Comment fonctionnent les systèmes hybrides avancés

Galerie d'images: Voitures hybrides La technologie hybride s'améliore de plus en plus, obligeant les hybrides traditionnels à faire place à des systèmes hybrides plus avancés. Voir plus de photos de voitures hybrides. Photo AP / Pat Wellenbach

Les véhicules hybrides sont assez courants sur les routes maintenant, et de nombreux constructeurs automobiles ont plusieurs gammes de voitures qui incluent une version hybride. Rien qu'en 2009, même en période de ralentissement économique, plus de 290 000 nouveaux véhicules hybrides ont été vendus aux États-Unis [source: Hybrid Cars]. La demande d'hybrides ne semble pas baisser, et à mesure que de plus en plus de fabricants construisent des hybrides, la technologie s'améliore de plus en plus, obligeant les hybrides traditionnels à faire place à des systèmes hybrides plus avancés..

Les systèmes hybrides avancés visent toujours à atteindre la meilleure consommation d'essence et à améliorer l'efficacité du véhicule, mais ils le font en incorporant des technologies nouvelles ou améliorées que les hybrides traditionnels n'ont pas encore complètement utilisées. Les hybrides avancés utilisent davantage les efforts d'ingénierie électrique et rapprochent les hybrides du moteur à essence et un peu plus près d'un véhicule entièrement électrique..

Vous pouvez penser à des systèmes hybrides comme les cours de mathématiques. Tout d'abord, vous devez apprendre les bases comme l'addition, la soustraction, la division et la multiplication. Ensuite, vous passez à des mathématiques plus avancées comme l'algèbre, la géométrie, la trigonométrie et le calcul. Tout comme en mathématiques, les hybrides s'appuient sur les informations actuelles et se déplacent ensuite vers des domaines plus avancés. Pour les hybrides avancés, les avantages sont des batteries plus puissantes, une autonomie plus longue sans essence, de nouvelles façons de recharger les batteries et même de nouvelles façons d'exploiter l'énergie.

Les hybrides qui viennent juste d'arriver sur le marché ne semblent pas très différents des versions précédentes, mais ils incluent des avancées rendues possibles par les dernières années de la technologie hybride produite en masse..

À la page suivante, nous examinerons certaines des technologies nouvelles et améliorées des systèmes hybrides avancés et verrons comment elles changent notre définition actuelle d'un véhicule hybride..

Le lithium-ion (Li-ion) peut stocker plus d'énergie dans des blocs-batteries de plus petite taille et les constructeurs automobiles commencent à les utiliser comme système de stockage électrique plus avancé pour leurs hybrides. Photo AP / Mark Humphrey

Les systèmes hybrides avancés fonctionnent de manière similaire à de nombreux véhicules hybrides standard, ce qui signifie qu'ils utilisent toujours un petit moteur à combustion interne, un moteur électrique et dans la plupart des cas un ensemble de batteries. Mais les systèmes hybrides avancés vont encore plus loin et incorporent de nouvelles technologies dans les véhicules.

Un exemple de ceci serait l'utilisation de batteries lithium-ion (Li-ion) par opposition aux batteries nickel-hydrure métallique (NiMH). Le lithium-ion peut stocker plus d'énergie dans des blocs-batteries de plus petite taille et les constructeurs automobiles commencent à les utiliser comme système de stockage électrique plus avancé pour leurs hybrides. Les batteries Li-ion coûtent actuellement plus cher à produire, mais elles présentent plus d'avantages que les batteries NiMH. En fait, de nombreuses entreprises ont investi beaucoup d'argent pour développer une technologie de batterie Li-ion sophistiquée. Ainsi, alors que le prix de la technologie a commencé à baisser, les fabricants considèrent le Li-on comme le stockage électrique dominant pour les hybrides. Même si les batteries Li-ion deviennent le stockage de batterie de choix, certains hybrides avancés n'utilisent pas du tout la technologie de batterie. Au lieu de cela, ils utilisent un volant d'inertie pour stocker l'électricité pour une utilisation ultérieure. (Nous aborderons ce sujet un peu plus tard dans l'article.)

Une autre différence technologique majeure entre les hybrides traditionnels et les systèmes hybrides avancés est la quantité d'électricité utilisée pour la puissance du véhicule. Oui, tous les hybrides utilisent une sorte de moteur électrique pour aider le moteur à combustion, mais les hybrides avancés utilisent le moteur électrique de manière à offrir une alternative au moteur à essence lors des trajets quotidiens, plutôt qu'une simple assistance au moteur. Dans certains hybrides avancés, comme la Porsche 911 GT3 R, il y a deux moteurs électriques qui alimentent la voiture au lieu d'un seul [source: Abuelsamid].

En plus des batteries lithium-ion et de l'utilisation de plus de moteurs électriques, les systèmes hybrides avancés peuvent également inclure une technologie plug-in pour la recharge des batteries. Tous les hybrides avancés ne sont pas des plug-ins, mais certains, comme le plug-in Toyota Prius, intègrent la technologie dans le véhicule afin de fournir un moyen alternatif de recharger les batteries plutôt que de les recharger uniquement par la conduite et le freinage..

Sur la page suivante, nous examinerons quelques exemples de la manière dont ces technologies sont appliquées.

Porsche 911 GT3 R Hybrid GT Race Car PRNouvellesFoto / Porsche Cars North America, Inc.

Sur la dernière page, nous avons mentionné plusieurs types de technologies différentes qui sont utilisées dans les systèmes hybrides avancés qui sont similaires aux hybrides traditionnels, mais qui s'appuient sur les technologies actuelles et les poussent encore plus loin. Alors pourquoi s'appuyer sur la technologie actuelle? Quelles sont les applications pratiques d'un système hybride avancé? Eh bien, tout comme avec un hybride traditionnel, l'efficacité énergétique est un objectif majeur, mais les hybrides avancés ont des applications encore plus importantes.

Commençons par la capacité de stockage. Nous avons mentionné sur la dernière page que les hybrides avancés utiliseront (et certains utilisent déjà) des batteries Li-on, qui permettent au véhicule d'avoir une durée de vie de batterie plus efficace que les types de batteries précédents. L'application pratique de cela permet aux conducteurs de parcourir de plus longues distances uniquement avec l'électricité. Par exemple, la Chevrolet Volt pourra parcourir jusqu'à 80,5 kilomètres à l'électricité seule, et la Toyota Prius rechargeable aura une autonomie électrique d'environ 21 kilomètres [source: Thomas et Toyota].

La deuxième application est la commodité du client. Certaines voitures hybrides avancées, comme la Volt et la Prius de nouvelle génération, ont la capacité de recharger leurs batteries en étant branchées sur une source électrique. Au lieu d'avoir à utiliser la voiture elle-même pour recharger les batteries, certains hybrides avancés sont capables de se recharger tout en étant assis dans le garage. Ainsi, non seulement la charge de la batterie dure plus longtemps et peut être utilisée pour la conduite électrique uniquement, mais elle peut également être rechargée à la maison en fin de journée et être prête à partir le lendemain matin..

L'une des dernières applications majeures des hybrides avancés est leur capacité à créer plus de puissance et à l'utiliser mieux que leurs prédécesseurs. Comme nous l'avons mentionné sur la dernière page, la Porsche 911 GT3 R hybride utilise deux moteurs électriques pour accompagner le moteur. Ces moteurs captent l'énergie cinétique lors du freinage, la convertissent en électricité puis stockent l'électricité dans un volant électromécanique à utiliser à volonté. Les deux moteurs sont utilisés pour les roues avant et fournissent au conducteur une puissance automatique aux roues dans des conditions de conduite normales, ou ils peuvent être utilisés comme une explosion de puissance aux roues en appuyant sur un bouton d'accélération spécial [source: Abuelsamid].

Cette forme de système hybride avancé peut être utilisée pour la puissance à la demande chaque fois que cela est nécessaire.

Ainsi, vous pouvez voir que les systèmes hybrides avancés s'appuient sur les technologies actuelles des véhicules hybrides traditionnels, mais que vous allez encore plus loin en améliorant non seulement la puissance de la batterie et le rendement énergétique, mais également la puissance du véhicule à la demande et le confort du conducteur.

Pour plus d'informations sur les systèmes hybrides avancés et d'autres sujets connexes, suivez les liens de la page suivante.

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Sources

• Abuelsamid, Sam. "Porsche 911 GT3R à courir à Petit Le Mans." 21 juillet 2010. (4 novembre 2010) http://green.autoblog.com/2009/04/24/fiat-working-on-new-hybrid-system-for-small-cars-to-share- avec-c /
• Voitures hybrides. «Tableau de bord de décembre 2009: bilan de fin d'année». 20 janvier 2010. (4 novembre 2010) http://www.hybridcars.com/hybrid-sales-dashboard/december-2009-dashboard.html
• Chevrolet. «Chevy Volt». (1 novembre 2010) http://www.chevrolet.com/volt/
• Voitures hybrides. «La stratégie hybride à faible coût de Honda: les batteries au lithium-ion». 18 mars 2010. (5 novembre 2010) http://www.hybridcars.com/news/honda-low-cost-hybrid-strategy-lithium-ion-batteries-27544.html
• Voitures hybrides. «Batteries hybrides au lithium-ion». 3 avril 2006. (5 novembre 2010) http://www.hybridcars.com/technology-stories/lithium-ion-batteries.html
• Thomas, David. "GM augmente l'autonomie électrique de Chevy Volt." 23 septembre 2010. (4 novembre 2010) http://blogs.cars.com/kickingtires/2010/09/gm-revises-chevy-volts-electric-range.html
• Toyota. «Prius Plug-in Hybrid». (1er novembre 2010) http://www.toyota.com/upcoming-vehicles/prius-plug-in/