Véhicules hybrides : Principes de fonctionnement, structure, avantages et inconvénients à connaître

Il existe quatre principaux types de véhicules hybrides : parallèle, série, hybride rechargeable (PHEV) et hybride léger. Chacun présente ses propres avantages et inconvénients, et convient à des besoins différents.

Résumé rapide :

Il existe quatre principaux types de voitures hybrides.

Hybrides parallèles : Consommation de carburant optimale en milieu urbain, passage de vitesses en douceur, mais performances réduites à haute vitesse.

Hybrides en série : efficaces à vitesse constante, mais nécessitent de grosses batteries, moins courantes dans les voitures particulières .

Hybrides rechargeables : fonctionnent à l’électricité sur de courtes distances, réduisant ainsi les coûts de carburant, mais nécessitent des recharges fréquentes et ont un coût initial élevé.

Hybrides légers : économiques et faciles à intégrer, mais l’amélioration de la consommation de carburant est négligeable.

Qu'est-ce qu'une voiture hybride ?

Les véhicules hybrides sont devenus un choix populaire auprès des acheteurs de voitures grâce à leur faible consommation de carburant et à leurs émissions réduites. La Toyota Prius, bien que n'étant pas la première hybride, a ouvert la voie à son succès commercial en introduisant le système hybride parallèle à deux moteurs.

Mais comment fonctionnent les différents types de voitures hybrides et qu'est-ce qui les distingue ?

Hybrides parallèles

Les systèmes hybrides parallèles utilisent à la fois un moteur à essence et un moteur électrique pour entraîner les roues, qui peuvent fonctionner simultanément ou indépendamment. Toyota a introduit ce système pour la première fois sur la Prius au Japon en 1997, avec deux moteurs électriques placés entre le moteur à essence et les roues avant, utilisant une batterie de petite capacité (0,8 à 1,4 kWh).

Le système intègre une fonction de « répartition de la puissance », combinant les deux sources d'énergie pour transmettre le couple exclusivement aux roues. À basse vitesse ou en cas de faible charge, le véhicule peut fonctionner en mode tout électrique, tandis que le moteur à essence prend le relais lorsque davantage de puissance est nécessaire.

Le système de freinage régénératif récupère jusqu'à 30 % de l'énergie, ce qui se traduit par une consommation de carburant impressionnante : 17 à 23 km/l sur la Toyota Prius ou Corolla Hybride.

L'efficacité maximale est atteinte en conditions de circulation urbaine, où le véhicule s'arrête et redémarre fréquemment. La transmission planétaire remplace une boîte de vitesses conventionnelle, permettant un ajustement continu du rapport de transmission, optimisant ainsi l'utilisation de l'énergie électrique et réduisant la consommation de carburant.

Hybrides en série

Contrairement aux systèmes hybrides parallèles, les systèmes hybrides série sont plus simples. Le moteur à essence sert uniquement à alimenter le générateur, qui recharge la batterie, tandis que les roues sont entraînées exclusivement par le moteur électrique. Cette configuration, similaire à celle d'une locomotive diesel-électrique, offre un rendement optimal à vitesse constante.

Cependant, les véhicules hybrides en série nécessitent des batteries de plus grande capacité en raison des importantes variations de la demande en énergie lors des déplacements. Aux États-Unis, certains modèles comme la BMW i3 REx, la Fisker Karma ou le futur Ram 1500 Ramcharger utilisent ce système, mais leur nombre reste limité.

Hybrides rechargeables (PHEV)

Un véhicule hybride rechargeable (PHEV) est une version améliorée d'un véhicule hybride parallèle, dotée d'une batterie plus grande rechargeable sur le réseau électrique, permettant au véhicule de rouler en mode 100 % électrique sur une certaine distance (entre 11 et 82 km selon les normes EPA 2024). La Chevrolet Volt (2011-2018) a été pionnière en la matière, permettant à de nombreux utilisateurs de se déplacer quotidiennement en mode tout électrique.

Les véhicules hybrides rechargeables comme la Toyota Prius Prime, le RAV4 Prime et certains modèles Hyundai, Kia et Jeep 4xe sont tous équipés de systèmes hybrides parallèles. Cependant, sans recharge régulière, ces modèles fonctionnent comme des hybrides classiques, mais sont plus lourds et plus chers.

Hybrides doux

Les véhicules hybrides légers utilisent un moteur électrique dont la puissance est insuffisante pour propulser le véhicule à lui seul ; ce moteur est généralement situé entre le moteur thermique et la transmission ou intégré au système de démarrage.

Le système utilise une petite batterie pour stocker l'énergie provenant du freinage régénératif ou de la puissance moteur excédentaire, contribuant ainsi à l'accélération et aux économies de carburant, bien qu'avec une efficacité moindre qu'un véhicule hybride complet.

Les systèmes hybrides légers fonctionnent généralement à 48 V, offrant de meilleures performances que les systèmes conventionnels de 12 V, mais à un coût inférieur à celui des hybrides complets (280–400 V).

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Source : https://baonghean.vn/cac-loai-xe-hybrid-nguyen-ly-van-hanh-cau-tao-va-uu-nhuoc-diem-can-biet-10304494.html