Philippe Gaultier

1
Motorisation Hybride

• Philippe Gaultier
• Directeur de la formation Vente et Après-Vente
• Conseil Général du Val dOIse 4 octobre 2007

Université Toyota
2
Challenges
Augmentation de la pression sur lautomobile et
les activités de production
Augmentation de la pression sociale et politique
sur les aspects liés à lenvironnement
Comment sadapter à tous ces challenges sans
pénaliser léconomie?
3
Les challenges liés à lEnvironnement 
Source Toyota Motor Corporation
4
Augmentation du parc roulant
(million véhicules)
0
Années
Source Handbook of automotive industry
5
Le développement durable
Emissions
Environnement
Energie
Demande, Mix
Mobilité
Congestion, Accès
Sécurité
Accidents, Sécurité
Qualité de vie
La Société
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Le développement durable
Faible émission de CO2 NOx /
particules Quel que soit le carburant utilisé
Finalité
Neutralité de lénergie
7
La situation en Europe

• Nécessité pour réduire les émissions de CO2
• Et propres pour un développement durable

Particules NOx
Euro IV Euro V
8
Normes antipollution

• g/Km

9
Axe de réflexion

• La première voiture que conduira un jour un
  enfant, né aujourdhui, ne polluera pas
• Discours de l Union, janvier 2003

10
Objectif

• Le but à atteindre est davoir des voitures
  moins agressives pour lenvironnement tout en
  préservant le plaisir de conduire .
• A. Saïto (Toyota Motor Corporation)

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Vers le futur
Motorisation essence
(US ULEV 0.125 g/km )
Diesel
(EURO3 0.50g/km)
Diesel Propre
Futur Diesel
(EURO4 0.25g/km)
Hybride
D-CAT
Consommation / CO2
Hybride

Hybride
1/3
Vers 2015
Zéro CO2
Hydrogène?
Emissions de NOx
12
(No Transcript)
13
Connaissance de technologies des groupes
propulseurs
14
Les besoins d informations

• Intérêt pour la Technologie
• Fiscalité
• Conduite urbaine
• Impact sur lenvironnement
• Fiabilité

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Evolution des ventes de véhicules hybrides.
(2002-2010)

• En 2010, le marché des véhicules hybrides
  représentera 3 du marché européen.

16
Toyota PriusHybrid Synergy DriveTechnologie
HybridePRIUS
Université Toyota France
17
Pourquoi moins de CO2

• Freinage

Energie provenant du carburant
Pertes
18
Rendement

19
Quest ce quun véhicule hybride?
Toyota Hybrid Synergy Drive

• Thermique Electrique
• Hybride

20
Les systèmes hybrides
21
Comparaison des systèmes hybrides
22
Classification des systèmes hybrides
Toyota Hybrid Synergy Drive
Système hybride en parallèle

• 1-Moteur thermique
• Source principale dénergie.

1

• 2-Moteur électrique/générateur
• Assiste le moteur thermique.
• Ou
• Charge la batterie.

2
23
Classification des systèmes hybrides
Toyota Hybrid Synergy Drive
3

• Système hybride en série

• 1-Moteur thermique
• Entraînement du générateur.

1

• 2-Moteur électrique
• Entraînement des roues.

• 3-Générateur
• Alimentation du moteur électrique
• Charge de la batterie.

2
24
Toyota Hybrid Synergy Drive
Toyota Hybrid Synergy Drive
3

• 1- Moteur électrique
• Pollution nulle.
• Fort couple dès le départ (400Nm? 4.0 L. ).
• Silence.

1

• 2-Moteur thermique
• Réglage VVT-i particulier (cycle Atkinson).
• Haut rendement.
• Faible consommation.
• Faible pollution.

2

• 3-Générateur séparé
• Possibilité de traction électrique et de charge
  de batterie simultanées.

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Composants du systèmeToyota Hybrid Synergy
Drive
Toyota Hybrid Synergy Drive

• Schéma de principe

Générateur (MG1)
Batterie HV
Moteur thermique
HV Battery
MG1
Inverseurconvertisseur
Inv
Répartiteur de puissance (train épicycloïdal)
PS
MG2
Moteur électrique(MG2)
Différentiel
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Composants du systèmeToyota Hybrid Synergy
Drive
Toyota Hybrid Synergy Drive

• Moteur thermique
• 4cylindres,bloc aluminium ,1.5 l, 16S DOHC. VVT-i
  Atkinson

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Composants du système
Toyota Hybrid Synergy Drive

• Moteur électrique (MG2)
• Traction électrique.
• Moteur autonome ou assisté par le moteur
  thermique
• Recharge la batterie lors des décélérations.
• Couple maxi 400Nm de 0 à 1200 tr/mn.(? V8-4L).

28

Toyota Hybrid Synergy Drive
Composants du système

• Combinaison des 2 modes de traction
• 478 Nm jusquà 22 Km/h
• 0à 100Km/h en 10,9 secondes.
• 82kW (111ch) à partir de 85 Km/h.

Couple et puissance
29
(No Transcript)
30
Composants du système
Toyota Hybrid Synergy Drive

• Transmission hybride
• Se comporte comme une transmission à variation
  continue (pas de passage de rapport)

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Composants du système
Toyota Hybrid Synergy Drive

• Générateur (MG1)
• Entrainé par le moteur thermique, il fournit
  lénergie nécessaire à la charge de la batterie
  et à lalimentation du moteur électrique.
• Sa vitesse de rotation maxi (10000 tr/mn) lui
  confère une grande capacité de charge.

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Composants du système
Toyota Hybrid Synergy Drive

• Répartiteur de puissance
• Le répartiteur de puissance est le coeur du
  système. Un train épicycloïdal relie
  mécaniquement les moteurs thermiques et
  électriques(MG2), et le générateur(MG1).

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Composants du système
Toyota Hybrid Synergy Drive

• Ensemble inverseur-convertisseur
• Assure la liaison électrique entre
• La batterie 201,6 V DC gtfaible volume(gain de
  poids).
• Lensemble moteur/générateur 500V AC
  .gtperformance, rendement.

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Composants du système
Toyota Hybrid Synergy Drive

• Ensemble Batterie HV
• Ensemble de batteries étanches, hydrure de
  métal-nickel.
• 28 modules x 6 cellules 168 cellules.
• 168 cellules x 1,2 V 201,6 V DC.
• Capacité 6,5 Ah.

Connecteur de service
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Composants du système
Toyota Hybrid Synergy Drive

• Batterie 12V auxiliaire
• Spécifique Prius, elle alimente léquipement
  électrique du véhicule (hors système hybride et
  compresseur de climatisation)

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Gestion de lénergie
Toyota Hybrid Synergy Drive
Energie requise pour déplacer le véhicule.
Energie fournie par le moteur thermique.
Lénergie provient de la batterie HV
Lénergie cinétique est transformée en énergie
électrique. (Régénération)
En vitesse stabilisée, le surplus dénergie
charge la batterie HV
Accélération
Vitesse stabilisée
Décélération
Véhicule à larrêt, le moteur stoppe.
Le moteur est en zone de rendement maxi.
Le moteur stoppe
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Accélération/performance
Toyota Hybrid Synergy Drive
Comparatif daccélération de 50 à 80 km/h.

Réponse immédiate du moteur électrique Couple
élevé
Accélération sans à-coups
Accélération soutenue
Le THSD permet davoir un temps de réponse
minimum et une accélération soutenue et agréable,
tout en réduisant de manière importante la
consommation et la pollution.
Prius
Véhicule moteur 2,4l essence
Perte daccélération due au passage des
vitesses
Temps
38
Utilisation.
Toyota Hybrid Synergy Drive

• Ecran de surveillance dénergie
• Les flèches indiquent le flux dénergie
• Orange (Thermique)
• Jaune (Electrique)
• Etat de la batterie
• Charge correcte.
• Charge moyenne.
• Charge faible.

39
Utilisation.
Toyota Hybrid Synergy Drive

• Démarrage du système.

Le moteur thermique ne démarre que sous certaines
conditions de charge batterie et de température
moteur.
Le générateur nest opérationnel quen position
P,D,R et B.
40
Utilisation.
Toyota Hybrid Synergy Drive

• Départ du véhicule

A basse vitesse et faible accélération, Prius se
déplace à lénergie électrique si la batterie est
suffisamment chargée.
41
Utilisation.
Toyota Hybrid Synergy Drive

• Roulage normal

Le moteur thermique est la source principale
dénergie. entraîne le générateur qui peut
alimenter la batterie HV et le moteur électrique
et donc les roues
42
Utilisation.
Toyota Hybrid Synergy Drive

• Marche arrière

La marche arrière seffectue uniquement à
lénergie électrique sauf dans les cas suivants
moteur froid, batterie déchargée, température
batterie hors limites.
43
Utilisation.
Toyota Hybrid Synergy Drive
Forte accélération
Lorsque le conducteur a besoin de puissance, les
sources dénergie se combinent la batterie HV,
le moteur électrique et le moteur thermique.
44
Utilisation.
Toyota Hybrid Synergy Drive
Décélération ou freinage.
Lors de la décélération, le moteur électrique se
comporte comme un générateur puissant pour
récupérer lénergie cinétique du véhicule. La
position B reproduit leffet dun rétrogradage.
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ECB (Electronically Controlled Brake System)
Chassis

• Répartition de la force de freinage

Demande du conducteur
Force de freinage hydraulique
Force de freinage
Force de freinage de régénération
Temps
Exemple de répartition de freinage
46
Utilisation.
Toyota Hybrid Synergy Drive
Il ny a aucun risque de déchargeexcessive de la
batterie

• Mode de conduite électrique EV Mode.
• Le moteur thermique est désactivé.
• Environ 1km dautonomie à 45 km/h (batterie
  correctement chargée)

Annulation du mode EV si

• Moteur thermique froid
• Faible état de charge de la batterie
• T batterie hors limites
• Forte demande de puissance
• Vitesse véhicule gt 50km/h

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Le développement durable
Emissions
Environnement
Energie
Demande, Mix
Mobilité
Congestion, Accès
Sécurité
Accidents, Sécurité
Qualité de vie
La Société
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Merci de votre attention
Université Toyota