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Comment fonctionne un véhicule hybride ?

08/02/2024 08h58, par lelectronique.com

Plus respectueux de l’environnement, le véhicule hybride fonctionne avec deux sources d’énergie. Si la technologie d’hybridation a fortement évolué depuis le lancement de la première voiture hybride en 1997, le principe de fonctionnement reste le même. Découvrons ensemble les principales phases de fonctionnement d’un véhicule hybride !

Démarrage

Lors du démarrage d’un véhicule hybride, l’ordinateur de bord active le moteur électrique. Ce dernier est alimenté par la batterie et fait tourner les roues motrices pour assurer le déplacement du véhicule. Durant cette phase, le véhicule fonctionne uniquement en mode tout-électrique, il ne rejette donc aucune émission polluante. Et cela ne concerne pas que le démarrage, pour une voiture hybride, par exemple, c’est jusqu'à 55% du temps de trajet qui sera en mode électrique.

Conduite à une vitesse réduite

Lorsque le véhicule roule à une vitesse réduite, le moteur électrique continue de fournir l’énergie motrice nécessaire au fonctionnement du véhicule. La durée de cette phase dépend principalement de la vitesse de conduite et du niveau de charge de la batterie. Généralement, les véhicules “plug-in” hybrides rechargeables disposent d’une plus grande batterie. Elles offrent donc une meilleure autonomie en mode tout-électrique. Cela dit, quel que soit le type d'hybridation, le moteur thermique est actionné par le module électronique pour prendre le relais du moteur électrique dans les cas suivants :

• Si la batterie est déchargée.  
• Si la vitesse de consigne est dépassée.  

Accélérations fortes et conduite à une vitesse élevée

Durant la phase d’accélération, le véhicule requiert une puissance élevée. En effet, selon les conditions de conduite, il peut s’agir d’un dépassement d’un autre véhicule, d’une montée en régime pour franchir une pente ou pour rentrer sur l’autoroute par exemple. 

Dans ce cas, le moteur thermique est mis en marche automatiquement afin de fournir la puissance nécessaire. En fonction des besoins de conduite, le moteur électrique peut venir en renfort pour augmenter la puissance motrice transmise aux roues. 

Décélération et freinage 

Lorsqu’un véhicule hybride ralentit ou freine, un système de récupération d’énergie est actionné pour transformer l’énergie cinétique résultant du freinage en énergie électrique. Ce système appelé « freinage régénératif » fonctionne selon les trois étapes suivantes : 

1. Détection du ralentissement ou du freinage : lorsque le conducteur relâche la pédale d’accélérateur ou enfonce la pédale de frein, des capteurs électroniques détectent les  changements de vitesse et envoient un signal au module de gestion électronique.
2. Transformation de l’énergie cinétique en énergie électrique : le moteur électrique est relié aux roues et est activé en mode générateur d’électricité. Le mouvement de rotation du rotor permet de transformer une partie de l’énergie cinétique en énergie électrique.
3. Stockage de l’énergie récupérée : l’énergie cinétique convertie en électricité est injectée dans la batterie. 

Le système de frein régénératif est particulièrement efficace dans les situations nécessitant un freinage fréquent telles que la conduite en ville ou les embouteillages par exemple. Il permet non seulement de recharger la batterie et de booster l’autonomie du véhicule, mais aussi d’augmenter la durée de vie des disques et des plaquettes de frein. 

Recharge de la batterie

Généralement, la batterie d’un véhicule hybride auto-rechargeable est rechargée exclusivement par l’alterno-démarreur. En revanche, les véhicules plug-in hybrides sont dotés d’une batterie plus grande pouvant être rechargée par une source d’énergie extérieure : prise domestique, prise renforcée, station de charge de type Wallbox, borne de rechargement publique, etc. 

Lorsqu’une voiture hybride rechargeable est branchée à une source de recharge, l'énergie électrique est stockée (sous forme chimique) dans la batterie. La vitesse de recharge varie selon plusieurs facteurs tels que le type et la capacité de la batterie, le niveau de charge, la puissance du chargeur et le type du courant de charge (alternatif ou continu). 
De manière générale, une recharge complète sur une prise domestique peut prendre jusqu'à 30 heures. En revanche, il est possible de recharger un véhicule hybride rechargeable à 80 % de sa capacité en moins de 30 minutes sur une borne de recharge rapide DC. 

Gestion intelligente de l’énergie dans les véhicules hybrides

L’un des aspects les plus importants du fonctionnement des véhicules hybrides réside dans la gestion intelligente de l’énergie. En effet, le basculement entre le mode thermique et le mode tout-électrique est géré par un module électronique de manière à garantir une utilisation optimale de l’énergie. Grâce à cette gestion intelligente, le véhicule hybride consomme moins de carburant et émet moins de gaz polluants. 

Conclusion

Le fonctionnement du véhicule hybride rechargeable repose sur une synergie parfaite entre le moteur à combustion interne et le moteur électrique. Les deux moteurs peuvent fonctionner de manière indépendante ou combinée. Le basculement entre les deux modes est géré par un boîtier électronique afin d’optimiser la consommation d’énergie tout en réduisant les émissions polluantes de manière significative. 

Lors du démarrage et à des vitesses faibles, le moteur électrique est mis en marche pour assurer le déplacement du véhicule. En revanche, le moteur thermique est actionné lorsqu’il y a un besoin important de puissance ou si le niveau de charge de la batterie est insuffisant.

Par ailleurs, lorsque le véhicule ralentit, une partie de l'énergie cinétique, qui serait dissipée sous forme de chaleur par la friction entre les plaquettes et les disques de frein, est convertie en énergie électrique. Celle-ci est stockée ensuite dans la batterie et contribue donc à booster l’autonomie du véhicule. 
 

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