Comment fonctionne un véhicule hybride ?

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La première voiture hybride a été officiellement lancée en France en 1997. Beaucoup se rappellent ainsi l’arrivée de la Toyota Prius première génération et sa ligne si atypique. Depuis 1997, la technologie hybride a fortement évolué, même si son principe reste toujours le même. Découvrez comment fonctionne un véhicule hybride.

​Qu’est-ce qu’un véhicule hybride ?

La vente de véhicules hybrides est en forte progression. Découvrez ci-dessous pourquoi cette technologie a autant le vent en poupe.

​Le principe de fonctionnement d’un véhicule hybride

Comme son nom l’indique, une motorisation hybride met en jeu différents types de moteur. Pour rappel, un véhicule thermique utilise un seul moteur essence ou diesel. Un véhicule électrique, quant à lui, intègre un seul moteur électrique. En revanche, un véhicule est dit hybride parce qu’il utilise pour son fonctionnement un moteur thermique et un moteur électrique :

  • Le moteur thermique ressemble à un moteur classique et fonctionne le plus souvent à l’essence ;
  • L’autre moteur est de plus petite puissance et utilise l’énergie électrique pour fonctionner.

Dans la plupart des cas, l’hybridation est dite « en parallèle », c’est-à-dire que les deux moteurs servent à faire tourner les roues par le biais de l’arbre de transmission. Le moteur électrique vient en appui de la motorisation thermique. Ce complément en électrique permet de faire diminuer la consommation globale en énergie fossile du véhicule.

Il est également possible de trouver l’hybridation en « série ». Dans ce cas, le moteur électrique est le seul à agir sur les roues. Le moteur thermique, quant à lui, sert uniquement à recharger la batterie du moteur électrique. Cette configuration est plutôt rare sur le marché.

​Les différents types d’hybrides

Il existe trois types d’hybridation. Voyons à quoi correspond chaque type.

L’hybride léger ou « mild hybrid »

Il s’agit de véhicules équipés d’un moteur thermique et d’un petit moteur électrique. Le fonctionnement en tout électrique n’est pas possible car le bloc électrique ne joue qu’un rôle de soutien au moteur thermique. C’est par exemple la technologie employée sur les véhicules équipés de la fonction Start & Stop. L’électrique sert principalement pour le démarreur.

En général, ces véhicules consomment 10 % de moins que leurs homologues à essence. De plus, les émissions sont inférieures de 10 %.

L’hybride classique ou « full hybrid »

L’hybridation classique est la première technologie à avoir été développée. Si cette technologie est venue au devant du public par le biais du constructeur Toyota et de sa Prius, son origine remonte à beaucoup plus loin. En effet, le premier véhicule hybride a été conçu par Henri Pieper en 1899.

Cette technologie associe un moteur thermique et un moteur électrique. Sur de courtes phases, le fonctionnement en tout électrique est possible. Ce type de véhicule ne peut pas se recharger. La batterie se recharge automatiquement en fonctionnement grâce à la motorisation thermique et lors des phases de freinage.

En moyenne, les véhicules hybrides classiques consomment entre 30 % et 40 % de moins en ville que leurs homologues thermiques.

L’hybride rechargeable ou Plug-In Hybrid Electric Vehicle (PHEV)

Ce type d’hybridation est le dernier arrivé sur le marché et rencontre un grand succès. Là encore, cette technologie met en jeu un moteur thermique et électrique. Ce type de véhicule se caractérise par sa capacité à rouler sur une grande distance en tout électrique. Lorsque la batterie est vide, le véhicule fonctionne alors uniquement en thermique.

Le seul moyen de recharger sa batterie est de brancher le véhicule hybride sur une infrastructure de recharge. Ce rechargement peut s’effectuer en station ou à domicile. La durée de rechargement dépend de la puissance de la borne utilisée. Le rechargement peut durer de quelques minutes à plusieurs heures.

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​Les phases de fonctionnement des moteurs thermique et électrique

Tout l’intérêt de l’hybride réside sur l’électronique embarquée du véhicule. En quel sens ? Comme mentionné ci-dessus, le moteur électrique sert en appoint du moteur thermique. Sa puissance somme toute relative et la capacité de la batterie rendent impossible un fonctionnement en tout électrique sur une longue durée. C’est pourquoi l’ordinateur d’un véhicule hybride s’occupe de la gestion de la motorisation et en particulier du basculement entre l’électrique et le thermique. Les choses se passent différemment selon la période du cycle de conduite.

​Conduite normale

En général, pour des faibles vitesses (en dessous de 50 km/h), un véhicule hybride va fonctionner en tout électrique. Le moteur électrique va donc servir à actionner les roues du véhicules. Il s’agit d’une phase où vous ne consommerez pas d’essence et n’émettrez pas d’émission carbone.

La durée de fonctionnement en tout électrique dépend de la capacité de la batterie du véhicule et du type d’hybridation. Par exemple, un véhicule hybride rechargeable peut fonctionner plus longtemps en tout électrique sur ce type de trajet qu’un véhicule hybride classique.

Il n’est pas rare de voir un véhicule hybride rechargeable capable de parcourir une petite centaine de kilomètre en tout électrique. Le véhicule hybride classique, quant à lui, bascule en thermique au bout de quelques dizaines de kilomètres. Enfin, dans le cas d’un véhicule hybride « léger », le moteur thermique fonctionnera de pair avec le moteur électrique.

​En phase d’accélération

La phase d’accélération nécessite en général une puissance maximale. Par exemple, il s’agit souvent de phases où vous devez vous insérer sur une voie rapide ou doubler un véhicule. C’est pourquoi, quelle que soit la technologie hybride, il s’agit d’une phase où le moteur thermique joue le plus grand rôle. Le moteur électrique peut venir en complément du moteur thermique afin de disposer d’une plus grande puissance.

​En phase de décélération

Les phases de décélération correspondent à des moments où vous devez freiner, soit brutalement soit très régulièrement. Cela intervient souvent sur les trajets urbains où les « stop and go » sont réguliers à cause du trafic et des règles de circulation automobile. Cette phase peut se faire en tout électrique suivant la vitesse et le niveau de charge de la batterie.

Par contre, il existe une différence fondamentale entre l’hybride classique et l’hybride rechargeable pendant les phases de freinage. En quel sens ?

Sur un hybride classique, la batterie va se recharger lorsque vous freinez. Dans cette situation, le moteur électrique fonctionne alors en générateur qui vient alimenter la batterie. On parle alors de freinage dit « régénératif ». L’hybride rechargeable n’intègre généralement pas cette possibilité. Autrement dit, lorsque votre batterie est vide, le seul moyen de la recharger est de la brancher.

Cette différence est importante car elle explique pourquoi sur un long trajet, l’hybride classique consomme moins que l’hybride rechargeable. Bien qu’un véhicule hybride classique ne puisse pas fonctionner aussi longtemps en tout électrique qu’une voiture hybride rechargeable, sa batterie peut se recharger en roulant et vous pouvez ainsi utiliser le fonctionnement électrique à de nombreuses reprises.

​En phase d’arrêt ou de démarrage

A part sur les véhicules hybrides légers, ces phases se font en tout électrique. Autrement dit, la voiture démarre ou s’arrête en utilisant uniquement le moteur électrique. La phase de démarrage impliquant généralement une surconsommation, l’utilisation de l’électrique à ce moment-là représente un vrai plus. Après le démarrage, le moteur thermique prendra le relais à terme.

​Les inconvénients des véhicules hybrides

Le succès des véhicules hybrides se trouve encore freiné par quelques inconvénients. Le principal concerne votre portefeuille. En effet, que le véhicule soit hybride classique ou hybride rechargeable, il vous coûtera plus cher que si vous achetiez l’équivalent en essence ou diesel. Ce surcoût à l’achat provient de la technologie embarquée. Pour autant, il est à mitiger en considérant l’économie que vous ferez en roulant.

Un autre inconvénient est que la plupart du temps l’hybridation met en jeu un moteur thermique essence et pas diesel. Aussi, lorsque vous n’avez plus d’autonomie en électrique, votre consommation est aussi importante que celle d’un véhicule essence classique. En théorie, c’est même un peu plus si on prend en compte le poids plus élevé d’un véhicule hybride.

​Les avantages des véhicules hybrides

Un véhicule hybride émet beaucoup moins de particules carbones que son homologue thermique. À l’heure où la problématique environnementale ne peut plus être ignorée, l’hybridation ressemble de près à la technologie du futur. De plus, du point de vue pratique, un véhicule hybride vous permet de rouler en toute liberté dans les centres-villes. En effet, en raison de la pollution, la plupart des villes ont mis en place un règlement coercitif qui interdit l’accès à certaines parties de la ville aux véhicules polluants.

En parallèle des faibles émissions, un véhicule hybride vous permet de faire d’importantes économies. Avec une consommation en baisse, c’est votre portefeuille qui va être content ! Avec un prix du pétrole en augmentation, le plein d’essence représente un poste de dépense de plus en plus important pour les ménages.

Enfin, il faut savoir que l’hybridation est une technologie qui sollicite moins les organes mécaniques de votre véhicule. Il en retourne que l’entretien d’une voiture hybride est réduit. De plus, même si on manque encore de recul à ce niveau, une faible sollicitation de la mécanique laisse entrevoir une plus grande durée de vie de votre véhicule.

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Installation d'une borne de recharge de voiture électrique

Publié le 23 Juin 2021

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