Motorisation hybride Toyota Prius

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1 Motorisation hybride Toyota Prius Modélisation phénomènes physiques : Coefficient d adhérence : f : coefficient d adhérence φ = arctan f φ = φ s limite adhérence φ < φ s adhérence φ > φ s glissement Plus le coefficient d adhérence est faible plus φ s est petit donc φ diminue aussi, si φ > φ s alors il ya glissement Formules et définitions : IGBT : L'IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) est un transistor bipolaire à porte isolée. Il associe les avantages des transistors bipolaires (tensions et courants élevés) et ceux des transistors MOSFET (rapidité des commutations, énergie de commande faible). Formule de la traînée : T=C x.1/2.ρ.v 2.S T : Valeur de la traînée en Newtons (N). C x : Coefficient de traînée, sans échelle ρ : masse volumique du fluide en kg.m 3 (1000 kg.m - ³ pour l eau, et 1,225 kg.m - ³ pour l'air au niveau de lamer). V : Vitesse relative en m.s -1 S : maître couple, ou surface exposée au vent en m². Définition de la traînée : C est la résistance au passage de l air, donc parallèle et opposée à l écoulement. - La traînée est proportionnelle au carré de la vitesse. - La traînée est proportionnelle à la surface exposée au vent. -La traînée est proportionnelle à la masse volumique du fluide traversé. -La traînée est proportionnelle à un coefficient de profil de l'obstacle, aussi appelé coefficient de traînée : C x

2 Formule de la portance : P=C Z.1/2.ρ.V 2.S P : Valeur de la portance en Newtons (N). C z : Coefficient de traînée, sans échelle ρ : masse volumique du fluide en kg.m 3 (1000 kg.m - ³pour l eau, et 1,225 kg.m - ³ pour l'air au niveau de lamer). V : Vitesse relative en m.s -1 S : surface projetée à l horizontale en m². Définition de la portance : c est la force qui a tendance à soulever l appareil. - Une incidence positive amène une "portance vers le haut", soit une portance - Une incidence négative amène une "portance vers le bas", soit une déportance La portance est proportionnelle à la valeur au carré de la vitesse. La portance est proportionnelle à la surface, non pas le maître couple, mais plutôt la surface de l appareil incliné, projetée à l horizontale. La portance est proportionnelle à lamasse volumique du fluide traversé. La portance est proportionnelle à un coefficient de profil de l'obstacle, aussi appelé coefficient de portance : Cz. Formule du poids : P=m.g P : Poids en Newton (N) M : Masse en Kilogramme (kg) G : Constante de gravité en mètre par seconde au carré (m.s -2 ) Les montages :

3 Hybride série : le moteur thermique, associé à un générateur électrique, fait office de groupe électrogène en transformant l'énergie issue de la combustion en énergie électrique. Combinée à celle fournie par la batterie, cette énergie est ensuite utilisée par le moteur électrique, qui assure seul la propulsion du véhicule. Il n'existe donc pas de liaison mécanique entre le moteur thermique et les roues. Les multiples conversions d'énergie (thermique - mécanique - électrique - mécanique) limitent le rendement maximal de cette chaîne de traction. Hybride parallèle : le moteur thermique sert principalement à déplacer le véhicule. Associé à une transmission d'un fonctionnement classique, on lui adjoint un moteur électrique qui utilise l'énergie des batteries. La récupération d'énergie cinétique pendant les phases de décélération et de freinage du véhicule assure la recharge des batteries. Les phases de roulage en mode électrique correspondent principalement aux situations où le moteur thermique est peu efficace, soit essentiellement à faible charge.

4 Hybride à dérivation de puissance : identique au précédent sur le principe de fonctionnement, il s'en distingue uniquement par une transmission totalement dédiée, dotée de machines électriques indispensables à son fonctionnement. La puissance délivrée par le moteur thermique suit deux chemins distincts : l'un mécanique, l'autre électrique. L'usage des machines électriques limite le rendement de la transmission dans certaines circonstances, spécialement lors des phases nécessitant la puissance maximale du moteur. Comme dans le cas de l'hybride parallèle, cette architecture offre la possibilité d'un mode de fonctionnement 100 % électrique. Fonctionnement du Train Epicycloïdal :

5 Comparaison avec la concurrence : La Lexus propose deux moteurs électriques ayant un couple différent 333 N.m à l avant et 130 à l arrière. Le couple total n est pas de 463 N.m mais de 333 N.m car le moteur électrique arrière n est sollicité qu en cas de perte de motricité du train avant ou de dérapage du véhicule. La Toyota propose un seul moteur ayant un couple de 400 N.m soit 67 N.m de plus que la Lexus. Au niveau du générateur électrique Lexus propose une tension de 650 V alors que la Toyota propose 500 V soit 150 V de moins que la Lexus. Puisque la tension entre la Toyota et la Lexus sont différentes la puissance max sera aussi différente car P=U*I donc puisque la tension est différente la puissance max sera aussi différente. La Toyota propose une puissance max de 50 kw et la Lexus propose 123 kw pour le moteur avant et 50 kw a l arrière.

6 Données : Courant alternatif 500 V Énergie électrique 500 V, 50 kw Énergie mécanique 400 N.m Autres technologies : Freinage régénérateur : La puissance du freinage régénérateur Ce système perfectionné permet au moteur électrique de fonctionner comme un générateur quand le véhicule décélère ou freine. Un dispositif complexe enclenche le mode générateur lorsqu'il sent un freinage ou une décélération. Elle permet au générateur de capturer la force cinétique qui serait autrement perdue. L'électricité ainsi générée sert à recharger la batterie, augmentant l'efficacité du système hybride. Le système de freinage régénérateur est particulièrement efficace lors de la conduite en ville, où les freinages et arrêts sont fréquents. Efficacité énergétique : Le moteur Hybrid Synergy Drive gère de manière intelligente l'utilisation de son moteur électrique et à essence afin de profiter au mieux de chacune de ces sources de puissance, garantissant ainsi une efficacité optimisée de la consommation de carburant. 1. Au démarrage/à basse vitesse, le système Hybrid Synergy Drive fait essentiellement appel au moteur électrique, le moteur essence n'étant pas dans son mode opératoire le plus efficace. 2. En revanche, quand la vitesse de croisière est atteinte et maintenue, c'est le moteur à essence - plus efficace dans ces conditions - qui fonctionne. L'énergie produite par le moteur à essence propulse le véhicule mais alimente également en puissance le moteur électrique et en recharge la batterie. 3. Lors du ralentissement ou du freinage, le système Hybrid Synergy Drive utilise l'énergie cinétique produite par les roues du véhicule pour alimenter le moteur électrique et recharger la batterie à l'aide de cette énergie régénératrice.

7 Démarrage Conduite normale Dépassement Freinage Arrêt

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