Moteur à combustion interne classique ou propulsion exclusivement électrique ? Il existe une réponse à cette question fondamentale dans le domaine de la mobilité moderne sous la forme d'une troisième option : en anglais PHEV, c'est-à-dire "Plug-in hybrid electric vehicle", également abrégé en "Plug-in Hybrid", en tchèque un hybride voiture avec possibilité de recharge externe. La combinaison d'un moteur à combustion classique avec un moteur électrique, qui puise l'énergie électrique nécessaire dans un ensemble de batteries lithium-ion stockées à l'arrière du véhicule, permet de rouler avec zéro émission locale et une faible consommation globale. Nous vous présentons un aperçu des technologies actuelles et des modèles de la marque Audi.
Que signifie la propulsion hybride et qu'est-ce qu'un "Plug-in Hybrid" ?
Les entraînements qui combinent deux technologies d'entraînement – c'est-à-dire deux moteurs différents et des systèmes de stockage d'énergie – sont traditionnellement appelés hybrides. Pour les entraînements hybrides qui combinent un moteur à combustion interne et un moteur électrique, il est typique que l'entraînement électrique puisse être utilisé comme seule source de puissance motrice pour un déplacement sans émissions locales ou puisse soutenir le moteur à combustion interne avec une puissance supplémentaire. L'entraînement électrique sert également de générateur pour la récupération. L'énergie cinétique est convertie en énergie électrique et stockée dans des batteries lithium-ion. Actuellement, le type de véhicule hybride le plus courant est appelé Plug-in Hybrid (en abrégé PHEV) en anglais, ce qui signifie en tchèque une propulsion hybride avec possibilité de recharge externe. Les batteries peuvent être chargées à partir d'une source d'alimentation externe, par exemple à partir d'un socle de charge ou d'une prise électrique. Les véhicules équipés de ce type d'entraînement ont une capacité de batterie accrue en conséquence. Cela donne aux clients l'avantage d'une autonomie plus longue avec un entraînement tout électrique.
Les voitures hybrides rechargeables de l'extérieur sont un lien complexe entre deux mondes différents dans le domaine des entraînements automobiles. Quelle est la recette d'Audi pour la meilleure solution technique globale ?
L'accent est mis sur trois objectifs : de superbes performances de conduite, une gestion simple de la charge et une fonctionnalité maximale pour un usage quotidien. Ces trois facteurs sont essentiels dans le développement des véhicules PHEV d'Audi.
Les expériences de conduite électrique sont façonnées par un puissant moteur électrique qui, selon le modèle, a une puissance allant jusqu'à 105 kW. Cela garantit un entraînement purement électrique dans diverses situations de conduite et dans une large plage de vitesses de fonctionnement. La base d'une utilisation fréquente et à long terme de la conduite électrique est la commande complexe et optimisée de la propulsion hybride à charge externe des modèles Audi. Un système intelligent dirige la coopération du moteur électrique et du moteur à combustion interne. Il décide quand la voiture doit passer à l'électrique uniquement, quand la récupération doit avoir lieu ou quand la voiture passera en mode roue libre avec le moteur à combustion désactivé et quand le moteur à combustion redémarrera. La gestion intelligente de la conduite utilise les données de divers capteurs du véhicule et les informations sur l'itinéraire pour atteindre une part élevée de conduite électrique dans la conduite réelle et un niveau d'économie élevé. Les modèles Audi PHEV ont une autonomie électrique allant jusqu'à 59 kilomètres dans le cycle de conduite WLTP.
Le deuxième pilier sur lequel se concentre le développement des modèles Audi PHEV est la gestion du processus de charge. Les modèles Audi PHEV des classes moyenne et supérieure peuvent être rechargés avec une puissance allant jusqu'à 7,4 kW. La charge de ces modèles hybrides prend environ 2,5 heures. Ce temps de charge est idéal pour le profil de fonctionnement typique des clients achetant des modèles PHEV. Grâce à cela, il est possible de recharger le véhicule de manière simple et rapide une ou deux fois par jour, à la maison ou même au travail. Cependant, Audi propose également une recharge simple en déplacement. Le service de charge e-tron d'Audi permet aux propriétaires de modèles PHEV d'accéder à environ 137 000 connexions de charge dans 25 pays européens avec une seule carte. En plus du système de charge Kompakt avec un câble pour prises domestiques et industrielles, l'équipement standard de tous les modèles PHEV comprend également un câble Mode 3 avec un connecteur Type 2 pour les bornes de recharge publiques.
Le troisième objectif essentiel du développement est un haut niveau de praticité pour le fonctionnement quotidien. Ceci, bien sûr, résulte en grande partie des deux premiers objectifs déclarés : utilisation fréquente de la propulsion électrique et recharge simple. Pour l'aspect pratique, une bonne gamme d'espace intérieur, une variabilité exceptionnelle et la facilité d'utilisation des modèles hybrides rechargeables d'Audi sont également importants. Les ingénieurs d'Audi ont déployé beaucoup d'efforts pour économiser de l'espace sur le stockage d'un ensemble compact de batteries sous le plancher du coffre des modèles Audi PHEV. Bien que le plancher au-dessus des accumulateurs soit dans une position légèrement plus élevée par rapport aux modèles conventionnels, il forme un plan. Le résultat est une surface de chargement plate et facile à utiliser sans aucune restriction de chargement. Une bonne convivialité comprend également, à l'exception du modèle A8 TFSI e*, l'offre d'équipements de remorquage et le même poids maximal autorisé de la remorque que les modèles conventionnels (à l'exception du modèle Audi Q5 : 2 500 kg avec entraînement conventionnel, 1 750 kg PHEV) .
Les modèles hybrides à charge externe intéressent de nombreux clients, en particulier pour les navetteurs réguliers, car ils permettent une conduite durable sans émissions locales, combinant des expériences de conduite électrique, une recharge simple et une fonctionnalité exceptionnelle pour un usage quotidien.
Quels modèles hybrides rechargeables Audi propose-t-elle dans sa gamme actuelle ?
Le portefeuille actuel de modèles Audi Plug-in Hybrid comprend les séries de modèles A6*, A7*, A8*, Q5* et Q7*. Pour les modèles PHEV des séries A6*, A7*, Q5* et Q7*, les clients ont le choix entre une variante axée sur le confort ou une version avec une configuration sportive, incluant des performances plus élevées du système hybride, un équipement S line de série, réglages de châssis plus rigides et caractéristiques de conduite plus sportives. Pour le modèle A8*, le client peut choisir une variante de performance avec un empattement normal ou un empattement long (version L).
Audi introduira plus de modèles PHEV dans les mois à venir. Elle proposera donc des modèles Plug-in Hybrid en huit gammes de modèles. Des modèles hybrides rechargeables supplémentaires sont prévus pour les nouvelles Audi A3, Q8 et pour le SUV compact Audi Q3.
Quelles variantes d'entraînement Audi utilise-t-elle ?
Audi associe un moteur essence à injection directe turbocompressée (TFSI) à un moteur électrique dont la batterie lithium-ion est logée sous le plancher du coffre. Pour tous les modèles Plug-in Hybrid, le moteur électrique de l'entraînement hybride est situé dans le carter de la boîte de vitesses. Le module hybride se compose d'un moteur électrique et d'un embrayage qui relie le moteur TFSI au système d'entraînement. Cet embrayage est situé directement devant la boîte de vitesses. La transmission S tronic à sept rapports fonctionne sur les modèles Q5*, A6* et A7*, la transmission tiptronic à huit rapports sur les modèles Q7* et A8*.
Dans tous les modèles hybrides rechargeables, la puissance est envoyée à toutes les roues. Cela garantit à la fois une traction maximale sur les routes glissantes et par mauvais temps, ainsi qu'une grande agilité lors d'une conduite sportive. Les modèles à six cylindres sont équipés de série de la transmission intégrale permanente quattro, les modèles à quatre cylindres de la transmission intégrale quattro ultra. La performance globale la plus élevée du système hybride atteint 270 kW (367 ch) pour les versions à quatre cylindres (A6*, A7*, Q5*), ou 335 kW (456 ch) pour les variantes à six cylindres (Q7*, A8*). Les modèles A6*, A7* et Q5* sont également disponibles sur les marchés européens dans des variantes dont le système hybride, composé d'un moteur essence 2.0 TFSI et d'un moteur électrique, atteint une puissance maximale de 220 kW (299 ch).
Quelle technologie de batterie Audi utilise-t-elle dans les modèles PHEV ?
Le courant électrique alimente le moteur électrique avec un système de batterie avec des cellules lithium-ion refroidies par liquide, qui est stocké sous le plancher du coffre à bagages. Les batteries ont une capacité de 14,1 kWh dans tous les modèles de la classe moyenne et supérieure, et même de 17,3 kWh dans le modèle Q7*. La batterie fournit une tension de 385 V. Dans les modèles A6*, A7* et A8*, elle se compose de 104 cellules dans un boîtier en aluminium mince, divisé en huit modules. Les batteries lithium-ion du modèle Q5* utilisent des cellules prismatiques. Le circuit de refroidissement de la batterie est intégré dans le circuit basse température, qui refroidit également le moteur électrique et l'électronique de puissance. L'électronique de puissance convertit le courant continu de la batterie haute tension en courant triphasé pour le moteur électrique. Pendant la récupération, l'ensemble du processus s'exécute dans la direction opposée.
Combien de temps faut-il pour charger les modèles PHEV ?
Une charge complète de la batterie d'une capacité de 14,1 kWh, dont sont équipés la plupart des modèles, à partir d'une prise à courant triphasé et d'une tension de 400 V prend environ deux heures et demie à une puissance de charge de 7,4 kW. Lors de l'utilisation d'une prise électrique domestique de 230 V, le temps de charge est prolongé à environ six heures et demie.
Drive control : Comment le conducteur sélectionne-t-il les modes de conduite proposés ?
Le système de commande de l'entraînement hybride des modèles à recharge externe est conçu pour une économie maximale et le confort du client. Il sélectionne automatiquement la stratégie de fonctionnement optimale. Trois modes de fonctionnement sont à la disposition du conducteur. En plus du mode de fonctionnement hybride "Auto" – sélectionné lorsque la fonction de navigation est active – le conducteur peut également choisir entre les modes "EV" et "Hold". En mode EV, le véhicule est conduit purement électriquement jusqu'à ce que le conducteur appuie sur la pédale d'accélérateur au-delà du point variable de résistance perceptible. Le mode EV est le réglage par défaut à chaque démarrage du véhicule. En mode "Hold", le système de contrôle contrôle la conduite de manière à maintenir l'état de charge actuel des batteries, par exemple pour une conduite ultérieure avec une conduite tout électrique dans les zones urbaines. Même dans ce mode, cependant, la conduite purement électrique a sa part.
De plus, le conducteur peut également sélectionner les modes de conduite "confort", "efficacité", "auto" et "dynamique" via l'élément de commande familier du système de contrôle de la dynamique de conduite Audi drive select, influençant ainsi les réglages de l'entraînement, du châssis et direction. Selon le réglage, la limite à partir de laquelle les deux entraînements fonctionnent ensemble ou le moteur électrique fournit des changements de couple maximum pendant l'accélération. En mode « dynamique », le moteur électrique assiste le moteur à combustion encore plus intensément pour atteindre le niveau maximal de dynamique de conduite.
Comment fonctionne le système de contrôle de conduite des modèles Audi PHEV ?
Moins c'est plus – pour les longs trajets avec une propulsion électrique, Audi s'appuie sur une combinaison de batterie de la bonne taille et d'un système de gestion de la conduite optimisé dans ses modèles PHEV. Grâce à son rendement élevé et à sa puissance régénérative, un jeu de batteries plus important n'est pas nécessaire. Un composant technologique essentiel des modèles PHEV est l'assistant de conduite économique prédictive associé à une stratégie d'exploitation prédictive. L'objectif des deux systèmes est l'utilisation efficace maximale de l'énergie électrique stockée dans l'ensemble des accumulateurs lithium-ion par le contrôle prédictif de l'entraînement et de la récupération et la charge la plus intensive des accumulateurs en convertissant l'énergie cinétique.
L'assistant de conduite économique prédictif – connu des modèles conventionnels – régule le fonctionnement du système de propulsion et de récupération en fonction de la situation de conduite et prend en compte de manière proactive les données sur l'itinéraire. Il s'agit par exemple des limites des communes, des carrefours, des ronds-points, de la topographie avec virages, montées et descentes, des limites de vitesse connues, mais aussi des véhicules circulant devant enregistrés par un capteur radar. L'assistant informe le conducteur avec des affichages pertinents et lui rappelle de retirer son pied de la pédale d'accélérateur avec une impulsion haptique dans la pédale d'accélérateur.
Une stratégie d'exploitation prédictive régule le fonctionnement du système de propulsion et de récupération tout au long du parcours prévu. Cette fonction évalue les données de navigation lorsque la navigation de destination est activée, les informations de l'assistant d'économie de carburant prédictif et les données des capteurs du véhicule. Sur cette base, il établit un plan approximatif pour l'ensemble du parcours et un plan détaillé pour les kilomètres les plus proches. Le conducteur est informé du moment où il doit relâcher la pédale d'accélérateur. La récupération anticipée est activée en même temps. L'objectif de la planification d'itinéraire est d'assurer la plus grande part possible de conduite électrique en ville et d'atteindre la destination avec des batteries presque vides. La quantité maximale d'énergie électrique doit être utilisée pendant la conduite et le véhicule doit être rechargé à la ligne d'arrivée.
Qu'est-ce qu'une pédale d'accélérateur active ?
La pédale d'accélérateur active assiste le conducteur avec un retour haptique dans le style de conduite le plus économique. La résistance sur le chemin de la pression sur la pédale d'accélérateur signale au conducteur qu'il quitte la zone de conduite électrique uniquement. Il indique également au conducteur quand relâcher la pédale d'accélérateur pour laisser la voiture rouler en roue libre ou récupérer l'énergie cinétique, sur la base des informations de l'assistant d'économie de carburant prédictif.
Comment fonctionne la récupération ?
Le système d'entraînement des modèles PHEV utilise une fonction de récupération similaire à celle de la nouvelle voiture électrique Audi e-tron. Il est conçu pour une efficacité élevée et des performances de récupération maximales. Lors du freinage, les modèles Audi PHEV atteignent une puissance de récupération allant jusqu'à 80 kW. Le moteur électrique prend en charge toutes les légères décélérations – ce sont la majorité des situations de la circulation quotidienne qui nécessitent un freinage. Un système de freinage hydraulique est ajouté lors d'une décélération modérée. Celui-ci assure un freinage exclusivement dans son sens à partir d'une décélération de 0,4 G. Un réglage minutieux du système garantit des transitions quasi indétectables entre freinage récupératif et freinage conventionnel associé à une bonne modulation de l'effet de freinage par la pédale de frein.
Que signifie l'assistance à l'accélération du moteur électrique ?
La stratégie de conduite est conçue pour les expériences de conduite les plus diverses. D'une part, il y a l'exigence d'une conduite économique maximale avec une forte proportion d'entraînement électrique, et en même temps, l'entraînement hybride peut également être très sportif si nécessaire grâce à l'assistance à l'accélération du moteur électrique. Dans le même temps, le moteur électrique augmente le couple du moteur à combustion interne. L'intensité de cette assistance dépend du mode de conduite sélectionné. Selon le modèle et la configuration du moteur, un couple maximal de 500 Nm (Q5*, A7*) ou 700 Nm (Q7*, A8*) – c'est jusqu'à 200 Nm de plus que ce que le moteur TFSI seul fournit.
Si la transmission est en mode "S", auquel la transmission passe automatiquement en mode de conduite "dynamique" du système de contrôle de la dynamique de conduite Audi drive select, le moteur électrique reste actif même lorsque la pédale d'accélérateur est relâchée et assure la récupération. Pour d'autres paramètres, la récupération est utilisée dans des situations où elle est plus logique d'un point de vue énergétique que la marche en roue libre, en conjonction avec l'assistant d'économie de carburant prédictif. La régénération lorsque la pédale d'accélérateur est relâchée assure une décélération jusqu'à environ 0,1 g et la batterie lithium-ion se recharge avec une puissance allant jusqu'à 25 kW.
Quel rôle joue le système de contrôle de la température de fonctionnement ?
Un système complet de contrôle de la température de fonctionnement est essentiel pour une longue autonomie électrique et un chauffage intérieur rapide. Le circuit de refroidissement haute température assure le refroidissement du moteur TFSI, de ses organes auxiliaires et de la boîte de vitesses. Le circuit basse température refroidit la batterie, le chargeur, le moteur électrique et l'électronique de puissance. Une pompe à chaleur est intégrée au système de contrôle de la température de fonctionnement, qui génère jusqu'à 3 kW de chaleur à partir de 1 kW de puissance électrique. Pour cela, la pompe à chaleur est connectée au circuit d'eau de climatisation et utilise la chaleur résiduelle émise par les composants haute tension pour chauffer l'habitacle.
Quelles options numériques l'application myAudi offre-t-elle pour les modèles PHEV ?
L'application myAudi est un outil pratique pour interagir avec la voiture. L'utilisateur a accès à un large portefeuille de services Audi connect via son smartphone. Dans l'application, le client peut vérifier à distance l'état de charge et l'autonomie de la batterie, démarrer la charge, programmer une minuterie pour la charge ou analyser des rapports statistiques sur la charge et la consommation. Le client peut également utiliser l'application pour climatiser à distance sa voiture avant son départ.
Une voiture électrique à temps partiel avec un maximum d'avantages, ou pourquoi les versions "Plug-in Hybrid" valent mieux que leur réputation
Les voitures hybrides rechargeables sont souvent critiquées pour être trop complexes et trop lourdes, tandis que leurs avantages en matière de durabilité seraient insuffisants. Nous apportons des réponses claires aux questions critiques.
Les PHEV ne sont-ils qu'une technologie de transition jusqu'à ce que les voitures électriques soient nettement moins chères et offrent une autonomie utilisable dans le trafic réel ?
Les moteurs hybrides rechargeables de l'extérieur ne sont pas une technologie de transition, mais plutôt une extension appropriée du portefeuille de modèles et une contribution significative à la mobilité durable. Les façons dont les clients utilisent leur voiture sont différentes. Les modèles PHEV peuvent être la solution idéale pour une conduite locale à zéro émission pour de nombreux conducteurs qui se déplacent régulièrement, car ils peuvent couvrir de nombreux itinéraires quotidiens avec une propulsion électrique uniquement, et donc avec zéro émission locale. Grâce à la possibilité de se recharger à partir d'une source externe d'électricité à la maison ou au travail, les clients peuvent effectuer une grande partie de leurs trajets pendant la semaine avec une propulsion électrique uniquement. Les modèles PHEV sont également adaptés aux longs trajets grâce au moteur à essence. Dans le même temps, les progrès réalisés ces dernières années dans le développement des accumulateurs et des systèmes de contrôle d'entraînement ont considérablement élargi la gamme avec un entraînement électrique.
Offrez-vous un grand nombre de modèles PHEV simplement à cause des allégements fiscaux et des subventions dont les clients peuvent désormais profiter ?
Les avantages fiscaux peuvent être une incitation à l'achat, mais ils ne sont souvent pas décisifs en eux-mêmes. Ce sont les clients privés qui décident consciemment de la durabilité, et donc aussi des modèles PHEV, car ils veulent rouler avec zéro émission locale et disposent également d'options de recharge adaptées. Les versions Plug-in Hybrid sont le choix idéal pour une voiture de société, en particulier dans les cas où son utilisateur ne parcourt principalement que de courtes distances, se déplace le long d'un itinéraire fixe ou se déplace en ville, par exemple entre l'établissement et les clients. Cependant, il est également clair qu'avec un nombre très élevé de kilomètres parcourus annuellement, les modèles équipés de moteurs diesel modernes sont le premier choix.
Les batteries ne devraient-elles pas être plus grosses et le moteur à combustion interne plus petit ?
Avec le concept de propulsion PHEV, Audi s'appuie sur le "rightsizing", c'est-à-dire la taille la plus adaptée de tous les composants, et sur une gestion intelligente du système de propulsion. Selon le type et la taille du véhicule, des moteurs TFSI à quatre ou six cylindres sont utilisés. En conjonction avec un moteur électrique puissant et un système efficace de commande d'entraînement et de récupération, une faible consommation de carburant peut être atteinte. L'autonomie réalisable avec la propulsion électrique de l'ordre de 40 à 50 kilomètres représente un parfait compromis compte tenu des profils d'utilisation normaux des clients. En utilisation réelle, lors de l'utilisation d'un moteur à combustion interne, il semble optimal d'utiliser le moteur V6 dans des modèles plus grands et plus lourds tels que l'A8* ou le Q7*, tandis que le quatre cylindres est plus adapté aux Q5*, A6* et les modèles A7*, en termes de faible consommation globale de carburant.
Les modèles PHEV ne consomment-ils pas souvent plus que les véhicules à moteur à combustion interne ?
La consommation peut varier fortement en fonction du profil de l'utilisateur. C'est également le cas des modèles PHEV. Les véhicules PHEV sont conçus pour les trajets quotidiens. Leur concept d'entraînement est particulièrement avantageux pour les trajets courts et réguliers et le trafic urbain. Dans ces modes, il est souvent possible de conduire avec zéro émission. Les modèles PHEV d'Audi sont conçus pour être aussi économiques que possible grâce à un système de gestion de la conduite optimisé. Le système de contrôle de conduite prend en compte les informations de profil d'itinéraire, les données des capteurs ou la progression de l'itinéraire pour garantir le plus haut niveau d'économie. De plus, les modèles PHEV peuvent rouler en ville, par exemple en convois, exclusivement électriquement. Grâce à cela, ils offrent une économie nettement plus élevée. Ils sont également assistés par des fonctions de récupération puissantes, un assistant de conduite économique prédictive et des stratégies d'exploitation prédictives. Audi exploite ces avantages conceptuels et met un accent particulier sur la part la plus élevée possible de conduite électrique dans le trafic urbain.
Les valeurs réelles de consommation ne sont-elles pas beaucoup plus élevées que selon la méthodologie WLTP ?
La méthodologie WLTP est censée produire des valeurs de consommation plus réalistes que le cycle de mesure actuel de l'UE. Lors de la mesure selon la méthodologie WLTP, le PHEV doit effectuer plusieurs fois le cycle de conduite spécifié. Au début, les batteries sont complètement chargées. Le cycle se répète jusqu'à épuisement des piles. Le dernier cycle est complété par la voiture avec des batteries déchargées, elle n'utilise donc que l'énergie du moteur à combustion interne et de la récupération. Grâce à cette mesure en plusieurs étapes, des valeurs plus précises peuvent être déterminées non seulement pour la consommation de carburant et les émissions de CO2, mais également pour l'autonomie électrique et totale. Enfin, la valeur reportée des émissions de CO2 est calculée en fonction de la part de l'autonomie électrique dans l'autonomie totale. La marque Audi a développé une stratégie d'exploitation complète pour ses modèles PHEV, qui permet une conduite électrique même sur de plus longues distances en fonctionnement réel, augmentant ainsi l'efficacité énergétique.
Les modèles PHEV ne sont pas pratiques pour la conduite de tous les jours…
Pour Audi, lors du développement de modèles PHEV, il est important qu'ils offrent un espace intérieur largement illimité et une grande variabilité. Bien que les modèles PHEV aient un volume de coffre légèrement inférieur par rapport aux modèles conventionnels. Pour l'Audi A6 Avant TFSI e*, cela représente 405 litres par rapport aux 565 litres de l'Avant standard – mais dans ce cas, le chiffre de 565 litres inclut également l'espace sous le plancher, qui est bien sûr occupé par la batterie lithium-ion dans le modèle PHEV. Pour Audi, l'aspect pratique des modèles PHEV est extrêmement important. Les batteries sont donc rangées sous le plancher du coffre à bagages de manière à créer une surface de chargement plane pour faciliter le transport d'objets même très volumineux. Bien sûr, il est toujours possible de rabattre la deuxième rangée de sièges. Un dispositif de remorquage est disponible pour presque tous les modèles PHEV (à l'exception de l'A8*), ce qui est particulièrement important pour les modèles SUV et Avant. Le poids maximal autorisé de la remorque pour les modèles PHEV est identique aux modèles conventionnels (à l'exception de l'Audi Q5 avec des valeurs de 2500 kg pour les versions conventionnelles et de 1750 kg pour les PHEV). Les modèles PHEV d'Audi disposent également de diverses technologies pour un fonctionnement économique, comme la climatisation intérieure avant le départ, une pompe à chaleur ou une pédale d'accélérateur avec fonction haptique. En plus d'un haut niveau d'économie, cela garantit également le confort extraordinaire auquel les conducteurs Audi sont habitués.
Source : TZ Audi
