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Moteur à allumage commandé - Fonctionnalités du contrôle

Article de référence | Réf : BM2760 v2

Hybrides série pile à hydrogène
Véhicules automobiles hybrides électriques et leurs motorisations

Auteur(s) : Joseph BERETTA

Date de publication : 10 sept. 2020

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Propulsion aérospatiale - Introduction

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4. Hybrides série pile à hydrogène

4.1 Véhicule hybride série avec full pile à hydrogène

Ce sont des hybrides série où le générateur embarqué est une pile à combustible associée à un réservoir d’hydrogène. L’avantage de la pile à hydrogène est qu’elle ne génère pas d’émission polluante sur le lieu d’utilisation, ne fait pas de bruit et si l’hydrogène est décarboné présente un bilan environnemental intéressant.

Les véhicules pile à hydrogène seront des hybrides série à double source d’énergie (batterie et pile à hydrogène), ils pourront ainsi récupérer l’inertie du véhicule dans la batterie et augmenter leur efficacité (voir figure 22). La batterie fournit la pointe de puissance ce qui permet un dimensionnement optimale de la pile à hydrogène. La solution actuelle pour décarboné l’hydrogène est d’utiliser des électrolyseurs qui décomposent l’eau en hydrogène et oxygène à partir d’électricité décarbonée.

Le temps de remplissage des réservoirs en 5 min pour 500 à 700 km est comparable aux véhicules essence d’aujourd’hui.

Si nous nous intéressons à l’aspect énergétique, 1 kgH₂ est équivalent à 33 kWh, le rendement maximum d’une pile à combustible hydrogène air est de l’ordre 50 % à 55 % ce qui permet de dire que 1 kgH₂ est équivalent d’un point de vue énergétique à 17 kWh (équivalent batterie). La plupart des véhicules actuels embarquent 5 kgH₂ ce qui représente 85 kWh d’équivalent batterie.

La consommation moyenne d’une berline électrique à 130 km/h est de l’ordre de 240 à 260 Wh/km, ce qui conduit à une autonomie de 350 km ; pour atteindre une autonomie de 450 km c’est 117 kWh qu’il faut embarquer soit 7 kgH₂.

Le coût actuel d’une station hydrogène à 700 bar est de l’ordre d’1 million d’euros avec une capacité par pompe de 20 véhicules par heure.

Par rapport à un véhicule à batterie, du fait du nombre d’éléments de transformation de l’énergie (électrolyseur, compresseur et pile à...

BIBLIOGRAPHIE

(1) - BEDEUR (M.) - Histoire de l’usine Pieper-Impéria, - http://www.automag.be/Librairie-Automagautomobile.
(2) - BERETTA (J.) - New Classification on Electric-Thermal Hybrid Vehicles. - EVS 15, Bruxelles, Belgique (1998).
(3) - BERETTA (J.) - Le génie électrique automobile : la traction électrique. - Édition Hermès Lavoisier Science publication (2005).
(4) - BERETTA (J.) - Électronique, électricité et mécatronique automobile. - Édition Hermès Lavoisier Science publication (2007).
(5) - MATSUNAGA (M.), FUKUSHIMA (T.), OJIMA (K.) - Powertrain System of Honda FCX Clarity Fuel Cell Vehicle. - EVS 24 Stavanger, Norway (2009) http://www.honda.fr
(6) - BERETTA (J.) - Citroën...

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ANNEXES

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2 Événements
3 Norme et standards
4 Annuaire
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2. 4.2 Laboratoires – Bureaux d’études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)

1 Sites Internet

PSA Peugeot Citroën http://www.psa.peugeot-citroen.com

Renault http://www.renault.com

Toyota http://www.toyota.co.jp

Honda http://www.honda.fr

BMW https://www.bmw.fr

Volkswagen https://www.volkswagen.fr/

Mercedes-Benz https://www.mercedes-benz.fr/

AVERE-France http://www.avere.org

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2 Événements

Congrès Electric Vehicle Symposium (EVS) Manifestation mondiale sur les véhicules électriques, hybrides et pile à combustible qui se tient tour à tour tous les ans en Asie, en Amérique du Nord et en Europe

EEVConventions The European Battery, Hybrid and Fuel Cell Electric Vehicle (EEVC) Congress is now recognised as premier...

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Sommaire
Sommaire détaillé

INTRODUCTION

1 - ARCHITECTURES HYBRIDES ÉLECTRIQUES

1.1 - Définitions
1.2 - Hybrides électriques simples
1.3 - Hybrides électriques complexes

2 - SITUATIONS DE VIE ET FONCTIONNALITÉS DES HYBRIDES

2.1 - Différentes situations de vie des hybrides thermiques-électriques
2.2 - Différentes fonctionnalités des hybrides thermiques-électriques
2.3 - Définitions : hybride thermique-électrique micro, mild, full

3 - HYBRIDES SÉRIE

3.1 - Principe
3.2 - Micro hybride série ou Range Extender de faible puissance
3.3 - Mild hybride série ou Range Extender
3.4 - Full hybride série
3.5 - Transmission thermique-électrique ou pile à hydrogène
3.6 - Bilan des prestations des hybrides série

4 - HYBRIDES SÉRIE PILE À HYDROGÈNE

4.1 - Véhicule hybride série avec full pile à hydrogène
4.2 - Véhicule électrique hybride série avec groupe électrogène

5 - HYBRIDES PARALLÈLES

5.1 - Principe
5.2 - Hybride parallèle double arbre
5.3 - Hybride parallèle simple arbre
5.4 - Micro hybride parallèle
5.5 - Mild hybride parallèle
5.6 - Full hybride parallèle
5.7 - Hybride parallèle à dominante électrique : hybride rechargeable
5.8 - Bilan coûts et prestations des hybrides parallèles

6 - HYBRIDES COMPLEXES OU À DÉRIVATION DE PUISSANCE

6.1 - Principe
6.2 - Micro hybride complexe
6.3 - Mild hybride complexe
6.4 - Full hybride complexe
6.5 - Bilan des prestations des hybrides complexes ou à dérivation de puissance

7 - HYBRIDES PARALLÈLES HYDRAULIQUES

8 - HYBRIDES ÉLECTRIQUES RECHARGEABLES

8.1 - Principe
8.2 - Véhicule hybride parallèle ou complexe rechargeable
8.3 - Véhicule hybride parallèle ou complexe rechargeable à dominante électrique
8.4 - Bilan des prestations des hybrides rechargeables

9 - CONSIDÉRATIONS ENVIRONEMENTALES, ÉNERGETIQUES ET ÉCONOMIQUES

9.1 - Considérations environnementales
9.2 - Considérations énergétiques
9.3 - Considérations économiques

10 - CONCLUSION

11 - GLOSSAIRE

12 - SIGLES

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