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La chaine de traction HY4
1er HEV (Hybrid Electric Vehicle) Diesel 4x4
Frédéric Tronel
9/09/2014
Dans les années 90 …
Hausse des ventes en
Europe.
Des voitures plus
performantes.
Des voitures plus
lourdes.
… entrainent une augmentation des préoccupations
environnementales : CO2, polluants.
Des réponses différentes selon les zones
géographiques…
3
• Marché VP 100% Essence
• Normes de dépollution très sévères
(SULEV).
• Marché avec une forte présence du
Diesel
• Développement de la technologie
Common Rail
USA - Japon.
Europe.
Intensification des objectifs de réduction du CO2 etconvergence au niveau mondial
CAFE*
USA
154g
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2025
130g
95g
CAFE
Europe
194g
165g
200g
140g
Objectif
Gvt Chinois
g de CO 2/km
162g
4
* Corporate Average Fuel Economy : consommation/émission de CO2 moyenne pondérée des véhicules neufs vendus dans l’année
147g
92g
120g
Ambition d’une offre combinant le meilleur des 2
mondes :
Associer le meilleur des technologies de lutte contre le CO2 :
L’hybride pour les roulages urbains, incluant du roulage ZEV.
Le Diesel pour les roulages inter-urbains et autoroutiers.
Ambition de proposer une offre hybride attractive :
Mode 4x4
Motorisations performantes
Choix d’une architecture hybride parallèle :
Addition parallèle des puissances mécaniques issues du Thermique et de l’Electrique
Couplage par la route.
Contraintes :
Intégration aux plates formes existantes
Moteur existant
Temps de développement réduit
5
6
Zoom sur le rendement d’une chaîne de traction full hybrid
η Charge
~0,8
ηBat = 0,9
ηOnd = 0,9
ηMel = 0,8
ηtrans = 0,95
Mais au niveau électrique : ηηηη global ~0,6
=> Le rendement des composants de la chaîne de traction électrique est fondamental dans l’atteinte des objectifs de gains conso
Optimisation énergétique
Objectif 1 : récupérer l’énergie gratuite (freinage).
Objectif 2 : améliorer le rendement du moteur thermique.
Choix de la machine électrique
7
Principaux critères
Machine Asynchrone
Machines Synchrones Machine à reluctance
variable Rotor
Bobiné Aimants
Inset HPM *
Masse 110 110 70 80 100 Volume 120 120 85 80 100 Fiabilité Très bon Bon Bon Très bon Excellent Bruits & Vibration Faible Faible Faible Faible Élevé
Coût matière Faible Moyen Élevé Élevé Très faible Onduleur Standard Adapté Standard Standard Spécifique
Lois de pilotage Moyen Moyen Moyen Moyen (Très) Difficile *HPM = high permanent magnet
Alternateur
Réversible
(bloc avant)
Machine de
traction
(train arrière)
Rendement
Choix de la batterie
Batterie Ni-Mh :
Adapté aux applications full et mild hybride
Technologie mature et robuste
Capacité de production installée
8
Fournisseur : SANYO
42 modules de 4 cellules
Tension : 202 V
Puissance crête : 31kW
Capacité cellule : 5.5Ah
Energie totale : 1,1 kWh
Masse : 50kg
Volume : 50L
Refroidissement par air
Implanté dans le coffre
Connecteur de puissanceCalculateur
Connecteur de signaux
Air
Interrupteur
Des nouveaux composants nécessitant des travaux
d’intégration dans les plates-formes existantes
Contraintes :
Préserver les volumes du véhicule.
Intégrer les mêmes composants dans différentes silhouettes.
Garantir une tenue au crash équivalente aux véhicules non hybrides.
Train arrière avec
machine + réducteur.
Intégration de l’alterno-
démarreur hybride au
moteur.
Implantation batterie et
électronique.
Coordination et mise au point
10
Développement de lois de commande intégrées aux calculateurs pour gérer les fonctionnements et les transitions entre les différents modes.
Nécessité d’adapter des fonctions au mode de fonctionnement hybride
Mise au point des paramètres moteurs et de contrôle hybride. • CO2 optimisé.
• Agrément d’utilisation.
• Dynamique véhicule.
Une chaine de traction qui s’adapte aux souhaits du
client
11
Récupération d’énergie.
Boost électrique.
Roulage électrique en
ville (jusqu’à 70% en
temps et 40% en km).
Une offre hybride Premium pour le groupe PSA
Des véhicules diversifiés et attractifs
Peugeot : 3008 / 508 et 508 RXH
Citroën DS5
Un positionnement CO2 à la pointe :
85g CO2 homologué sur 508 et DS5
Offrir des performances de haut-niveau :
200 ch en cumulé Diesel + Electrique
163 ch en Diesel pur (>120 km/h)
Un mode 4x4 disponible pour la polyvalence et la
sécurité.
PSA occupe la 2ème place en Europe sur le marché
des hybrides depuis 2011.
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Offre intégrée dans une stratégie globale…
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Diesel
EmissionsCO2
Electrique
2012
2011
2010
2009
Diesel207, C3 & DS399g CO2/km
Essence
Hybrideseconde
génération
Véhicule électrique
C-Zero, iOn
Hybride Diesel
3008, DS5 et
508 RXH et 508
VéhiculeB9 électrique
2013
SCR Généralisée
Diesel
Les véhicules électriques et les hybrides pourraient représenter 15 % du
marché Europe en 2020 dans un contexte de rééquilibrage essence Diesel
Les véhicules électriques et les hybrides pourraient représenter 15 % du
marché Europe en 2020 dans un contexte de rééquilibrage essence Diesel
3 cylindresessence
turbo
STT Diesel(e-HDi )
Famille EPEuro6
essence
STT Essence
2014
3 cylindresessence
99g CO2/km
