Véhicules électriques et batterie 12V

Le terme hybride signifie seulement qu'il y a plus d'une source d'énergie pour le fonctionnement du véhicule. En fait, les véhicules dotés de la technologie Start-Stop sont déjà considérés comme des véhicules "micro-hybrides", car la batterie de 12 V fait office de deuxième source d'énergie lorsque le moteur est coupé.

L'évolution du "micro-hybride" a été ce que l'on appelle le "mild-hybride", dans lequel une batterie Li-ion de 48 V est installée pour alimenter les consommateurs particulièrement gourmands en énergie. Bien que ces deux systèmes soient déjà appelés hybrides, il leur manque une caractéristique essentielle qui a longtemps été associée aux "voitures électriques hybrides" : La conduite purement électrique sans l'aide du moteur à combustion.

La différence entre les véhicules hybrides complets et les véhicules hybrides rechargeables

Le terme "véhicule électrique hybride" décrit en fait deux concepts différents. Le "Full Hybrid Electric Vehicle" (FHEV, généralement abrégé en HEV) et le "Plug-in Hybrid Vehicle" (PHEV). Les deux approches ont en commun le fait que les véhicules sont équipés d'une batterie lithium-ion à haute tension et peuvent donc être conduits de manière purement électrique.

La différence entre les deux systèmes réside dans la stratégie de charge de la batterie à haute tension. Dans un HEV, la batterie peut être chargée exclusivement par le moteur à combustion ou par la récupération de l'énergie de freinage (récupération). Dans un PHEV, la batterie peut également être rechargée à une station de recharge, comme dans un véhicule purement électrique, d'où le terme "Plug-in". En raison des possibilités de charge limitées, la capacité de la batterie d'entraînement d'un véhicule électrique hybride est généralement inférieure à celle d'un véhicule électrique à haut rendement. En raison de la plus faible capacité de la batterie, les distances pouvant être parcourues de manière purement électrique sont également plus courtes pour un HEV que pour un PHEV.

Carrosserie PHEV, avec un réservoir de carburant plus petit mais une batterie plus grande avec un port de charge externe pour une plus grande autonomie électrique.

Les deux systèmes permettent une conduite purement électrique et donc sans émissions locales. Grâce au moteur à combustion additionnel, le véhicule peut également être utilisé sur de longues distances sans restrictions. Si le moteur à combustion n'est pas utilisé, un véhicule électrique hybride se comporte comme une voiture tout électrique.

Avantages et inconvénients des HEV et PHEV

Aujourd'hui, tout indique que les systèmes de propulsion électriques seront le système de propulsion de l'avenir. Toutefois, on ne sait pas encore quel système de stockage de l'énergie s'imposera. Le développement de la technologie des batteries lithium-ion et des piles à combustible est actuellement très dynamique, de sorte que d'énormes progrès sont actuellement réalisés dans ces deux domaines. Outre les innovations techniques, les deux domaines s'intéressent à l'évolutivité et à la réduction des coûts de production.

L'objectif des développements techniques dans les batteries de traction reste l'augmentation de la densité énergétique. L'objectif est de rendre les batteries plus petites et plus légères tout en conservant la même capacité, c'est-à-dire la même distance de conduite du véhicule. Parallèlement, des efforts sont déployés pour optimiser la composition chimique des cellules des batteries afin de réduire au minimum le pourcentage de métaux critiques, tels que le cobalt.

Même s'il existe déjà quelques voitures à hydrogène sur le marché, la production de masse de moteurs à pile à combustible est encore plus éloignée que celle des batteries lithium-ion. Le développement actuel est axé sur la réduction des besoins en platine dans la pile à combustible afin de réduire considérablement les coûts. D'autres progrès sont réalisés pour rendre la membrane de la pile à combustible plus robuste et plus durable.

À part le système de stockage de l'énergie, l'architecture du groupe motopropulseur des véhicules électriques à batterie (BEV) et des véhicules électriques à pile à combustible (FCEV) est largement comparable.

1. Batterie 12 volts
2. Convertisseur DC/DC
3. Grande batterie LiIon haute tension
4. Convertisseur AC/DC
5. Moteur de traction haute tension
6. Source d'énergie électrique (station de charge/boite murale)

Le FCEV utilise un réservoir d'hydrogène, une pile à combustible et une petite pile à combustible, une pile à combustible et une petite batterie Li-ion comme stockage intermédiaire pour alimenter la propulsion électrique.

1. Batterie 12 volts
2. Convertisseur DC/DC
3. Grande batterie LiIon haute tension
4. Convertisseur AC/DC
5. Moteur de traction haute tension
6. Pile à combustible
7. Réservoir d'hydrogène

Avantages et inconvénients des BEV et des FCEV

• Transmission moins complexe que celle des HEV, donc coûts d'entretien potentiellement plus faibles
• Couple élevé et bonne dynamique de conduite grâce à l'entraînement électrique pur
• Conduite locale sans émissions
• Avec le BEV : Faibles coûts d'exploitation en liaison avec un système photovoltaïque privé

• Réseau moins étendu de stations de ravitaillement en hydrogène et de stations de recharge par rapport aux stations-service conventionnelles
• Long "ravitaillement" pour les BEV
• De nombreux modèles ne conviennent que partiellement à une utilisation sur de longues distances
• Sans subventions, plus chers que les véhicules conventionnels comparables équipés de moteurs à combustion

Le système à basse tension de chaque véhicule électrique

Conclusion