La Prius 2 fonctionne avec un système hybride semi-parallèle ou série/parallèle, c'est à dire que le moteur électrique sert à la fois à seconder le moteur thermique pendant les charges importantes et à le remplacer pendant un fonctionnement à faibles vitesses. Cela permet d'avoir pendant les premiers mètres de démarrage ou bien pendant un fonctionnement au ralenti (trafic intense) un fonctionnement purement électrique. Comme l'illustre le shéma, le fonctionnement de la Prius 2 repose sur 7 systèmes principaux qui composent la transmission mécanique et le système électrique.
La transmission mécanique
La puissance fournie par le moteur essence est transmise à la fois aux roues et au générateur. Pour ce faire, les deux moteurs et le générateur sont reliés par le power split device, un engrenage planétaire. Le moteur thermique active le porte-satellite (voir shéma). Les pignons d'attaque entraînent le mouvement dans deux directions : sur la couronne extérieure liée au moteur électrique et à l'arbre de puissance et sur le pignon central lié au générateur. De cette façon, à partir du moteur thermique le système va créer deux routes, une route électrique via le générateur et une route mécanique vers les roues. Typiquement, le moteur thermique va fournir de l'énergie pour les roues et pour le générateur qui va transmettre l'énergie sous forme électrique à l'unité de contrôle. Si la batterie est suffisamment rechargée, l'énergie électrique est re-dirigée sur le moteur électrique
Système électrique
Le système électrique est l'un des éléments clé du succès actuel de la Prius 2. La gestion de la puissance électrique s'est vue améliorée au travers de l'amélioration des éléments du système depuis la première génération de Prius mais aussi par le changement du potentiel électrique passé à 500V (à comparer aux 276V de la Prius 1). L'unité de contrôle maintient le potentiel électrique à 500 V afin d'améliorer l'autonomie de l'ensemble du système puisqu'il permet à puissance égale de fournir un courant plus faible (qu'un système à potentiel plus faible) et de limiter les pertes par effet jouole (proportionnelles au carré de l'intensité du courant).
Un inverseur est chargé de transformer le courant continu de la batterie en courant alternatif pour le moteur électrique.
la durée de vie ainsi que la densité d'énergie de la batterie ont été étendues sur la Prius 2. La durée de vie, pour laquelle on ne voit pas les performances du système se détériorer, dépasserait la durée de vie estimée du véhicule et la densité d'énergie a été améliorée de 35% par rapport à la Prius 1. Les cycles de charge et de décharge sont très contrôlés afin de toujours se maintenir dans un intervalle de charge qui ne détériore pas la batterie. Cette batterie nickel métal-hydrure est utlisée dans la voiture à pile à combustible de Toyota : la FCHV.
L'organisation du système de la Prius 2 se comprend essentiellement grâce aux comparaisons que l'on peut faire avec la première génération de Prius, ce type de voiture étant unique. L'integrated Motor Assis de Honda repose sur une approche relativement différente de celle de son concurrent.
Source:
- Dépêche du Service pour la science et la Technologie, Ambassade France au Japon
- Auteur : Etienne JOLY, chargé de Mission Transports et Génie civil
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- Gros plan sur la technologie IMA de Honda sur l'Insight.
