Véhicules hybrides
F. BADIN INRETS – LTE
Auditions publiques – Pollution urbaine et effet de serreQuelles solutions ?
Assemblée Nationale – Mardi 18 Octobre 2005
Quelle architecture hybridePour quels usages ?Pour quels gains ?
Véhicules hybrides
Solution minimale (micro) :Conservation de l’architecture du GMP
Machine non intégrée 2 à 3 kW,• Batterie proche de l’existante,• Gain en consommation urbaine : 5 à 8 %
Hybrides discrets
Alterno-démarreur
Mise en œuvre
Denso Valeo Stars
Citroën C3Toyota Crown
5500 ex depuis 2001 Projet 2007
GM Saturn
GM
Alterno-démarreur
#3500 ex depuis 1/2005
Solution intermédiaire (mild) :Modification minimum de l’architecture du GMP
• Machine généralement intégrée 10 à 15 kW,• Batterie 42 à 150 V, moins de 1 kWh,• Gain en consommation urbaine : 20 à 30 %
Hybrides discrets
Alterno-démarreur et booster
Honda IMA
Machine électrique
Grande compacité (< 1cm/kW)
Mise en œuvreAlterno démarreur booster
Insight
Civic
Accord
Solution complète (full) :Modification profonde de l’architecture du GMP
• Machine de 30 à 50 kW,• Batterie 200 à 300 V, 1 à 2 kWh,• Gain en consommation urbaine : 30 à 40 %
Hybrides discrets
Alterno-démarreur, booster et mode électrique
Un grand choix de fonctionnalités
Grande complexitéGrande compacité
Toyota Prius 2003
Mise en place des composants plus délicate
Motorisation
Batterie
Mise en œuvre
Un sur-coût plus important
#300 000 exdepuis 1997
CEE France04 2500 50005* 15000 3000
Alterno-démarreur, booster et mode électrique
Comparatif des émissions de CO2
et puissance de la motorisation
70
90
110
130
150
170
190
210
230
250
270
30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170
Puissance de la motorisation en kW
Em
issi
on
de
CO
2 en
g/k
m
Version 05/04/05
LupoSmart
Essence
Diesel
ADEME 2004, INRETS, Constructeurs
140
120
Prius 03
Insight
Civic
Cycle normalisé Européen
Renault Ellypse, PSA Efficient-C
EVALVH
INRETS IFPARMINES GREEN
ADEME
VW Golf TDI
-30 %-20 %
Cycles de conduite
IFP/COMP_CAT3V.xls
Em
issi
on e
n g/
km
13 véhicules (catalysés 3V)
Moyenne
100
140
180
220
260
0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5
Urbain MVEG Route Autoroute
Prius 97-20%
à25%
-30%à
40%-15% -3%
Prius 01
Grande dépendance de l’usagesur le gain énergétique
Rmq : Etude de la Prius 2003 en cours
Prius 1997 et 2001
EVALVH
INRETS IFPARMINES GREEN
ADEME
Hybrides fonctionnels
Hybrides discrets plus des fonctionnalités complémentaires au bénéfice de l’utilisateur et/ou de la collectivité :
• Mode tout électrique avec autonomie,
• Recharge de la batterie sur le réseau,
• Motorisation répartie,
• Alimentation électrique de bord.
Architecture identique au full hybridNécessité d’un stockage d’énergie plus important
• Machine de 30 à 50 kW,• Batterie 200 à 300 V,
5 à 10 kWh pour 20 à 40 km,• Evolution possible sans émission locale de
polluants atmosphériques,• Transfert de consommation possible vers d’autres énergies primaires.
Hybrides fonctionnels
Mode électrique avec autonomie et recharge réseau
Batterie :• # 25 kWh
Autonomie :• # 150 km électrique• # 500 km hybride
Batterie :• # 22 kWh
Autonomie :• # 30 km électrique• # 350 km hybride
Vendu depuis 2004 30 prototypes en démo
Mise en œuvrehybrides avec autonomie électrique et recharge réseau
Batterie :• # 14 kWh
Autonomie :• # 36 km électrique• # 500 km hybride
6 prototypes en démo
Gruau Microbus
Daimler-ChryslerSprinter
Dassault-Heuliez Cleanova
Toyota Estima 2002
Ford Escape 2004
Nissan Cube 2004 ?
Toyota RX400h 2005
Mise en œuvrehybrides 4x4
25000 depuis 2001180 à 200g CO2/km
-40
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
Surcoût de fabrication en Euros
Ga
in e
n é
mis
sio
n d
e C
O2
en
%
Stop/start courroie
Stop/start intégré
Stop/start et boost
Stop/start , boostet mode électrique
Stop/start , boostet ZEV 1,6 km
Référence VP 1600 kg, 75 kW, essence Euro IV, 160 g CO2/km
Evaluation de la relation gain en usage - surcoût
D’après FEV
Batterie à 500 €/kWh Machine électrique
à 20 €/kW
50 kW2 kWh
Calculateur, intégration…
Eléments de conclusionspar rapport aux potentiels
• Les véhicules hybrides permettent d ’atteindre des consommations très faibles (CO2),
• Leurs émissions sont très basses (Euro IV),• Leurs performances sont bonnes (dynamique, autonomie),
+
• Ils combinent plusieurs innovations,• Le gain est sensible aux cycles d ’usage,=• Leurs coût est encore élevé (+20 à 30 % ?),• Questions sur la fiabilité des composants (stockage et électronique de puissance ?),• Les VEH ont d ’autres concurrents (MTH optimisés, GNC, GPL, biocarburants…).
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