L'hybride parallèle "Full hybride"

---

Description détaillée

L'hybride parallèle peut se décliner en 2 versions

• Le " mild hybrid ".
• Le " full hybrid ".

Mild-hybrid :

• Un petit moteur électrique assiste le moteur thermique (fonction "boost").
• Il est impossible d'avoir une conduite entièrement électrique.
• Le potentiel de réduction de la consommation reste modéré.
• Des avantages, en particulier en circulation urbaine.
• Le poids est à peine plus élevé et l'encombrement supplémentaire faible grâce à de petits composants hybrides.
• Les coûts de fabrication sont supérieurs à ceux d'un moteur standard, mais inférieurs à ceux d'un véhicule full-hybrid.

Full-hybrid :
Une forte propulsion électrique dotée d'une puissance qui permet une conduite entièrement électrique

• Le potentiel de réduction de la consommation et des émissions toxiques est élevé, en particulier en circulation urbaine.
• Le véhicule est plus lourd et le coffre à bagages plus restreint en raison des composants hybrides et des batteries.
• Les coûts de la fabrication et des composants sont plus élevés.

Présentation
Le système hybride parallèle utilisé par Volkswagen sur son Touareg fait partie de la catégorie des "full hybrid". Le système d'entraînement se compose :
Domaine d'utilisation d'un véhicule « Full hybrid »
Fonction start-stop intégrée au système hybride intégral (coupure du moteur)
Embouteillages, circulation urbaine, phase de décélération          (conduite en descente)

• Suramplificateur électrique (e-boost)
  • Le moteur à combustion et la machine électrique accélèrent le véhicule conjointement
• Conduite en tout électrique
  • Indépendamment de la vitesse
• Freinage régénératif
  • Récupération
  • Décélération via la machine électrique, dans sa fonction de générateur, afin de charger la batterie haute tension

Particularités :
Sur un véhicule hybride parallèle, le moteur à combustion, l'embrayage, la machine électrique et la boîte de vitesses sont reliés directement les uns aux autres. L'avantage de ce concept, c'est qu'il permet d'utiliser de très nombreux composants existants d'un véhicule de série. De plus la performance du véhicule traditionnel peut pratiquement être reproduite à l'identique.
La machine électrique pouvant être utilisée comme entraînement, générateur et démarreur, il a été possible de supprimer le démarreur, l'alternateur ainsi qu'une courroie. Le véhicule pouvant circuler en mode électrique grâce à la machine électrique, certains composants qui étaient entraînés par la rotation du moteur thermique sur un véhicule traditionnel ont dû êtres équipés d'entrainements électriques. Il s'agit :

• des pompes de liquide de refroidissement électriques,
• de l'assistance de direction électrique,
• de la pompe à dépression électrique du servofrein,
• du compresseur de climatisation électrique,
• de la pompe électrique générant la pression d'huile dans la boîte de vitesses automatique.

Implantation des éléments :

1.  Moteur thermique
2.  Moteur électrique
3.  Boîte de vitesses automatique
4.  Batterie de traction haut voltage
5.  Électronique de puissance

Les composants de ce système
La batterie de traction

La batterie utilisée chez Volkswagen est de type Ni-Mh (Nickel Métal-Hydrure).
L'électrolyte qu'elle contient est à base de gel. C'est pourquoi, même si le pack batterie présentait des trous, il n'y aurait pas ou très peu d'écoulement.
Cette batterie est séparée en deux compartiments qui présentent chacun une tension de 144 V. Les deux compartiments sont reliés entre eux pour offrir ainsi une tension de 288 V et une puissance de 1,87kWh.
Le refroidissement de la batterie de traction
Lors de ses phases de fonctionnement, la batterie de traction se charge et se décharge, ce qui s'accompagne d'un dégagement de chaleur et entraîne son échauffement.
Les batteries Ni-Mh étant sensibles à l'élévation de température, il est nécessaire de les asservir à un circuit de refroidissement pour éviter leur détérioration prématurée.
Ainsi, la batterie du Touareg est équipée de deux ventilateurs qui aspirent une partie de l'air de l'habitacle et refoulent l'air chaud par le pare-chocs arrière.

Le moteur électrique
Implantation

Le moteur électrique est placé entre le moteur thermique et la boîte de vitesses.
Le moteur utilisé est de type alternatif synchrone à courant triphasé, il offre ainsi un couple élevé à bas régime et dès les premiers tours de roues.
Les moteurs à courant triphasé sont des convertisseurs électromécaniques qui peuvent avoir la fonction d'un moteur électrique ou d'un générateur.
C'est-à -dire qu'ils consomment du courant en phase moteur (pour faire avancer le véhicule) et qu'ils produisent du courant en phase générateur (lorsque que l'inertie fait avancer le véhicule ou lors d'un freinage par exemple).
C'est l'électronique de puissance qui transformera le courant continu de la batterie en courant alternatif triphasé.
Détail :
 

1. Carter du moteur électrique
2. Raccord des trois phases du moteur électrique
3. Stator
4. Rotor

Caractéristiques du moteur électrique :
Puissance en tant que moteur : 34 kW
Puissance en tant que générateur : 31 kW
Poids : 45 kg
Conduite en tout électrique jusqu'à 50 km/h
Le moteur électrique assume plusieurs fonctions :

• Démarreur : c'est lui qui démarre le moteur thermique.
• Alternateur : lorsque le moteur thermique entraîne le véhicule, l'énergie produite par le moteur électrique sert à charger la batterie de traction ainsi que la batterie de 12 V.
• Frein régénératif : lors des phases de freinage ou de décélération, le moteur électrique produit du courant, exerçant ainsi un ralentissement du véhicule.
•  Moteur : il permet de faire avancer le véhicule.

La boîte de vitesses automatique

Le véhicule est équipé d'une BVA pour les besoins d'une bonne coordination et d'automatisation des différents modes de fonctionnement.

Particularité
La BVA est équipée d'une pompe électrique pour générer la pression d'huile interne durant les phases où le véhicule se trouve à l'arrêt (moteur thermique éteint) ou roule en mode électrique.
L'électronique de puissance

Placée dans le compartiment moteur, à l'avant gauche du véhicule, elle regroupe différents éléments. Il s'agit :

• Du calculateur d'électronique de puissance.
• Du transmetteur de température de l'électronique de puissance.
• Du convertisseur DC/DC (tension 288 V continu / 12 V continu).
• Du convertisseur bidirectionnel (AC/DC et DC/AC) pour le moteur électrique.
• Du distributeur réseau haute tension.
• De l'arrivée des deux câbles de traction arrivant de la batterie haut voltage.
• Des trois départs de câbles alimentant le moteur électrique.
• De l'alimentation pour le câble haut voltage pour le compresseur de climatisation.
• De la prise basse tension allant au réseau de bord 12 V.
• D'un radiateur intégré dans le carter, raccordé au circuit de refroidissement basse température.
• De la ligne de sécurité avec fiche de sécurité.

---

Méthodes et pratiques

Les techniciens intervenant sur les véhicules hybrides parallèle peuvent réaliser:

• L'entretien du véhicule (vidange, freinage..)
• Le remplacement d'élément
• Le diagnostic des système
• L'apprentissage ou l'initialisation des calculateurs
• Le contrôle d'isolement du moteur électrique
• Les réparations des boitiers de gestion électronique
• La remise en état des batteries de traction
• L'équilibrage des cellules
• La mise en sécurité du véhicule

Les intervenants non formé selon les normes françaises ne peuvent pas intervenir sur ces véhicules.

---

Impact sur les compétences en atelier

Les interventions de réparation et de diagnostic sur ces systèmes exige de:

• Connaître la structure des réseaux multiplexés
• Maîtriser la lecture des schémas électriques.
• Maîtriser toutes les fonctions de l'outil de diagnostic.
• Connaître les procédures d'intervention
• Posséder une habilitation

Les interventions d'entretien nécessite de:

• Connaître les procédures d'intervention
• Posséder à minima un niveau averti

 Les personnes ne possédant pas d'habilitation ou à minima d'un niveau averti ne peuvent pas intervenir sur ces véhicules.