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Pour les personnes qui souhaitent comprendre en détail les subtilités techniques du système hybride e:HEV de Honda.
L'assemblage des divers composants
Dans notre système hybride e:HEV breveté, le moteur à essence est connecté au générateur, tandis que les roues, via le différentiel, sont entraînées par un moteur électrique. Un embrayage, généralement ouvert, se trouve entre le moteur à essence/générateur et le moteur électrique/roues. Cela signifie que le moteur à essence est habituellement désolidarisé mécaniquement des roues. Grâce à cette configuration, le moteur à essence peut fonctionner indépendamment de la vitesse du véhicule, à son régime optimal et avec une charge idéale, ce qui maximise son efficacité.
Le secret de l'efficacité du moteur à essence
Le générateur, entraîné par le moteur à essence, produit l’électricité nécessaire au moteur électrique de traction pour propulser le véhicule.
Dans ce processus, le moteur à essence est autant que possible maintenu à son point de fonctionnement le plus économe en carburant. Si l’énergie produite par le moteur à essence est insuffisante pour répondre aux besoins du moteur électrique, la batterie peut temporairement fournir un complément d’énergie tout en permettant au moteur à essence de rester dans sa zone optimale de consommation. En revanche, si le moteur à essence produit plus d’énergie que nécessaire, l’excédent est utilisé pour recharger la batterie. Ainsi, on s’assure que le moteur à essence fonctionne aussi souvent que possible dans sa zone de consommation minimale.
Mais pourquoi est-il si important que le moteur à essence soit maintenu dans son point de consommation optimal ?
Pour répondre à cette question, examinons de manière schématique la carte d’efficacité d’un moteur à essence (voir illustration ci-dessous), qui représente le rendement en fonction du régime moteur et de la charge (ou du couple moteur). Cette carte, appelée "consommation spécifique de carburant", montre la quantité de carburant nécessaire pour accomplir une même tâche.
On y observe que le point le plus économe se situe autour de 2 000 tours par minute, avec une charge moteur d’environ 70 % (zone claire). S’éloigner de ce point optimal peut entraîner une augmentation de la consommation de carburant de 25 % ou plus pour une même tâche. C’est pourquoi il est essentiel, pour réduire la consommation de carburant, de maintenir le moteur à essence aussi souvent que possible dans cette zone optimale, appelée « sweet spot ».
Voici une représentation schématique du champ de rendement d’un moteur à essence, illustrant la relation entre le régime moteur et la charge (ou le couple moteur). Le point de consommation le plus économe (zone claire) se situe autour de 2 000 tours par minute, avec une charge moteur d’environ 70 %.
Lorsque l'on conduit un véhicule classique (d'une marque concurrente) équipé d'une boîte de vitesses manuelle à travers le champ de rendement et que l'on change les rapports en montant les vitesses, voici à quoi cela ressemble.
On constate que, dans les rapports de vitesse, il est difficile d'atteindre la zone de consommation optimale, et si cela se produit, c'est généralement pour une très courte durée.
Dans le système e:HEV de Honda, le moteur à essence n'est pas connecté aux roues, ce qui permet d'atteindre à tout moment le point de fonctionnement le plus économique.
Si l'état de conduite nécessite plus d'énergie, de sorte que le moteur doit supporter une charge plus élevée, la batterie peut fournir un soutien en propulsion pour réduire la charge du moteur et ainsi permettre au moteur de fonctionner à nouveau dans la zone de consommation optimale
Si l'état de conduite exige trop peu de charge du moteur, la recharge de la batterie peut augmenter la charge du moteur pour le faire fonctionner à nouveau dans la plage optimale de consommation. Ainsi, la batterie permet au moteur à essence de fonctionner aussi souvent que possible dans son point de consommation optimale.
La différence de consommation entre un point de fonctionnement avec un bon rendement et un point avec un mauvais rendement peut rapidement atteindre 50 %. C'est pourquoi le système hybride e:HEV consomme beaucoup moins de carburant qu'un moteur conventionnel.
Quelques offres sur notre gamme hybride
Véhicules hybrides Honda : Encore quelques questions...
Le système e:HEV a-t-il une boîte de vitesses ?
Non ! Le système e:HEV n'a pas besoin de boîte de vitesses. Grâce à la conception hybride brevetée e:HEV, le moteur électrique de traction peut couvrir toute la plage de régime, de l'accélération jusqu'à la vitesse maximale, car il est conçu pour atteindre des régimes très élevés et peut tourner bien plus vite que les moteurs électriques conventionnels. C'est typiquement Honda. L'élimination de la boîte de vitesses présente l'énorme avantage de supprimer les pertes par friction mécanique, causées par les dents d'engrenage qui s'emboîtent dans une boîte de vitesses, ce qui permet d'augmenter l'efficacité. De plus, l'espace libéré par l'absence de boîte de vitesses peut être utilisé pour des composants de traction plus puissants.
L'idée brillante d'utiliser un embrayage pour connecter le moteur à essence aux roues permet également de déconnecter complètement le moteur à essence des roues, c'est-à-dire que lorsque le système e:HEV fonctionne uniquement en mode électrique, il n'a pas besoin de traîner le moteur à essence, même s'il est éteint, ce que d'autres systèmes sur le marché doivent faire, par exemple ceux utilisant un mécanisme à roue planétaire ou une transmission à variation continue.
La dernière génération du système e:HEV, qui équipe le nouveau CR-V (FHEV et PHEV), utilise 2 rapports pour le moteur à essence, couplés à 2 embrayages. Cela permet de choisir un rapport court pour le moteur électrique afin d'obtenir une bonne accélération, et un rapport long pour la vitesse maximale, désormais atteinte avec le moteur à essence. Ainsi, deux objectifs sont atteints en même temps. Grâce à ces deux rapports différents pour le moteur à essence, le nouveau CR-V peut entraîner directement les roues avec le moteur à essence à la fois à faibles et à hautes vitesses, tout en étant très efficace avec des pertes minimales. Dans le cas du PHEV, le CR-V utilise le rapport court pour entraîner le véhicule avec le moteur à essence en mode remorquage (mode TOW) tout en doublant la force de traction de la charge remorquée grâce au moteur électrique et à la grande batterie sur de longues distances (ce que le FHEV ne peut pas faire à cause de la petite batterie). Par conséquent, le CR-V PHEV peut tirer deux fois plus de charge qu'un FHEV.
Qu'est-ce que le Linear Shift Control ?
Lorsque le moteur à essence est maintenu à un régime constant pendant l'accélération du véhicule, cela peut paraître étrange. C'est pourquoi Honda a inventé le Linear Shift Control, qui simule l'augmentation dynamique du régime moteur ainsi que les changements de vitesses. Puisque le moteur à essence est complètement séparé des roues en mode hybride, il est possible de faire ce que l'on veut avec ce moteur. Lors de l'accélération, nous faisons monter le moteur à essence dans les tours, comme un véhicule sportif, et simulons même les changements de vitesses. Nous faisons de même lors des rétrogradations. Cela augmente légèrement la consommation, mais le résultat est mille fois plus sportif et naturel, car l'homme s'attend à une montée du régime moteur lorsqu'il accélère. Sur le Civic, cela modifie même le son du moteur, ce qui ravira les amateurs de VTEC.
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