2010 Honda Insight EX : visite guidée du système hybride
Novembre 06, 2009
Vous vous êtes déjà demandé ce qu’il fallait pour construire un hybride ? Eh bien, cela dépend de la sorte d’hybride dont vous parlez.
Les hybrides que Toyota et Ford mettent sur le marché sont des hybrides série-parallèle complexes (et efficaces), ce qui signifie qu’ils peuvent fonctionner à l’essence, à l’électricité, à un mélange parallèle direct des deux ou à un mode ferroutage en série où le moteur à essence produit de l’électricité pour la batterie tandis qu’un moteur électrique utilise cette électricité pour faire avancer la voiture. Pour ce faire, il faut deux puissants moteurs électriques intégrés dans un système CVT planétaire stupéfiant (mais mécaniquement très simple). Un puissant logiciel de contrôle passe continuellement d’un mode à l’autre pour que vous n’ayez pas à y penser.
Mais notre Honda Insight 2010 est basée sur une configuration parallèle seule plus simple, dans laquelle le moteur et la transmission sont séparés pour qu’un mince moteur électrique de la taille d’un volant d’inertie (un peu plus de 2 pouces d’épaisseur) puisse être glissé entre eux. Ce moteur électrique porte le nom d’Integrated Motor Assist ou IMA, pour faire court.
Il est essentiellement disposé comme suit :
Moteur –> IMA –> Transmission
Jettons un coup d’œil, en commençant par l’arrière de la voiture.
Le cliché ci-dessus, tiré de ma série de walkaround sur les suspensions, montre pourquoi la configuration simple de la suspension à poutre torsadée a été utilisée ici : elle laisse beaucoup de place entre les roues pour un profond puits central qui abrite la roue de secours et le bloc-batterie.
Il y a même de la place pour plusieurs recoins de rangement. Le couvre-bagages à ressort en option peut en fait entrer dans la fente au bas de la photo.
Maintenant, sortons ce styromousse de là une minute.
Je vois une roue de secours. Mais il y a autre chose là-dessous.
Eureka ! C’est la batterie. Mais je dois dire qu’elle n’est pas très grande. Surtout si l’on considère que l’électronique de conversion de tension et de surveillance de la charge est logée ici aussi.
Les batteries elles-mêmes sont composées de cellules Nickel-Métal Hydrure (NiMH), le type utilisé dans presque toutes les productions actuelles de voitures hybrides et électriques.
Ensemble, elles constituent un pack de 100,8 volts qui a une capacité de 5,75 ampères-heures. Ça vous dit quelque chose ? Multiplions les volts par les ampères-heures (et divisons par 1 000) pour voir cela en Kilowatt-heures (kWh), l’équivalent électrique du nombre de gallons dans un réservoir d’essence.
Le réservoir électrique de l’Insight est donc d’un maigre 0,58 kWh, ce qui, entre autres, en fait une hybride légère. La Prius, une voiture plus hybride, a une batterie d’une capacité d’environ 1,3 kWh.
Passez à une voiture hybride rechargeable, comme la Chevy Volt, dont on parle beaucoup, et la capacité de la batterie commence à atteindre 9 kWh, ce qui vous permet d’avoir un peu plus d’autonomie en mode électrique grâce à votre prise de courant. Poursuivez avec une voiture comme notre Mini E 2009, une voiture entièrement électrique qui dépend du jus pour tout ce qu’elle fait, et vous trouverez une batterie d’une capacité utilisable de 28 kWh. Les capacités des batteries tout électriques vont sans doute augmenter à partir de là.
Comment l’Insight se débrouille-t-elle avec 0,58 kWh ? Eh bien, le moteur-générateur électrique (que nous verrons dans un instant) n’est pas très grand, donc il ne consomme ni ne régénère beaucoup d’électricité. Les batteries hybrides standard tirent TOUT leur jus du freinage par récupération, et la quantité qu’elles peuvent absorber dépend entièrement de la taille du moteur-générateur électrique.
La batterie de l’Insight stocke essentiellement assez pour récupérer l’énergie des arrêts en ville pour l’utiliser immédiatement lorsque vous vous éloignez d’un arrêt et pour redémarrer le moteur chaque fois qu’il s’arrête lorsqu’il » tourne au ralenti » aux feux de circulation. Il n’y a pas beaucoup d’autonomie en mode tout électrique. Nous parlons de secondes, pas de minutes à la fois dans la plupart des situations.
Comme toutes les batteries hybrides, elles sont considérées comme faisant partie du système d’émissions de la voiture, car si elles tombent en panne, la voiture fonctionnera à l’essence plus souvent et émettra plus de polluants.
Cela signifie que vous n’aurez probablement jamais à vous soucier du coût de remplacement de la batterie ou de l’impact sur les décharges des batteries hybrides usagées, car elles doivent durer pendant la durée de vie de la garantie stricte sur les émissions de la Californie, soit 10 ans ou 150 000 miles.
Comment est-ce possible ? En ne laissant jamais la batterie se vider à 0% et en ne la chargeant jamais à 100%. La clé pour maintenir une longue durée de vie de la batterie est une gestion attentive de son état de charge ou SOC. Les hybrides et les voitures électriques prennent cet aspect bien plus au sérieux que le système de charge d’une visseuse Makita ou d’autres appareils électroniques domestiques rechargeables.
Une batterie hybride NiMH typique n’utilisera, en termes hypothétiques très grossiers, que la fine tranche de SOC allant, disons, de 30% à 70% de SOC. Les gens sont enthousiasmés par les batteries au lithium parce que, par comparaison, une gamme plus large de SOC peut être utilisée, par exemple de 25% à 75% ou de 20% à 80% SOC. Et cela signifie que plus d’électricité peut être stockée dans une batterie Lithium-Ion de même taille.
L’énergie circule entre la batterie et le moteur-générateur (dans les deux sens) par ce câble orange.
Voyez la puissance que représente le moteur 4 cylindres de 1,3 litre qui développe 85 chevaux à lui seul ! L’IMA peut fournir 13 ch (10kW) supplémentaires en cas de besoin, ce qui porte le maximum à 98 chevaux.
Il est clair qu’il ne s’agit pas d’une centrale électrique construite pour mettre le feu au monde, car l’Insight réalise son économie de carburant grâce à une adaptation moderne d’un vieux principe Honda établi dans leurs anciens modèles « HF » à essence uniquement : Un poids léger, un groupe motopropulseur diminutif, une petite section transversale du véhicule avec un bon aérodynamisme et des pneus minces à faible résistance au roulement.
La formule comprend habituellement une transmission manuelle, mais ici une CVT efficace est utilisée. Mais c’est une CVT « normale » au lieu de la CVT électromécanique exotique vue dans la Prius. Cette itération de l’Insight pourrait tout aussi bien utiliser une transmission manuelle, comme la première Insight, car le moteur-générateur électrique est plus un amplificateur qu’autre chose.
Regardez à l’intérieur du cercle pour voir le moteur-générateur IMA où il est pris en sandwich entre le moteur et la transmission. Que diriez-vous de regarder de plus près ?
Vert = moteur, orange = transmission CVT et jaune = IMA, la viande dans le sandwich.
L’IMA peut ajouter jusqu’à 13 ch à ce que le moteur produit et il fonctionne également comme le démarreur principal du moteur.
Ce moteur n’est jamais complètement déconnecté de l’IMA, car il n’y a pas d’embrayage entre les deux. L’IMA peut néanmoins alimenter la voiture par elle-même pendant les premières secondes après que vous roulez d’un arrêt avec le moteur éteint, mais le vilebrequin tournera toujours et les pistons pomperont toujours vers le haut et vers le bas.
Pomper de l’air comme cela à travers des soupapes ouvertes crée beaucoup de traînée qui ruine l’efficacité, donc Honda utilise son système de changement de came VTEC pour fournir un soulagement. Une came a le profil standard que le moteur utilise chaque fois qu’il fonctionne, mais le second profil de came est complètement rond de sorte que les soupapes d’admission et d’échappement ne s’ouvrent jamais alors que les pistons volent sans injection de carburant.
A première vue, cela semble être pire, car il faut de la puissance pour comprimer l’air brut dans un cylindre. Mais vous récupérez presque toute cette puissance car le piston est repoussé après avoir atteint le point mort haut en raison de l’effet de ressort pneumatique. Et ce mouvement est lissé par le fait que 4 pistons font cela dans différentes parties du cycle, de sorte que les forces de compression dans un cylindre sont compensées par les forces d’extension dans un autre.
NOTE : Vous voyez pourquoi les contournements de la suspension sont tellement plus faciles que ceux du groupe motopropulseur ???
Peut-être que le rôle le plus important de l’IMA est le freinage régénératif. Lorsque vous levez le pied de l’accélérateur, l’ordinateur inverse la polarité à l’intérieur pour faire passer l’IMA d’un moteur à un générateur. Cette électricité générée retourne dans la batterie, et l’action de la générer crée une petite force de « freinage » décélérante lorsque les aimants du générateur font leur travail.
La force est faible dans ce cas en raison de la petite taille de l’IMA et de la batterie : vous ne pouvez générer et stocker qu’une quantité limitée avec cette configuration légère. Par conséquent, la force de freinage par récupération n’est pas plus importante que le simple freinage moteur en vitesse supérieure dans votre voiture à essence. Vous devez toujours utiliser la pédale de frein et le système de freinage conventionnel à disque/tambour pour la plupart de vos besoins de ralentissement et d’arrêt. Cela dit, une utilisation douce de la pédale et un ralentissement progressif sur une longue distance permettent au système de régénération d’absorber le plus possible.
Ce n’est pas le cas dans notre Mini E tout électrique, où une énorme batterie (50 fois plus grosse) et un gros moteur-générateur (le seul moteur principal de la voiture) peuvent (et doivent) avaler autant de jus qu’ils le peuvent. Les voitures électriques doivent récupérer chaque miette pour atteindre l’autonomie annoncée.
Et donc la Mini E se conduit comme une voiture à créneaux, avec des forces de freinage par régénération substantielles qui se produisent simplement en levant le pied de l’accélérateur. Elles sont si fortes que vous pouvez vous passer de la pédale de frein habituelle 70 % du temps ; si fortes que les feux de freinage sont programmés pour s’allumer par ordinateur afin que la voiture qui vous suit ne vous emboutisse pas par l’arrière.
Des pneus minces 175/65R15 réduisent la résistance au roulement dans la tradition des Civic et CRX « HF ». Le décompte final de l’économie de carburant EPA est de 40 ville/43 route/41 combiné.
La Honda Insight nous a impressionnés et enthousiasmés lorsque nous l’avons vue et conduite pour la première fois lors du lancement de presse, mais c’était lorsque le moulin à rumeurs avait le prix dans la gamme de 17 000 $ à 18 000 $ et que l’essence était à plus de 4 $ le gallon.
Mais l’Insight a fini par commencer à plus de 20 000 $ (avec destination). Pour cela, vous obtenez une Honda à faible puissance dans le sens traditionnel frugal Honda « HF » qui obtient un peu de performance et d’économie grâce à un système hybride doux simplifié. Avec des prix de carburant modérés, ce prix semble un peu élevé.
Dan Edmunds, directeur des essais de véhicules
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