Hybridation simple: le meilleur des deux mondes

Réactif, efficient, compact, fiable : le moteur électrique a toutes les caractéristiques requises pour la propulsion d’une automobile. Il est en revanche largement pénalisé par le stockage de l’énergie électrique nécessitant des batteries qui, malgré leurs progrès constants, restent lourdes et de faible capacité (env. 0,2 kWh d’énergie électrique par kilogramme de batterie embarqué).

Avec une source d’énergie très dense (env. 10 kWh par kilogramme de carburant), le moteur à combustion interne a pour lui l’endurance, mais il pèche par un faible rendement énergétique maximal d’environ 40 % qui ne s’obtient du reste qu’à des régimes et des charges très précis. En outre, les changements de régimes incessants, ou les faibles vitesses, sont sources de surconsommations ponctuelles qui dégradent encore son rendement moyen.

Le concept d’hybridation vise à associer de manière collaborative chacune des deux motorisations en privilégiant leur domaine d’action de prédilection. Ainsi, le moteur électrique aura pour mission de remplacer le moteur thermique à très faible vitesse, et de le suppléer lors des accélérations. Le moteur thermique aura quant à lui pour mission de propulser le véhicule à vitesse constante sur la plage de régime correspondant à son efficience maximale. Cette association a pour effet supplémentaire de pouvoir optimiser chacune des chaînes de traction. Ainsi, la capacité de la batterie est limitée à l’énergie nécessaire à des accélérations fortes mais courtes, ou des déplacements à faible vitesse peu gourmands en énergie. Le moteur thermique verra quant à lui sa conception et ses réglages affranchis des changements de régimes continuels au bénéfice d’une optimisation sur une zone de fonctionnement limitée. Sur ces zones spécifiques, la recharge de la batterie s’obtient au prix d’une surconsommation marginale. La boucle est bouclée !

L’hybridation rechargeable, si elle offre une plus grande autonomie en zéro émission, nécessite quant à elle de plus lourdes batteries et une charge régulière pour être parfaitement efficiente.

Pour en savoir plus :  l’intégralité des contenus est disponible dans le N° Hors Série de la Revue « Ingénieurs de l’Automobile »