Au début des années 1990, Toyota s'est fixé pour objectif une voiture consommant environ la moitié du carburant d'une voiture conventionnelle équivalente. Réduire uniquement la taille du moteur aurait rendu la voiture peu puissante ; le passage au tout-électrique était bloqué par les batteries. La réponse fut une hybride : un petit moteur essence à cycle Atkinson associé à un moteur électrique à aimants permanents, combinés par un dispositif de répartition de puissance.
La répartition de puissance permet au moteur thermique de fonctionner à une charge quasi constante, tandis que le moteur électrique absorbe les pics d'accélération et se recharge lors du freinage et de la décélération. Comme le moteur thermique n'a jamais à suivre directement la demande des roues, son rapport air-carburant reste stable et son rendement reste élevé. Le moteur thermique s'arrête également automatiquement lorsque la voiture est à l'arrêt.
Lorsque la Prius a été mise en vente au Japon le 10 décembre 1997, Toyota a déclaré que le système atteignait 28 km/L (mode 10.15) — près du double du rendement énergétique des voitures essence conventionnelles — et réduisait les émissions de CO, HC et NOx à environ un dixième des niveaux fixés par la réglementation de l'époque.
Maintenir le rendement du moteur thermique ; laisser le moteur électrique combler les lacunes
La répartition de puissance maintient le moteur thermique dans sa zone de fonctionnement la plus efficace au lieu de poursuivre chaque variation de la vitesse des roues.
Le freinage régénératif récupère l'énergie que les voitures conventionnelles dissipent en chaleur, transformant la décélération en carburant économisé.
L'arrêt du moteur thermique à l'arrêt supprime le principal gaspillage au ralenti sans aucune action du conducteur.
Parce qu'il s'agissait d'un changement de système et non d'une simple retouche de composant, il a apporté environ 2 fois plus de rendement en un seul bond.
Lorsque deux technologies ont chacune leur point optimal, la démarche gagnante est souvent une interface précise qui permet à chacune de faire ce qu'elle fait de mieux — et non un choix où le vainqueur rafle tout.
Suites
La Prius est devenue la première voiture de tourisme hybride produite en série et le modèle des transmissions hybrides dans toute l'industrie ; le système Hybrid Synergy Drive ultérieur a affiné l'architecture de répartition de puissance. Toyota a vendu des dizaines de millions d'hybrides dans le monde, et le concept de répartition de puissance reste au cœur de sa gamme hybride.
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Les sources
- Toyota Launches the Revolutionary PRIUS Hybrid Passenger Vehicle Toyota Motor Corporation · global.toyota ·
- A Hybrid Energy Storage System for a Coaxial Power-Split Hybrid Powertrain IntechOpen (Hybrid Electric Vehicles) · intechopen.com ·