Moteur hybride

[Zozo_MP]

Bonjour

A propos des moteurs hybrides, qui peut me dire comment fonctionne la Prius car je n'ai rien trouvé d'intéressant à par du "blabla" marketing.

D'ou vient l'électricité? dis autrement, pile à combustible ou autres. Si c'est une pile à combustible quel principe est utilisé.

Cordialement

[poly71]

Bonjour,

l'énergie électrique vient :

• du freinage
• du moteur thermique

[claude27]

Bonjour,

l'énergie électrique vient :

• du freinage
• du moteur thermique

via les batteries !!!! qui sont chargées par l' alterno - démarreur !
maintenant Toyota a sorti au US une version de la Prius rechargeable sur le secteur .
des malins avaient déjà bricolé ça en californie !

[michel dhieux]

bonsoir:
je crois que pour comprendre la prius, il faut le faire en deux etapes.
d abord le différentiel:
les deux moteurs electrique et thermique, sont " liés " par un système de différentiel et c est par toujours simple a comprendre.....
c est le principe du plus faible qui travaille
voir sur le lien suivant;(en bas lien à visiter, gros plan sur la motorisation
hybride de la prius 2)
http://www.achats-industriels.com/automobile/toyota.asp
c est exactement le même principe (ou a peu près) que les tracteurs CLASS vario -NEW HOLLAND ,TVT -JHONN DEERE ,IVT sauf que pour les tracteurs c est thermique et hydraulique : (voir le fichier attaché)
si le sujet ci dessus et bien compris = = >>> on passera a la partie electrique du moteur qui a un système d alimentation a haute tension.
cordialement
Michel

[polo974]

C'est assez usine à gaz chez toy, comparé au truc plus simple de honda...

Ils doivent avoir des problèmes dans la conception électronique, sinon, à quoi bon balancer un diff dans le chemin, ce qui doit bien consommer 1 ou 2% de l'énergie du moteur en permanence... Sans parler des pertes lorsque la batterie est pleine: double conversion = pertes doubles...

Typiquement, le moteur thermique va fournir de l'énergie pour les roues et pour le générateur qui va transmettre l'énergie sous forme électrique à l'unité de contrôle. Si la batterie est suffisamment rechargée, l'énergie électrique est re-dirigée sur le moteur électrique.

[Zozo_MP]

Bonsoir

Merci à tous les cinq pour vos réponses.

Très intéressant et instructif.

Quels sont les inconvénients du système toyota. Je suppose que les autres constructeurs automobiles qui n'ont pas fait ce choix technologique doivent avoir d'autres arguments.

Cordialement

[wizz]

Bonsoir.

Sur la Prius, il n'y a pas de boite de vitesse "mécanique", pas de poulie variateur. Pourtant, cette voiture est bien une CVT. Et c'est grace à son principe de fonctionnement.

Supposons une voiture classique équivalente. On roule à 90km/h et le moteur est à 3000rpm. On est sur la 6e vitesse qui a pour démultiplication "30km/h à 1000rpm".

Sur la Prius, le moteur thermique et l'alternateur sont liés.
Cet ensemble est relié à "un mécanisme" (un train épicycloidal) qui entraine ensuite les roues.
Cet ensemble a une démultiplication de "15km/h à 1000rpm". Donc à 3000rpm, la voiture ne roulera qu'à 45km/h.
C'est là qu'intervient le principe de la CVT:
-50% de la puissance produite par le moteur thermique sert à produire de l'électricité....qui sert à faire fontionner un moteur électrique...qui est relié au train épicycloidal pour entrainer aussi les roues. Et ce moteur électrique a une démultiplication de "15km/h à 1000rpm". (si on suppose sa plage de fontionnement 0-6000rpm tout comme le moteur thermique)

-> donc les 2 cumulés feront avancer la voiture à 90km/h à 3000rpm moteur thermique. D'où le terme hybride semi-parallèle et semi-série.

#1: Si momentannement, on veut rouler à 105km/h pour doubler un camion, alors le moteur thermique peut rester à régime constant. Le système de gestion va alors utiliser l'énergie de la batterie pour pousser le moteur électrique à 4000rpm. Le cumul donnera alors 105km/h.

#2: Par contre, si l'utilisation de la batterie n'est pas possible, alors le moteur thermique montera à 3500rpm, et l'énergie électrique produite par le générateur fera turner le moteur électrique à 3500rpm aussi. La voiture roulera à 105km/h.

#3: Et enfin, le système de gestion peut ordonner au moteur thermique de tourner à 4000rpm, qui mécaniquement fera avancer la voiture à 60hm/h. Et la gestion ne fera tourner le moteur électrique qu'à 3000rpm (45km/h). Le total fait toujours 105km/h. Mais l'énergie électrique produite par le générateur qui aurait pu faire tourner le moteur électrique à 4000rpm n'est pas utilisé dans sa totalité. Cette partie non utilisée ira recharger la batterie.

#4: Et de même, lorsqu'on veut ralentir un peu à 75km/h pour passer un virage, le système peut demander au moteur thermique de continuer de tourner à 3000rpm, mais de baisser celui électrique à 2000rpm. L'énergie électrique non utilisée ira recharger la batterie. C'est d'ailleur une des fausses légendes du "on lève le pied de l'accélérateur à chaque virage, on fait un freinage regénérateur et recharge vachement la batterie"

INCONVENIENTS:
-> On voit qu'à vitesse constante sur route ou autoroute, 50% de la puissance produite doit passer par l'alternateur (1ere perte de rendement) avant de faire fontionner le moteur électrique (2eme perte de rendement). Donc autant n'utiliser "que 2 pignons" comme sur une boite mécanique.

-> Pour une utilisation autoroute et route à vitesse constante, on traine du poids inutilement

AVANTAGES:
-> freinage régénérateur d'énergie (si conduite paisible et anticipée)

-> le moteur n'a pas à subir de brusque accélération (source de surconsommation) pour doubler rapidement, avant de revenir à la vitesse initiale

-> le moteur n'a pas subir de brusque accélération pour rouler à une vitesse supérieure comme un passage de 90km/h à 110km/h. Il peut se permettre d'accélérer tout doucement en laissant le moteur électrique se charger de ce besogne. Ensuite, il lui suffit de tourner un peu plus rapidement que nécéssaire (cas #3) pour recharger les batteries. On a alors une performance en accélération comme en conduite sportive tout en ne consommant comme une conduite pépère.

-> avoir une démultiplication globalement plus longue.
Sur une voiture classique, on pourrait rouler à 80km/h en 6eme. Mais on est à la limite de "faire caler le moteur". On n'a aucune reprise. Il faut alors descendre d'un ou deux rapport si on veut doubler rapidement, puis de repasser en 6eme... Et ça lasse à la longue. Et donc on préfère rouler en 4e ou en 5e pour avoir plus de pêche, quitte à produire plus de puissance que nécéssaire.
Sur la Prius à la même vitesse, l'ensemble est à la limite aussi équivalent à une 6eme. Mais par contre, on possède une réserve de puissance avec la batterie. Et comme le moteur électrique est surdimensionné et possède beaucoup de couple, on aura alors une accélération comme si on était en 4eme.
Sur une long trajet, on ne passe que quelques petits pourcents du temps à vraiment solliciter le moteur et le reste à vitesse constante pépère où on pourrait ne produire que la puissance nécéssaire pour rouler. La Prius permet d'associer ces 2 besoins opposés.

-> en ville, à faible vitesse, le moteur thermique est très mauvais aux régimes moteur faibles. Il vaut mieux forcer le moteur thermique pour produire plus d'énergie que nécéssaire, puis de l'arrêter pour rouler en mode électrique.
Exemple pour rouler à 30km/h:
-moteur thermique à 2000rpm et moteur électrique arrêté. Donc 50% d'énergie stockée.
-puis moteur thermique arrêté et moteur électrique à 2000rpm. Utilisation de l'énergie précédemment stockée. Même avec les pertes de rendement (alternateur -> recharger batterie -> décharger batterie -> moteur élect), c'est encore mieux que de ramper à 1500rpm en 2eme vitesse sur une voiture classique.

Attention: Les chiffres ci-dessus ne sont pas la vérité. Je les ai choisis de manière simple pour expliquer le principe de fontionnement.

Pourquoi Toyota a t il choisi cette méthode d'usine à gaz?
C'est à cause du choix du moteur thermique: c'est un moteur à cycle Atkinson (parfois appelé moteur à 5 temps). Il possède un meilleur rendement énergétique mais l'agrément est lamentable, surtout à faible régime. Les reprises sont asthmatiques comparées aux punchs des moteur classiques essences ou diesel, meme ordinaires.
Donc avec un moteur électrique qui fontionne en permanence, les reprises seront instantanées et sans accoups. Pas besoin de lancer légèrement le moteur électrique, embrayer celui ci avec la transmission, puis envoyer les ampères pour accélérer....avec forcement un léger délais et un accoup.

[Zozo_MP]

Bonsoir

Merci Wizz, c'est très clair.

A noter que par rapport aux pertes que tu évoques la prius consomme 5 litres au 100 et seulement 104g/km de CO² soit moins qu'une 107 ou une AYGO. Comme c'est une grosse voiture (plus grand qu'une 307) ce n'est pas mal. Qu'en penses-tu ?

Cordialement

[michel dhieux]

bonsoir
absolument rien a rajouter au texte de Wizz, sinon pour la partie electrique,
http://127.0.0.1:4664/redir?url=http...iQ0Lk_dvbpo6fE

noter: l alimentation haute tension,les batteries, la BdV a variation continue,la recup d energie et le stop and go....
cordialement
Michel

[Zozo_MP]

Bonjour

Merci à tous pour toutes ces précieuses informations.
Décidemment vous êtes trop forts.

Cordialement

[wizz]

Si la Prius est aussi économe, ce n'est pas uniquement grace à son hybride, ni uniquement grace à son moteur Atkinson. C'est aussi grace à son magnifique coef aéro Cx qui est de 0.26
Pour comparaison, la plupart des berlines équivalentes sont dans la plage 0.29-0.32
Pour des raisons découlement d'air, une petite voiture n'est pas forcement efficace pour sa pénétration dans l'air.
A ton avis, est ce que la Twingo 1 est aéro ou non?
La réponse est....non. Son coef Cx est de 0.35 , et c'est identique à celle d'une Renault Espace!!!

Prennons la Prius, et modifions son aéro (par rajout d'une galerie, etc...) pour qu'elle fasse 0.30, alors elle consommera sur un trajet (non à allure d'escargot) environ 13% de plus, uniquement à cause de l'augmentation de la résistance de l'air
Et si on modifie son Cx à 0.35, alors elle consommera....0.26% de plus!!!

C'est donc pas très honnête de comparer la consommation moyenne d'homologation d'une Prius à celle d'une petite voiture....

[chatelot16]

atention la puissance aero dynamique ne depand pas que du CX mais est multiplié par la section de la voiture en m²

donc il faudrait absolument faire des voitures etroites et longue plutot que large et courte

effet secondaire une voiture longue peut avoir un arriere pointu tres favorable au CX ce qui est impossible sur les voitures courtes

[wizz]

Pa = 1/2 * S * Cx * 'rho' * V³

si je me souviens bien

[chatelot16]

merci de m'avoir parlé du moteur atkinson

c'est une idée que j'ai depuis toujours : augmenter le raport volumetrique du moteur , mais saboter l'admission pour ne pas l'utiliser entierement et garder la compression normale : du coup la detente utilise l'energie plus loin que dans un moteur normal

j'en ai revé toyota l'a fait

[wizz]

chatelot16

Si tu veux bien nous partager tes connaissances, expliquer à ceux qui ne connaissent pas forcement le pourquoi du moteur Atkinson...

Façon vulgarisée pour être facilement compréhensible par la majorité.
Ce serait sympa.