Véhicules hybrides

F. BADIN INRETS – LTE

Auditions publiques – Pollution urbaine et effet de serreQuelles solutions ?

Assemblée Nationale – Mardi 18 Octobre 2005

Quelle architecture hybridePour quels usages ?Pour quels gains ?

Véhicules hybrides

Solution minimale (micro) :Conservation de l’architecture du GMP

Machine non intégrée 2 à 3 kW,• Batterie proche de l’existante,• Gain en consommation urbaine : 5 à 8 %

Hybrides discrets

Alterno-démarreur

Mise en œuvre

Denso Valeo Stars

Citroën C3Toyota Crown

5500 ex depuis 2001 Projet 2007

GM Saturn

GM

Alterno-démarreur

#3500 ex depuis 1/2005

Solution intermédiaire (mild) :Modification minimum de l’architecture du GMP

• Machine généralement intégrée 10 à 15 kW,• Batterie 42 à 150 V, moins de 1 kWh,• Gain en consommation urbaine : 20 à 30 %

Hybrides discrets

Alterno-démarreur et booster

Honda IMA

Machine électrique

Grande compacité (< 1cm/kW)

Mise en œuvreAlterno démarreur booster

Insight

Civic

Accord

Solution complète (full) :Modification profonde de l’architecture du GMP

• Machine de 30 à 50 kW,• Batterie 200 à 300 V, 1 à 2 kWh,• Gain en consommation urbaine : 30 à 40 %

Hybrides discrets

Alterno-démarreur, booster et mode électrique

Un grand choix de fonctionnalités

Grande complexitéGrande compacité

Toyota Prius 2003

Mise en place des composants plus délicate

Motorisation

Batterie

Mise en œuvre

Un sur-coût plus important

#300 000 exdepuis 1997

CEE France04 2500 50005* 15000 3000

Alterno-démarreur, booster et mode électrique

Comparatif des émissions de CO2

et puissance de la motorisation

70

90

110

130

150

170

190

210

230

250

270

30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170

Puissance de la motorisation en kW

Em

issi

on

de

CO

2 en

g/k

m

Version 05/04/05

LupoSmart

Essence

Diesel

ADEME 2004, INRETS, Constructeurs

140

120

Prius 03

Insight

Civic

Cycle normalisé Européen

Renault Ellypse, PSA Efficient-C

EVALVH

INRETS IFPARMINES GREEN

ADEME

VW Golf TDI

-30 %-20 %

Cycles de conduite

IFP/COMP_CAT3V.xls

Em

issi

on e

n g/

km

13 véhicules (catalysés 3V)

Moyenne

100

140

180

220

260

0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5

Urbain MVEG Route Autoroute

Prius 97-20%

à25%

-30%à

40%-15% -3%

Prius 01

Grande dépendance de l’usagesur le gain énergétique

Rmq : Etude de la Prius 2003 en cours

Prius 1997 et 2001

EVALVH

INRETS IFPARMINES GREEN

ADEME

Hybrides fonctionnels

Hybrides discrets plus des fonctionnalités complémentaires au bénéfice de l’utilisateur et/ou de la collectivité :

• Mode tout électrique avec autonomie,

• Recharge de la batterie sur le réseau,

• Motorisation répartie,

• Alimentation électrique de bord.

Architecture identique au full hybridNécessité d’un stockage d’énergie plus important

• Machine de 30 à 50 kW,• Batterie 200 à 300 V,

5 à 10 kWh pour 20 à 40 km,• Evolution possible sans émission locale de

polluants atmosphériques,• Transfert de consommation possible vers d’autres énergies primaires.

Hybrides fonctionnels

Mode électrique avec autonomie et recharge réseau

Batterie :• # 25 kWh

Autonomie :• # 150 km électrique• # 500 km hybride

Batterie :• # 22 kWh

Autonomie :• # 30 km électrique• # 350 km hybride

Vendu depuis 2004 30 prototypes en démo

Mise en œuvrehybrides avec autonomie électrique et recharge réseau

Batterie :• # 14 kWh

Autonomie :• # 36 km électrique• # 500 km hybride

6 prototypes en démo

Gruau Microbus

Daimler-ChryslerSprinter

Dassault-Heuliez Cleanova

Toyota Estima 2002

Ford Escape 2004

Nissan Cube 2004 ?

Toyota RX400h 2005

Mise en œuvrehybrides 4x4

25000 depuis 2001180 à 200g CO2/km

-40

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000

Surcoût de fabrication en Euros

Ga

in e

n é

mis

sio

n d

e C

O2

en

%

Stop/start courroie

Stop/start intégré

Stop/start et boost

Stop/start , boostet mode électrique

Stop/start , boostet ZEV 1,6 km

Référence VP 1600 kg, 75 kW, essence Euro IV, 160 g CO2/km

Evaluation de la relation gain en usage - surcoût

D’après FEV

Batterie à 500 €/kWh Machine électrique

à 20 €/kW

50 kW2 kWh

Calculateur, intégration…

Eléments de conclusionspar rapport aux potentiels

• Les véhicules hybrides permettent d ’atteindre des consommations très faibles (CO2),

• Leurs émissions sont très basses (Euro IV),• Leurs performances sont bonnes (dynamique, autonomie),

+

• Ils combinent plusieurs innovations,• Le gain est sensible aux cycles d ’usage,=• Leurs coût est encore élevé (+20 à 30 % ?),• Questions sur la fiabilité des composants (stockage et électronique de puissance ?),• Les VEH ont d ’autres concurrents (MTH optimisés, GNC, GPL, biocarburants…).

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