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P
F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 20101
Les Véhicules àmotorisation Hybride
François BADIN -
IFP
Ecole
Energies
& Recherches
Station Biologique, Roscoff, 2 Avril 2010
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 20102
Hybrid vehiclesactivities
Bio fuels, electricity generation
Two among the five IFPstrategic priorities involved
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 20103
Vehicle and powertrainsimulation
Real time simulation Component
testing andoptimization
Integratedpowertrain
control
Vehicletesting
Prototypesdesign,
realizationand
optimization
Engine test benches
Energy storagesystemtest bench
LMS AMESim
Hybrid Vehicles Research & Development activities
A complete and coordinated approach
3TC sp
2EC sp1To logger
TRANSMISSION CONTROL
D_TransmissionManagement
ENGINE ANDTRANSMISSIONACTUATORS
D_Actuators_control
ENGINE CONTROL
C_EngineManagement
VEHICLE MANAGER
B_VehicleManager
5Activations
4error
3Sensors
2Calib
data
1Tri
g
BMS
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 20104
I Les enjeux des transports routiers,II Les véhicules à
motorisation conventionnelle,III Principes et architectures des transmissions
hybrides,IV Hybrides discrets,V Hybrides avec fonctionnalités supplémentaires,VI
Conclusions.
Les Véhicules àmotorisation Hybride
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P
F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 20105
Transports routiers : Energie
et émissions
Émissions de polluantsatmosphériques :• Toxiques réglementés
NOx, CO, HC, Particules• Gaz à
effet de serreCO2
, CH4
(1%), N2O (6%)• PNR…
Consommation d’énergie :Pétrole (biocarburants, électricité, hydrogène ?)
Gazole 117 gCO2
/kmEssence 139 gCO2
/km
Exemple Renault Clio Diesel : 4,4 l/100 kmEssence : 5,9 l/100 km
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 20106
Part des transports
dansles émissions de CO2(et GES)
France
Europe
34 %
22 %CO2
Monde (IEA 06)
: ~23 %
(6,4 Gt sur 27,8 Gt)2ème après prod
énergie
133 Mt sur 378 Mt
(26%
émissions de GES)
(14%
des GES)
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 20107
Répartition
des émissionsde CO2
dans les transports
VP
PLVU
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 20108
I Les enjeux des transports routiers,II Les véhicules à
motorisation conventionnelle,III Principes et architectures des transmissions
hybrides,IV Hybrides discrets,V Hybrides avec fonctionnalités supplémentaires,VI
Conclusions.
Les Véhicules àmotorisation Hybride
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 20109
Evolution
et perspectivesdes émissions de CO2des véhicules
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020
Years
CO
2 em
issi
onin
g/k
m
ADEME 09, CCFA 08
ACEA
EU objective 2020
France
EVOL_CARAC_VEHIC V12
EU proposal
2012BiofuelsTiresEco-innovation
Progressiveintroduction
PSARenault
BWW
Toyota
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201010
Present situation in France Government purchase incentives
For light duty vehicles in 2009 (private owners)
+2600 €
-5000 €
(max 20%)-6000
-5000
-4000
-3000
-2000
-1000
0
+1000
+2000
+3000
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320
CO2
emission
in g/km
Bon
us/m
alus
amou
nt in
Eur
o
HEVs
PHEVs
60 g in 200955 g in 201050 g in 2012
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201011
I Les enjeux des transports routiers,II Les véhicules à
motorisation conventionnelle,III Principes et architectures des transmissions
hybrides,IV Hybrides discrets,V Hybrides avec fonctionnalités supplémentaires,VI
Conclusions.
Les Véhicules àmotorisation Hybride
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201012
Réducteurdifférentiel
Convert.
Convert.
Stockage1
Stockage2
Véhicule hybrideUne définition possible
• Met en oeuvre plusieurs systèmes énergétique à
bord –
stockeur(s) et convertisseur(s) si nécessaire au fin de la propulsion,
• Un au moins est réversible,• Liaison aux roues motrices par un ou plusieurs couplages.
: Energie
mécanique
Cou
plag
e
Convert.
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201013
Réservoir
Batterie/ SC
Réducteurdifférentiel
Véhicule hybridethermique –
électriqueArchitecture série (principe)
Moteur thermique
Machineélectrique
Machineélectrique
Couplage électrique
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201014
Véhicule hybridethermique -
électrique -
mécaniqueArchitecture série
Réservoir
Réducteurdifférentiel
Moteur thermique
Machineélectrique
Machineélectrique
Couplage électrique
V Machineélectrique
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201015
Application tramway4 kWh, 213 kW, 1200 kg(3,3 Wh/kg, 177 W/kg)
Stockage inertiel avec conversion en électricitéélectrique –
mécanique (exemple)
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201016
Réservoir
Batterie/ SC
Réducteurdifférentiel
Véhicule hybridethermique –
électriqueArchitecture parallèle (principe)
Moteur thermique
Machineélectrique
Couplage mécanique
couple 1 ou 2
BV
BV
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201017
Véhicule hybridethermique -
mécaniqueArchitecture parallèle (principe)
Réservoir
Réducteurdifférentiel
Moteur thermique
V TC
BV
Couplage mécanique
couple 1 ou 2
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201018
Stockage inertiel (mécanique)
60 kW, 24 kJ, 64 kg(940 W/kg)
F1 2009
Véhicule hybridethermique -
mécaniqueArchitecture parallèle (exemple 1)
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201019
Véhicule hybridethermique -
oléopneumatiqueArchitecture parallèle (principe)
Réservoir
Réducteurdifférentiel
Moteur thermique BV
OP MP
Couplage mécanique
couple 1 ou 2
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201020
Autobus Volvo(1984)
Véhicule hybridethermique -
oléopneumatiqueArchitecture parallèle (exemple 1)
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201021
Véhicule hybridethermique –
électriqueArchitecture parallèle (principe)
Réservoir
Batterie/ SC
Réducteurdifférentiel
Moteur thermique
Couplage mécanique
couple 3
Machineélectrique BV
Single shaft
pre-transmission
BV
Single shaftpost-transmission
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201022
Véhicule hybridethermique –
électriqueArchitecture parallèle (exemple)
Nissan RWD HEV
Machine électrique
Boîte de vitesse
Embrayage
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201023
RéservoirBatterie/ SC
Réducteurdifférentiel
Véhicule hybridethermique –
électriqueArchitecture parallèle (couplage par la route –
TTR)
Moteur thermique
Machineélectrique
Couplage mécanique en couple type 4
Réducteurdifférentiel BV
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201024
Véhicule hybridethermique –
électriqueArchitecture parallèle (couplage par la route –
TTR)
Proche deHYmotion4 de PSA
Motorisationélectrique
Motorisationthermique
Exemple 1
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201025
Véhicule hybridethermique –
électriqueArchitecture parallèle (couplage par la route –
TTR)
Exemple 2 Utilisation possible de machines électriques dans les roues
TM4Citroën C-Métisse
Michelin, Heuliez
Will
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201026
Réservoir
Réducteurdifférentiel
Véhicule hybridethermique –
électriqueArchitecture parallèle –
série
(dérivation de puissance)
Couplage mécanique
Principe
Machineélectrique
Couplage électrique
Couplage mécanique
Batterie/ SC
Machineélectrique
Moteur thermique BV
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201027
I Les enjeux des transports routiers,II Les véhicules à
motorisation conventionnelle,III Principes et architectures des transmissions
hybrides,IV Hybrides discrets,V Hybrides avec fonctionnalités supplémentaires,VI
Conclusions.
Les Véhicules àmotorisation Hybride
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201028
Hybrides discrets
• Optimisation des conditions de fonctionnementdu moteur thermique,
• Récupération
d'énergie au freinage,
• Optimisation de la gestion électrique
à bord,
• Pas de fonctions complémentaires
au bénéfice des utilisateurs et/ou de la collectivité.
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201029
Solution minimale (micro) :Conservation de l’architecture du GMP(typiquement 2,0 l essence et 1,6 l Diesel)
Machine généralement non intégrée 2 à
3 kW,• Batterie très proche de l’existante,• Gain en consommation urbaine : 5 à
10 %
Stop-Start 14 Vgestion optimisée de l’énergie électrique
Hybrides discrets
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201030
Denso Valeo Stars
Citroën C3 (11/04)and C2 (1/06)Toyota Crown
5500 ex since 2001 Mid 2006
GM Saturn
GM
~11000 ex since 1/2005
Japan
France North
America
S/S and more ?
Stop-Start (et réseau)Réalisations 1
Une seule machine
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201031
Deux machines
BoschSmart Electronic
Start/Stop
BMW S1, S3,Mini
Egalement : • Fiat,• Mitsubishi,• Mazda...
Stop-Start (et réseau)Réalisations 2
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201032
Effet booster
1000 2000 3000 4000 5000
Régime en tr/mn
Cou
ple
en N
m
Moteur thermiqueMachine électrique
(moteur)
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
300
0
Stop-Start et booster
Démarragedu MT
Association moteurs
thermiqueet électrique
Machine électrique (générateur)
Récupération au freinageGénération de l’énergie optimum
Modes de fonctionnement
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201033
Honda IMA
Electric machine
Insight 2000
Civic
Accord
Modifier au minimum
l’architecture du GMP
Grande compacité
(< 1cm/kW)Insight 2010
Stop-Startet boosterRéalisations
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201034
Solution complète (full) :Modification profonde de l’architecture du GMP
• Machine de 30 à
50 kW,• Batterie 200 à
300 V, 1 à
2 kWh,• Gain en consommation urbaine : 30 à
40 %
Hybrides discrets
Stop-Start,
récupération, booster et mode électrique
gestion optimisée de l’énergie électrique
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201035
Clutch E.M.23 kW peak
Exemple de réalisation : PSA Hybride HDi
Transmission hybride avec mode électrique
CIDI engine1.6 l, 66 kW
BAT NiMH288 V6.5 Ah
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201036
Synthèse des apports pour les hybrides discrets
0 50 100 150 200 250 300 350 400-10
0
10
20
30
40
5055
Electricmode
Vehiclelaunch
Hybridmode Regeneration
SpeedElectric motor
powerI.C. engine
power
km/h
and
kW
Time in s
Stop&Start
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201037
Microhybrid
Urban Extra Urban
Typi
cal C
O2
emis
sion
s ga
in in
%
Mildhybrid
Urban Extra Urban
Fullhybrid
Urban Road Motorway0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Synthèse des potentiels de gain en consommation pour les hybrides discrets
Ordres de grandeur
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201038
19,5 %
21 %
18 %
8,8 %
4,3 %
3,4 %
21 %
# French registrations 2006
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
260
280
300
320
20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200
Engine
peak
power in kW
CO
2 em
issi
onin
g/k
m
SmartCDi
ToyotaAygo
CitroenC1
PSARenault
Vw
GolfPrius
Insight
Civic
ADEME 2006/08
ADEME_CO2_06
CitroenC2 PriusInsight
Comparaison des véhiculesessence
et diesel
et des VEHen France (cycle normalisé
CEE)
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201039
I Les enjeux des transports routiers,II Les véhicules à
motorisation conventionnelle,III Principes et architectures des transmissions
hybrides,IV Hybrides discrets,V Hybrides avec fonctionnalités supplémentaires,VI
Conclusions.
Les Véhicules àmotorisation Hybride
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201040
Hybrides fonctionnels
Hybrides discrets plus des fonctionnalités complémentaires
au bénéfice de l’utilisateur
et/ou de la collectivité
:
• Mode tout électrique
avec autonomie,
• Recharge
de la batterie sur le réseau,• Echange d'énergie
batterie –
réseau,
• Motorisation répartie (4 WD),
• Alimentation électrique de bord.
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201041
Architecture identique au full hybridNécessité
d’un stockage d’énergie plus important
• Machine de 30 à
50 kW,• Batterie 200 à
300 V,
5 à
10 kWh
pour 20 à
40 km,• Evolution possible sans émission locale de
polluants atmosphériques.
Hybrides fonctionnels
Mode électrique avec autonomie EVmode
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201042
80 kW, 900 km
Dynamique
Autonomie
Comparaison des
caractéristiques énergie-puissance -
2
Exemple de véhicule hybride
27 kW, # 2 km
Exemple d'hybrideMode tout électrique(Prius 2010)
Véhicules hybrides actuels(charge sustaining)
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201043
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
0 20 40 60 80 100Vehicle Speed [km/h]
ENGENG+BATT
EV button onNormal EG stop
Vehi
cle
Driv
ing
Forc
e [N
]
BatEnergy
D'après Toyota 2009
Diagramme des
caractéristiques énergie-puissance-vitesse
de la Toyota Prius 2
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201044
80 kW, 900 km
Dynamique
Autonomie
Comparaison des
caractéristiques énergie-puissance -
3
Exemple de véhicule hybride
Exemple d'hybridesrechargeables
Véhicules hybrides rechargeablescourt terme
# 54 kW, 20 km(Prius 2010 Plugin)
# 20 kW, 70 km(Prius Hybrids
Plus,)
# 20 kW, 50 km(Prius Hymotion,)
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201045
80 kW, 900 km
Dynamique
Autonomie
Comparaison des
caractéristiques énergie-puissance -
4
Exemple de véhicule hybride
Mode tout électriqueDécharge progressive
(charge depleting)
Mode hybride(blended)
Maintien de la charge(charge sustaining)
Véhicules hybrides rechargeablesdu futur ?
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201046
Du HEV au PHEV(Ford 2010)
P/E !plage de SOC !
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201047
Temps
BatterieDoD
%
0
Temps
UsageMTH
0
Usage et repos
1
Hybrides discrets'Charge Sustaining'
~ 55
Batterie
Moteur thermique
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201048
Temps
BatterieDoD
%
0Usage Repos
80
UsageMTH
0
1
Hybrides fonctionnelsCharge Depleting
(PHEVs)Sans autonomie électrique (Blended)
Gestionoptimum
RechargeDécharge progressive
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201049
Temps
BatterieDoD
%
0Usage Repos
80
Hybrides fonctionnelsCharge Depleting
(PHEVs)Avec autonomie électrique (AER)
UsageMTH
0
1
Autonomieélectrique
Pas deMTH
Perfosdynamiques ?
Temps
Temps
Recharge
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201050
Voir aussi Howell
07
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201051
80 kW, 900 km
Dynamique
Autonomie
Comparaison des
caractéristiques énergie-puissance -
5
Exemple de véhicule hybride
Toute la dynamique(no compromise !
)BAT 110 kW ?
64 km
Mode tout électrique(ZEV, AER)
Véhicules hybrides rechargeablesdu futur ?
E-REV
WOT
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201052
BatterieDoD
%
0
80
Hybrides fonctionnelsCharge Depleting
(PHEVs)Avec 'Biberonage'
Temps
Biberonage
?
Infrastructureoperator
Livraisons
4'20''
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201053
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Overall
electric
consumption
in Wh/km
Eng
ine
fuel
con
sum
ptio
nin
l/10
0 km
35 km
70 km
150 km
150 km
100 km
75 km
22 kWh
7 kWh
Même véhiculeMême usageDifférentes lois de gestion
[Boujelben
09]
Relation conso carburant vsconso électricité, suivant le type d'usage (4/4)
GruauMicrobushybride
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201054 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260
0
100
200
300
400
500
600
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260
Ene
rgy
shar
e in
Wh/
km ElectricityFuel
Target 75 km : 80 % DoD
Progressive transferfrom electricity
to fuel
Target 100 km : 80 % DoD
22 kWh
0
100
200
300
400
500
600
Ene
rgy
shar
e in
Wh/
km
km
km
[Jeanneret 06]
Plus loin que le cycle...
CD
CS
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201055
Relations véhicule –réseau électrique
Pas deconnection
Charge sustaining
Marché
del’énergie
Concept V2HV2G
?Alimentation
Transfertd’énergie
Plug-in HEVsCharge
depleting
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201056
Concepts V2H et V2G
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201057
Off vehicle chargingOVC
Not off vehicle chargingNOVC
Vehicle charging
Operating mode switch
Externally chargeable Not externally chargeable
YesNo YesNo
WP29 : PHEV R101 procedure : Annex 8 -
2
2 : ESS fully charged (max SOC)
3 : ESS fully discharged (min SOC)
m1
CO2 in gM1
= m1
/ Dtest1
e1
Elec
in WhE1
= e1
/ Dtest1
m2
CO2 in gM2
= m2
/ Dtest2
e4
Elec
in WhE4
= e4
/ Dtest2
SOC100
0
e1
SOC100
0
e2
min e3 e4
M
= (De
·M1
+ Dav
·M2
)/(De
+ Dav
) g/km
E
= (De
·E1
+ Dav
·E4
) / (De
+ Dav
) Wh/km
Dtest1 (théo
11 km)
if AER > 11 kmElec
modeM1
= 0
Dtest2 (théo
11 km)
identical
M0
= M -
KCO2
·
Ah g/km
Urban and extra-urban driving cycles
M = m / Dtest
Or Ebat
> 0 or Ebat
< 1% of Efuel
1 : Measurement of vehicule all electric range (AER)
De
= AE RangeDav
= 25 kmAvg
dist between 2 charges
YesNo
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201058
Hydrocarbures
Vecteur électricité...
Vecteur
carburant hydrocarbure
Energiesprimaires
Recharge
Electrification des véhiculesNécessité
d'une approche systèmeau niveau des filières
(énergies, LCC)
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201059
Influence du mix
deproduction par pays
ou zone
Renault [Perrin 08]
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201060
Influence de l'heure
dela recharge sur le mix
EPRI 2008
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201061
HEVsustaining
PHEV nocharge
0
50
100
150
200
250
Conv. PHEV 35 km PHEV 70 km PHEV 150 km
21% 18%
7 kWh battery pack : 40, 400 and 600 gCO2
/kWhe
ElectricityVehicleFuel path
CO2
balance
for vehicle
and energy paths
CO
2em
issi
onin
g/k
m
73%
38%
19%
400 600
51%
32%21%
400 600
33%25% 21%
400 60030%
B. Jeanneret, F. Badin 2006
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201062
I Les enjeux des transports routiers,II Les véhicules à
motorisation conventionnelle,III Principes et architectures des transmissions
hybrides,IV Hybrides discrets,V Hybrides avec fonctionnalités supplémentaires,VI
Conclusions.
Les Véhicules àmotorisation Hybride
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201063
Honda
PSA
ToyotaFordGM
…/…
DC
SVE
Un grand nombre de solutions technologiques pour un grand nombre d’applications
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201064
GM Hybrid Portfolio
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201065
Conclusions
• Le gain en consommation est sensible au cycle d
’usage,• Ils combinent plusieurs innovations,• Grand nbre
de sol. (micro, mild, full, PHEV, V2H, V2G),
• Les véhicules hybrides permettent d
’atteindredes consommations très faibles (CO2
),• Leurs performances sont bonnes (dynamique, autonomie),• Ils peuvent apporter des fonctions supplémentaires.
+
• Leurs coût
est encore élevé
(+20 à
30 %, batterie, diesel ?),• Questions sur la fiabilité
des composants (batterie et électronique de puissance ?),
• Les VEH s’inscrivent dans un contexte dynamique (moteurs thermiques, transmissions, carburants).
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201066
Merci de votre attention
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201067
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Ventes
Ven
tes
en m
illion
s
Mercer 07AvicenneGMPolynomial (Mercer 07)Polynomial (GM)Polynomial (Avicenne)
Estimation des ventes futures
2007 : 530 000 VEH (350 M US, 80 M Jap, 70 M EU)
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201068
Bilan du véhicule électriqueactuel
• Pas d'émissions locales de polluants atmosphériques,• Réduction très sensible des émissions de bruit en urbain,• Récupération de l'énergie au freinage,• Faible coût de l'énergie,• Faible maintenance.• Autonomie limitée (150 à
250 km),• Sécurité
du pack dans toutes les situations de vie à
démontrer,• Coût du pack batterie élevé,• Durée de vie de la batterie à
confirmer,• Chauffage et A/C à
améliorer,• Bilan en GES dépendant de la production d'électricité,• Infrastructure de recharge à
créer,• Outils industriels à
mettre en place
Le VE ne peut remplacer un véhicule polyvalent mais il peut offrir des solutions très avantageuses pour tout un ensemble d'usages urbains et péri-urbains
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201069
Toyota Prius Plug in Chevrolet Volt
Prototypes
Cas des hybrides rechargeablesFrançois BADIN -
IFP
Mastère OSE, Ecole des Mines de Paris
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201070
Batteries :• # 25 kWh
Ranges :• # 150 km electric• # 500 km hybrid
Batteries :• 16 kWh
Ranges :• # 64 km electric• # 1000 km hybrid
Marketed in 2010 ? 30 prototypes in demo.
Batteries :• # 14 kWh
Ranges :• # 36 km electric• # 600 km hybrid
6 prototypes in demo.
GM Volt
Daimler-ChryslerSprinter
Dassault-HeuliezCleanova
USA France Germany & USA
Hybrides fonctionnelsCharge Depleting
(PHEVs)Réalisations
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F. BADIN – IFP : Ecole Energies & Recherches, Roscoff , 2 Avril 201071