Soutenance de T.I.P.E.Les voitures hybrides
IntroductionDualit dans les sciences Trois types dhybrides Une
solution propre ? Les batteries Une technologie complexe Le Power
Split Device
HistoriqueUn objectif tonnant Des procds inventifs La
contribution des U.S.A
Dates1839: Premier vhicule lectrique 1898: Premire hybride par
F.Porsche 1904: Dbut des chanes de montage dHenry Ford 1920-1965:
Priode creuse (apoge du thermique) 1966: Une solution cologique ?
1969: Premire hybride de General Motors 1973: Embargo sur le ptrole
1982: All About Electric & Hybrid Cars est publi 1991:
Dcouverte de la batterie Ni-Mh. 1992: Toyota publie sa charte de la
terre 1997: La Prius est commercialise au Japon 1999: Honda
commercialise la Insight (2 portes) 2004: La Prius II est lue
voiture de lanne
Les 3 types de moteur hybrides :Hybride srie
Les 3 types de moteur hybrides :Hybride parallle
Les 3 types de moteur hybrides :Hybride combin
Principe de la Prius (Combin)
Power Split DeviceSommer les diffrentes nergies Trois roues
concentriques Pas de systme de dbrayage Un rapport de rduction
fixe
Le Fonctionement
A larrt
Dmarage
Le mode lectrique
Acclration
Cruising: la vitesse de croisire
Marche arrire
La marche arrire avec le moteur thermique
Coasting: les petites vitesses sans acclration
Lquation
Les BatteriesLa plomb acide PbO2 + Pb + 2HSO4 2PbSO4 + 2H2O
Nickel-Cadmium Ni-Cd 2NiOOH + 2H2O + Cd 2Ni(OH)2 + Cd(OH)2
Nickel-Mtal hydrures Ni-MH 2NiOOH + 2MH 2Ni(OH)2 +2M
Sodium-Chlorure de nickel Na-Ni(CL2) 2Na + NiCl2 Ni + 2NaCl
Zinc-air Zn-Air 2Zn + O2 2ZnO
Lamlioration des batteries
Amlioration des chargeurs Amliorer la rcupration dnergie
Limitation des pertes internes aux batteries
Le rchauffement climatique
Lacidification
Eutrophisation
Facteur Cancrigne
Les dfauts des batteriesDpendantes des matires premires Un gros
impact sur le rchauffement climatique Un impact ingal sur
lacidification Une eutrophisation et un facteur cancrigne domin par
la plombacide.
Face la Peugeot 407 Essence
Rejets de CO2 rduits de moiti - Chiffres du CO relativiser
Face la Peugeot 407 Diesel
Moins de CO2 rejet - Forte mission de CO pour lhybride, -
relativiser-
En termes dEnergieReversibilit Energie Ordonne (Ec, Ep, )
Energie Dsordonne (Effet Joule, Frottements ) => Utilisation
maximale du frein moteur
Ordres de grandeurs nergtiquesUnit commode : watt-heure (Wh) 1Wh
= 3,6 MJ Acclrer une tonne de 0 68 km/h : 50 Wh (augmentation Ec=
() m v) Monter une tonne de 18 mtres : 50 Wh (augmentation Ep= mgh)
Par frottements, on perd ces 50Wh en 1km en roulant 68km/h Et on
les perd en seulement 274m 130km/h 1 litre de carburant = 10 kWh
(EssenceDiesel) 7 litres / 100 km correspond 70 kWh / 100 km soit
1,43 km par kWh soit 71 m pour 50 Wh
Calculs pour une PriusOn considre : - un dnivel de 700m, sur 8km
- une masse m = 1400 kg (Prius + Passagers + Carburant ) - g = 9,81
m.s-2 - Ep = mgh = 9,6 MJ = +2,7 kWh - Exprimentalement E batterie
= +0,7 kWh (mesures effectues par un particulier) - E batterie/Ep =
26% - Si lon reprend les chiffres prcdents: 4km gratuits
supplmentaires
ConclusionUn procd ingnieux Un bon rapport performance/pollution
Cot de fabrication lev Le talon dAchille: les batteries matires
premires, dure de vie Vers la pile combustible
