L'hybride Air

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Description détaillée

PSA à développé un système hybride : "l'hybride air". Ce véhicule devait sortir en 2016 mais PSA a changé de stratégie et a renoncé à cette technologie début 2018 afin d'optimiser le développement des solutions hybrides thermique / électrique.
 
Ce dispositif " hybride air"est une rupture technologique pour l'automobile, mais il est déjà largement utilisé sur les engins de chantier sur lesquels il a fait ses preuves.
L'enjeu est bien entendu la réduction des gaz à effet de serre mais également de proposer un hybride à un prix abordable.

(Source: www.psa-peugeot-citroen.com)

La technologie offre de multiples avantages :
Consommation faible : 2,9 l/100 km avec un objectif de 2 l/100 km
Réduction des émissions polluantes : 69 g de CO2/km contre 104 g sans ce système.
Matériaux constitutifs de la technologie abondants et aisément recyclables : ils sont donc peu coûteux. On parle d'une économie de 50% par rapport à un hybride conventionnel.
80% de la conduite urbaine peut être réalisée en mode air (ZEV), ce qui représente
45% de réduction de consommation en ville, soit 35% de réduction en moyenne.
Un mode air est disponible jusqu'à 70 km/h.
Cette technologie est réservée pour le moment aux citadines à moteur essence.

Présentation du système

L'hybride air se compose de 4 éléments principaux en plus du moteur thermique.
Le moteur thermique :
Il s'agit du 3 cylindres 1,2 l VTI développant 82 ch, équipé du système Stop and Start.

La transmission automatique :
Elle est un peu semblable au système Synergy Drive utilisé chez Toyota et permet le fonctionnement des différents modes hybrides du système.

L'ensemble hydraulique :
Composé de la pompe hydraulique et du moteur hydraulique, c'est l'équivalent du moteur électrique dans les hybrides conventionnels.
C'est cet ensemble qui va récupérer l'énergie pendant les phases de freinage et décélération et la restituer afin de faire avancer le véhicule.
La pompe peut récupérer jusqu'à 95% d'énergie au freinage et se recharge ainsi très rapidement (10 s).

Accumulateur haute pression :

Il va stocker la réserve hydraulique sous pression. C'est l'équivalent de la batterie de traction sur un hybride conventionnel.
Dans le cas de cet accumulateur, l'énergie stockée est de l'huile sous pression.

Accumulateur basse pression :

 
Il sert de réserve hydraulique pour alimenter le circuit en huile.
Les contraintes :
Une pompe hydraulique est en général bruyante. L'insonorisation devra donc être poussée.
Le poids : le système n'est pas plus léger qu'un système hybride électrique, voire même plus lourd que les nouveaux systèmes utilisant des batteries au lithium-ion.
La capacité de stockage est faible. L'accumulateur haute pression du prototype ne peut emmagasiner que 35 Wh, soit 25 fois moins qu'une batterie. L'autonomie est donc faible puisque qu'elle est estimée à un roulage en mode ZEV de 1 min à la vitesse maxi de 10 km/h là où une Yaris hybride propose 2 min à 50 km/h.
Le système ne présente d'intérêt que sur les parcours où accélération et ralentissement se succèdent.

Le fonctionnement:

Récupération de l'énergie :
À chaque décélération ou freinage, la pompe hydraulique aspire de l'huile contenue dans l'accumulateur basse pression et la refoule dans l'accumulateur haute pression. (Phase de compression de l'air)
L'huile va pousser le piston dans l'accumulateur haute pression, ce dernier va comprimer de l'azote.


Utilisation de l'énergie :
Pendant les phases d'accélération, la pression de l'azote repousse l'huile au travers du moteur hydraulique et le fait fonctionner. L'huile retourne ainsi dans l'accumulateur basse pression.

 Les 4 modes de fonctionnement

Mode essence

 
Seul le moteur essence fait avancer le véhicule.
• Privilégié en zone extra-urbaine (route et autoroute)
• Caractérisé par un régime moteur réduit pour réduire la consommation (5% de gain)
• Démultiplication adaptée selon la demande du conducteur.

Mode air

Le moteur hydraulique fait avancer le véhicule en fonction de l'énergie contenue dans l'accumulateur haute pression.
• Privilégié pour des vitesses jusqu'à 70 km/h
• Utilise l'énergie contenue dans l'accumulateur haute pression ce qui permet un gain maximal de consommation
• Permet l'arrêt du moteur thermique
• En ville, le mode air est actif jusqu'à 80% du temps

Mode combiné

 
Les deux modes (essence et air) fonctionnent simultanément.
• Activé automatiquement pour répondre aux fortes accélérations du conducteur en zone urbaine et extra-urbaine. Dans ce cas le mode air complète le mode essence.
• Pour recharger si besoin l'accumulateur haute pression à basse vitesse. Dans ce cas le moteur thermique supplée à basse vitesse le mode air lorsqu'il est déchargé.

Mode récupération :

Pendant les phases de freinage et de décélération, le système récupère de l'énergie.
L'accumulateur se recharge : il peut récupérer 95% de l'énergie en seulement 10 secondes.
Le rechargement est actif dans les 3 autres modes de fonctionnement

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Méthodes et pratiques

Non commercialisé

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Impact sur les compétences en atelier

• Connaître le fonctionnement d'une transmission hydraulique
• Savoir entretenir une transmission hydraulique
• Diagnostiquer une transmission hydraulique

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Exemple d’outillage approprié

Non commercialisé

Non commercialisé