Hybride rechargeable et autres voitures électriques

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Quels sont les différents types de voitures électriques ? Quelle est la différence entre un modèle hybride rechargeable et un mild hybrid ? La réponse à ces questions et à bien d’autres dans notre grand comparatif des voitures électriques.

Tôt ou tard, la plupart des automobilistes franchiront le pas et opteront pour l’électromobilité. Les avantages sont évidents, surtout pour l’environnement : le moteur électrique est localement sans émissions. Actuellement, une voiture électrique coûte plus cher qu’un véhicule conventionnel. Mais elle est source d’économies, au niveau par exemple de l’exploitation et de la maintenance. À quoi il faut ajouter les réductions d’impôts, les primes des constructeurs et, dans de nombreux cas, des subventions de l’État.

Autre atout : l’électromobilité peut être source de plaisir. Par exemple lors du démarrage – saisissant – d’une voiture électrique à un feu de signalisation. Les modèles électriques bondissent grâce à l’étourdissant couple de leur moteur, tout en restant incroyablement silencieux.

Le progrès technologique en matière d’électromobilité rend l’offre de plus en plus diversifiée et touffue. Pour les uns, une voiture hybride rechargeable constitue aujourd’hui la solution idéale. Pour les autres, c’est une voiture purement électrique qui fera l’affaire. Dans notre grand comparatif des véhicules électriques, nous vous présentons les types de conceptions les plus importants. Nous utilisons le terme de voiture électrique pour qualifier tous les véhicules électrifiés, y compris donc les voitures hybrides.

Quelles sont les voitures électriques sur le marché ? Pour le savoir, il suffit d’un clic :

Une voiture purement électrique

Comment fonctionne une voiture électrique ? Contrairement à un véhicule équipé d’un moteur à combustion, le moteur d’une voiture électrique n’est pas alimenté par du carburant, mais par de l’électricité. Cette dernière est stockée dans une batterie, dont la capacité détermine l’autonomie de la voiture électrique.

Une voiture purement électrique (BEV, pour Battery Electric Vehicle) est exclusivement alimentée par du courant. Autrement dit, elle n’a pas de moteur à combustion et ne génère donc pas localement d’émissions quand elle roule. Cette caractéristique lui vaut le nombre de points maximum en matière de durabilité dans notre comparatif des voitures électriques.

En revanche, de nombreux automobilistes s’interrogent sur l’autonomie d’un tel véhicule. Dans la plupart des cas, leurs craintes sont injustifiées, car aujourd’hui, la majorité des voitures électriques peuvent parcourir plus de 300 kilomètres à pleine charge de la batterie. De plus, 90 % des automobilistes français parcourent moins de 100 kilomètres par jour.

Un « range extender » peut dissiper définitivement ces craintes au sujet de l’autonomie. Dans une voiture électrique, ce dispositif – un générateur essence – n’offre pas une assistance directe à la propulsion (la voiture deviendrait alors un véhicule hybride). Il se contente simplement de fournir du courant à la batterie quand elle est sur le point d’être complètement déchargée.

Autre avantage des voitures électriques : elles appartiennent à la catégorie qui bénéficie le plus de subventions et d’avantages fiscaux spécifiques à chaque pays. Les voitures purement électriques sont idéales pour les automobilistes qui peuvent recharger leur batterie sur leur lieu de travail ou chez eux. Comme le développement de l’infrastructure de recharge électrique avance à vitesse grand V – dans les agglomérations et sur les autoroutes, de nouvelles stations sont régulièrement créées les trajets longue distance vont devenir de plus en plus faciles.

Autonomie            ***
Infrastructure       ***
Aspect durable    *****

Voiture hybride

Qu’est-ce qu’une voiture hybride ? Contrairement à un véhicule purement électrique, une voiture hybride (HEV, pour Hybrid Electric Vehicle) est équipée de deux moteurs : l’un à combustion et l’autre électrique. Suivant le modèle, les deux moteurs peuvent propulser le véhicule de manière autonome ou en interaction.

Les véhicules hybrides se distinguent par leur degré d’électrification, c’est-à-dire par leur puissance électrique, l’autonomie de leur batterie et leur mécanisme de charge. Il existe deux types de modèles : le véhicule mild hybrid et le véhicule hybride rechargeable (ou PHEV).

Mild hybrid : l’électricité au secours du moteur à combustion

Comment fonctionne une voiture mild hybrid ? Le moteur électrique d’un tel véhicule vient en soutien au moteur à combustion et intervient quand une importante quantité de carburant est utilisée (surtout au démarrage). Un véhicule mild hybrid réduit ainsi la consommation de carburant et les émissions. La batterie est rechargée par récupération.

Dans un véhicule mild hybrid (appelé aussi hybride 48 volts ou MHEV, pour Mild Hybrid Electric Vehicle), le moteur électrique sert uniquement à soutenir le moteur à combustion. Il intervient dans les situations où une importante quantité de carburant est consommée – surtout au démarrage – et peut booster la puissance du moteur lors d’une accélération.

La batterie se recharge exclusivement en phase de freinage et de décélération, grâce au principe de récupération (donc pas de recharge externe). L’énergie cinétique créée pendant le freinage est transformée en énergie électrique par le moteur, qui la réinjecte dans la batterie.

Le principal avantage d’un mild hybrid est sa moindre consommation : l’économie de carburant est de 0,3 litre pour 100 kilomètres par rapport à un véhicule qui roule uniquement à l’essence ou au diesel. Cette consommation réduite a pour effet d’accroître la distance parcourue avec un réservoir plein. Puisque le moteur à combustion est la source d’énergie principale, le mild hybrid profite donc du réseau – dense – de stations-service classiques. Il est idéal pour les automobilistes à la recherche d’une autonomie maximale sans avoir à se préoccuper de la recharge d’une batterie électrique.

Grâce à sa moindre consommation de carburant, le mild hybrid produit moins d’émissions. Cependant, il ne peut rouler en mode purement électrique sur de longues distances. C’est pourquoi les véhicules mild hybrid ne bénéficient pas des subventions accordées aux voitures électriques. Ils n’obtiennent ainsi que deux points pour l’aspect durable dans notre comparatif.

Autonomie            *****
Infrastructure       *****
Aspect durable    **

Qu’est-ce qu’une voiture hybride rechargeable ? La combinaison idéale de deux univers

Qu’est-ce qu’un véhicule hybride rechargeable ou PHEV ? Une voiture hybride rechargeable est équipée d’un moteur à combustion et d’un moteur électrique, tous deux en mesure de la propulser de manière autonome. Elle tire son énergie de la récupération. Sa batterie peut être rechargée à une prise ou à une station conçue à cet effet.

Alors qu’une voiture mild hybrid ne tire son énergie électrique qu’en roulant – elle ne dispose ainsi que d’une part d’énergie limitée – un véhicule hybride rechargeable (PHEV, pour Plug-in Hybrid Electric Vehicle) peut être rechargé à une prise ou à une borne spécialement conçue à cet effet (d’où le terme « plug-in », qui signifie « (se) brancher » en anglais). Cette possibilité accroît fortement l’autonomie des hybrides plug-in, comme la BMW 530e iPerformance (2018), capable de parcourir 46 kilomètres en mode purement électrique. Grâce aux progrès technologiques, leur autonomie électrique – tout comme celle des autres véhicules équipés d’une batterie – va nettement augmenter au cours des prochaines années.

De nombreux propriétaires de PHEV parviennent, aujourd’hui déjà, à effectuer la majeure partie de leurs déplacements en mode purement électrique. Souvent, en effet, les trajets quotidiens sont nettement inférieurs à 50 kilomètres. Selon le tarif de l’électricité, il est possible de réaliser actuellement des économies sensibles par rapport à un moteur à combustion classique.
Les autres avantages sont l’autonomie du moteur à combustion et l’indépendance vis-à-vis des solutions de recharge électrique.

Un PHEV est donc idéal pour les automobilistes à la recherche de la plus grande flexibilité possible : d’une part un moteur électrique pour les trajets quotidiens, par exemple pour aller au bureau à moindre coût sans grand impact sur l’environnement, tout en profitant d’autre part d’une autonomie et d’une flexibilité maximales pour les longs trajets, par exemple lors d’un week-end en famille. Cerise sur le gâteau : cette catégorie de véhicules profite aussi, suivant les pays, des subventions allouées par l’État aux véhicules électriques et, indirectement, d’impôts moins élevés en raison d’émissions de CO2 plus faibles.

Autonomie            *****
Infrastructure       *****
Aspect durable    ****

Émissions de CO2 49-47 g/km (cycle combiné)
Consommation de carburant 2,2-2,1 l/100 km (cycle combiné)
La consommation d'énergie 13,6-13,3 kWh/100 km (cycle combiné)

Pile à combustible

Comment fonctionne une voiture à pile à combustible ? Ce type de véhicules appartient également à la catégorie des voitures électriques : la pile transforme l’hydrogène et l’oxygène en énergie électrique qui est stockée dans une batterie et qui alimente ensuite le moteur électrique. Ici aussi, la récupération de l’énergie de freinage est possible.

Dans la voiture à pile à combustible (FCEV, pour Fuel Cell Electric Vehicle), l’électricité est produite directement à bord. L’hydrogène acheminé du réservoir à la batterie interagit avec l’oxygène présent dans l’air ambiant. Le courant ainsi produit sert à propulser le moteur électrique, comme dans les modèles électriques courants. Sinon, ce procédé ne produit que de la chaleur et de l’eau. Aujourd’hui, les inconvénients de ce système pour l’environnement tiennent au procédé utilisé pour obtenir l’hydrogène, très gourmand en électricité. De plus, l’hydrogène doit ensuite être transporté depuis son lieu de production jusqu’aux stations-service.

L’autonomie d’un FCEV est similaire à celle des futures voitures électriques dotées d’une batterie. Un atout certain est la rapidité du ravitaillement, un réservoir d’hydrogène pouvant être rempli en quelques minutes, aussi rapidement qu’un réservoir à essence/diesel actuel. Néanmoins, le réseau de stations-service, très peu dense, ne se développe que lentement. Si cela devait changer à l’avenir, une voiture à pile à combustible s’utiliserait comme une voiture à moteur à combustion.

À noter que la production du système de pile à combustible coûte encore très cher, l’une des raisons principales étant la présence de platine dans le catalyseur.

Autonomie            ****
Infrastructure       *
Aspect durable    **

Chaque automobiliste est différent et a des besoins qui lui sont propres. C’est là que la grande variété des types de moteurs entre en scène. Car chaque concept de véhicule offre aux usagers des avantages spécifiques. Les voitures équipées seulement d’un moteur à combustion garderont leur place dans le mix de la mobilité du futur. Elles répondront aux besoins de certains groupes d’utilisateurs et seront destinées à des utilisations particulières.

Il y a donc fort à parier que l’avenir verra cohabiter plusieurs technologies. BMW s’est préparée, notamment avec une plateforme de véhicules inédite capable d’intégrer les trois types de motorisations : le groupe propulseur d’un moteur à combustion comme celui d’un hybride rechargeable ou d’un modèle purement électrique. Le modèle de série de la BMW Vision iNEXT, purement électrique, qui est attendu en 2021, sera le premier véhicule basé sur cette plateforme de motorisation universelle.

Illustrations : Cyprian Lothringer

INSPIRÉES PAR L’AVENIR. CONSTRUITES POUR LE PRÉSENT.

La BMW i3.

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