’une transmission intégrale en même temps qu’une hybridation. Le moteur thermique (diesel) entraîne les roues avant avec un gros alternateur qui recharge la batterie haute tension. Sur le train arrière, un moteur électrique assure la propulsion. Une autonomie de 10 km est possible en tout électrique. De nombreux véhicules hybrides récents -Volkswagen GTE, BMW ActiveHybrid- qui sont rechargeables sur le secteur (Plug In) permettent 40 à 50 km en tout électrique. Quelques modèles plus extrêmes n’utilisent le moteur thermique que pour recharger les batteries. La BMW i3 ne dispose que d’un 2 cylindres de 650 cm3 à essence qui permet de prolonger de 180 km l’autonomie. Une nouvelle solution émerge, avec une tension de 48V pour la partie électrique. Moins coûteuse, elle peut s’affirmer à l’avenir pour des véhicules de grande diffusion, en attendant que la voiture électrique soit réellement autonome (voir encadré).

Et le mécano ?

Les batteries des hybrides sont communément de 300 à 400 V. Pour le mécanicien, une intervention sur une hybride signifie formation aux hautes tensions, agrément et équipement spécialisé. Cette réglementation vaut pour toutes les interventions sur le véhicule, même un contrôle de filtres, des freins ou d’une ampoule ! La nouvelle génération d’hybrides 48V est compatible avec une formation classique et un matériel traditionnel, ce qui est un atout important pour les réseaux de réparation des constructeurs.Véhicule hybride ou électrique signifie également que les pièces du moteur s’usent moins vite, voire sont inexistantes. Moins de réparation donc... Il en est de même pour les freins, car une partie du freinage se fait en récupération d’énergie, c'est-à-dire sans action sur le freinage. 

Hybridation : les +

• Baisse de la pollution ;
• Mécanique sans entretien ;
• Image high tech de l’atelier.

 

Hybridation : les -

• Formation indispensable ;
• Un outillage spécifique supplémentaire ;
• Peu d’entretien et de réparations ;