Renault a décidé d’aller au-delà de l’objectif de consommation fixée par le gouvernement en dévoilant l’EOLAB, un prototype de véhicule qui affiche une valeur inédite de 1 litre les 100 kms, soit 22 g d’émissions de CO2/km sur cycle mixte NEDC.
Pour atteindre un tel niveau de sobriété, les concepteurs ont dû travailler simultanément sur trois fronts : l’allègement, l’aérodynamique et une technologie « Z.E Hybrid » totalement inédite qui permet de rouler « zéro émission » sur les trajets quotidiens.
En concevant ce prototype, Renault entend préparer les technologies nécessaires à la mise sur le marché d’une voiture capable de consommer moins de 2l / 100 km à l’horizon 2020. Pour y parvenir, Renault a travaillé dans une logique de co-innovation avec des partenaires de la filière automobile française comme Saint-Gobain pour les vitres, Faurecia pour les sièges, Michelin pour les pneumatiques et Continental pour le système de freinage. Renault s’est également appuyé sur d’autres partenaires, tels que Posco notamment pour les éléments en magnésium.
Cette consommation de 1 l/100 km atteinte par le prototype EOLAB est le résultat de la combinaison de trois ingrédients : aérodynamique, allégement, technologie « Z.E. hybrid » essence-électrique :
► aérodynamique : une silhouette dessinée pour bien pénétrer dans l’air et des équipements mobiles tels qu’un spoiler actif et des flaps latéraux qui se déploient comme des ailerons ;
► allègement : une cure d’amaigrissement de 400 kg par rapport à un véhicule de segment B grâce notamment à une caisse multi-matériaux combinant acier, aluminium et composites ainsi qu’un étonnant toit en magnésium d’à peine 4 kg. Cet allègement constitue un cercle vertueux : il a permis de réduire la taille et donc le coût des organes du prototype (moteur, batterie, roues, freins…) et de financer le choix des matériaux onéreux.
► technologie Z.E. Hybrid : compacte et abordable, cette nouvelle solution hybride rechargeable assure une mobilité électrique sur les trajets inférieurs à 60 km et jusqu’à 120 km/h.
Très léger et aérodynamique, le démonstrateur comprend une chaîne de traction hybride rechargeable « 100% Renault », qui a fait l’objet de plus de 30 brevets déjà déposés. Combinant une motorisation essence et un moteur électrique dans un volume compact, elle permet une extension d’autonomie de 60 km**.
Selon Renault, cette motorisation sera transposable sur des véhicules d’entrée de gamme, et donc accessible au plus grand nombre. De plus, cette technologie sera intégrée sur des plates-formes de la gamme avant 2020.
Un moteur électrique dans l’embrayage
Sur le prototype EOLAB, la composante "thermique" de la chaîne de traction est composée par un petit moteur 3 cylindres essence, d’une cylindrée de 999 cm3 développant une puissance de 57kW (75ch) et un couple de 95Nm. S’y ajoute une transmission sans embrayage, basée sur une boîte de vitesses à trois rapports, compacte et économique, tout en étant suffisante pour couvrir toutes les plages de vitesses de la voiture.
Ceci constitue un avantage notable par rapport à la plupart des technologies hybrides du marché, qui sont 25 associées à des transmissions du type CVT (Continuous Variable Transmission) ou DCT (Dual Clutch Transmission) à la fois volumineuses, lourdes et coûteuses, et qui à ce titre ne peuvent être proposées sur des petites voitures économiques
Le cœur du concept se trouve dans le logement de l’embrayage, qui abrite un moteur électrique à aimants permanents (de type discoïde à flux axial dans le cas du prototype). Compact et économique grâce à une technologie en rupture, ce moteur répond au besoin de sur-couple puisqu’il est capable de délivrer un pic de puissance instantanée de 50 kW, et de fournir un couple de 200 Nm.
La batterie d’une puissance de 6,7 kWh permet de propulser la voiture en mode électrique. La chasse aux kilos a été menée sur la caisse, car une voiture plus légère demande aussi moins d’énergie électrique pour sa traction. En conséquence, cela permet d’implanter une batterie moins lourde et moins chère.
Des passages de rapport qui combinent électrique et thermique
Sur la boîte trois rapports, les deux premiers sont couplés à la machine électrique, le troisième au moteur thermique. Ces trois rapports autorisent neuf combinaisons entre les modes électrique et hybride. L’une des innovations majeures du concept réside dans la façon de passer les vitesses, sans embrayage, grâce à un système de contrôle intelligent !
Une batterie adaptée à l’hybride
Le moteur électrique à aimants permanents à flux axial de EOLAB est alimenté par une batterie Li-ion de 6,7 kWh, différente de celles qui équipent les véhicules électriques de la gamme Z.E.
Autant les véhicules 100% électriques privilégient la quantité globale d’énergie stockée, pour satisfaire ce critère fondamental qu’est l’autonomie, autant un véhicule de technologie hybride tel que EOLAB doit répondre aux mêmes demandes de puissance mais avec une quantité limitée d’énergie électrique limitée. Cela suppose donc des cellules différenciées présentant un rapport puissance/énergie plus élevé.
Le challenge était donc de trouver des solutions "astucieuses" pour concevoir un pack embarquant un maximum d’énergie dans un volume restreint tout en réduisant le poids.
Z.E. Hybrid : un mode pour la semaine, un mode pour le week-end
Le conducteur a le choix entre deux modes.
– Un mode semaine, qui privilégie au maximum la traction électrique sur les trajets quotidiens, du type domicile-travail, pour tendre le plus possible vers le « zéro émission », et le « zéro consommation » de carburant. L’autonomie est suffisante pour parcourir 60 km** en mode 100% électrique.
Avec ce mode, la séquence est la suivante : le décollage de la voiture se fait toujours avec le moteur électrique. Le premier rapport permet de rouler en électrique jusqu’à 60/70 km/h. Au-delà, le système passe automatiquement sur le second rapport – toujours en électrique – jusqu’à 120 km/h. Au-delà, le démarrage et le couplage au moteur thermique est automatique avec le basculement en mode hybride avec l’aide du 3ème rapport.
– Un mode week-end, qui mixe les deux modes de propulsion, pour offrir davantage d’autonomie , et couvrir des distances plus longues. Le décollage se fait toujours avec le moteur électrique, mais cette fois, le moteur thermique se met en route à basse vitesse.
A partir de là, les deux propulsions se marient, ce qui permet bien sûr de consommer moins, mais aussi de bénéficier d’un vrai gain de puissance, grâce à l’association d’un moteur thermique de 57 kW (75ch) et d’un moteur électrique de 40 kW. Avec ce mode, la batterie se recharge dans les phases de décélération et de freinage (fonction range saver). L’enchaînement des différents rapports hybrides permet d’aller jusqu’à la vitesse maximale du véhicule
C’est un concept majeur, qui dessine la voie des futures motorisations hybrides de la gamme.
"Aujourd’hui, la plupart des hybrides du marché sont des véhicules des segments supérieurs, qui affichent des prix de vente supérieurs à 40 000€. Les solutions adoptées sur EOLAB sont beaucoup plus économiques, et permettent d’envisager une diffusion de l’hybride aux petites voitures, sur une échelle beaucoup plus large. Notre objectif est bien de réaliser une voiture à deux moteurs au prix d’un seul moteur" souligne Jean-Pierre Fouquet, chef de projet.
Les IHM au service de la consommation
Premier véhicule hybride rechargeable de Renault, bourré de technologies et d’innovations, EOLAB n’en reste pas moins destiné au cœur de cible des clients Renault et doit donc rester simple et intuitif à l’usage. L’interface homme-machine (IHM) va encore plus loin dans le retour d’information en temps réel pour accompagner le conducteur vers l’ultra-basse consommation.
Des écrans intégrés aux montants de pare-brise remplacent les rétroviseurs, Le compteur de vitesse s’intègre dans un écran courbe à technologie OLED (Organic Light-Emitting Diode, garantissant une excellente définition et une grande luminosité, tandis qu’au milieu de la planche de bord trône un vaste écran vertical intégrant une interface RLink exclusive.
Quand la technologie se met en scène
Comme les systèmes actifs embarqués ne sont pas visibles de l’intérieur et ne se déclenchent qu’au-delà de 70 km/h, le conducteur pourrait en éprouver une certaine frustration. Renault a souhaité l’éviter en introduisant dans la tablette multimédia une fonction spécifique qui permet d’actionner et de mettre en scène tous ces systèmes alors que la voiture est à l’arrêt.
"Lorsqu’une voiture de série dérivée de EOLAB verra le jour, ses clients ne l’achèteront pas que pour des raisons économiques. Leur motivation sera également environnementale et technologique : ils auront donc besoin d’un "retour de valorisation", que leur apportera ce type de fonction. Renault veut montrer que l’on peut rouler dans une voiture ultra-économe en se faisant plaisir" ajoute Rémi Bastien, Directeur de la Recherche et de l’Ingénierie Avancée.
Avec l’ebola plus de virus sur les routes …
en oubliant le mode de calcul de la consommation (et donc des émissions de CO2) des autos hybrides, n’oublions pas que la Porsche hybride est affublée de 3litres au cent ou qque chose comme ça, no comment… au-delà donc, un ensemble d’optiisation des véhicules hybrides, donr certaines ne sont pas prêt à être commercialisées sur des “petits ” véhicules (matériaux composites ou alu ou magnésium) Enfin, bravo pour la modestie de Renault au sujet des “petites hybrides”,et la Toyota Yaris, c’est quoi ???
Avec leur embrayage, comment fait on pour rouler à basse vitesse si la batterie est déchargée? Sinon, ce prototype est vraiment excitant! Bien plus que la XL1 de VW.
Renault roulait déjà sur autoroute ouverte à la circulation à moins de 2 litres/100 en 1987 (programme VESTA lancé en 1981) : Je doute qu’EOLAB fasse du 1 litre/100 sur le même trajet. La VW WL1 fait 500 km avec 5,5 kWh d’électricité + 10 litres d’essence : Ce que l’on peut faire concrètement et massivement tout de suite, c’est des petites citadine 4 places à moins de 3 litres/100 dans la vraie vie. Pour l’instant, le 2l/100, c’est de la recherche et des prototypes.
la voiture électrique est un bon théme de recherche et un moteur d’innovation. Cependant ne laissons pas croire que ce genre de véhicule sera La solution au problème du transport urbain ou semi urbain sans avoir repensé les modes de déplacement et les trajets. Je rappelle que la moyenne de déplacement urbaine est inférieure à 15km/h ce qu’un bon vélo électrique accomplit sans probléme.il existe par ailleurs d’utres option que la voiture hybride si l’on veut rester attaché au véhicule à 4 roues. Gaz,essence synthétique ….issus d’énergies renouvelables. qui au global peuvent se révéler moins poluants sur l’ensemble du cycle de vie ( construction, utilisation, recyclage)
Pour gagner du poids, il y a un truc tres simple: c’est de débarquer la boite de vitesse et le système de carburation sophistiqué indispensable pour optimiser le rendement sur une large plage de fonctionnement (entre 10 et 70 tours /s par exemple): au lieu de s’acharner a faire un “hybride parallèle” (avec 2 moteurs reliés aux roues: un thermique et un électrique), opter pour un “hybride série”. (dont les roues ne sont actionnées que par le moteur électrique) L’hybride série de mes rêves… c’est un véhicule électrique avec un groupe électrogène de 7 a 15 kW, alimenté par une bouteille de gaz butane de ~30 kg, (comme on peut en trouver dans plein de stations services). Ces bouteilles contiennent 13 kg de gaz, c a d autour de 170 kWh de chaleur de combustion. Avec un rendement global se situant autour de 30%, (et un moteur tournant a un seul régime, vers 4à-50 tours/s) , ce prolongateur d’autonomie représenterait plus de 300 km… (soit plus de 400 km, en démarrant le matin avec une batterie complètement chargée). Il y a surement plein d’obstacles techniques ou réglementaires (Taxe sur les carburanst par exemple). Aucun ne semble insurmontable.
D’abord il y a ce lien que je ne savais pas où mettre Même si ça ne concerne que le full-lithium : Ensuite concernant les méthodes d’hybridation de véhicules, la bouteille 13kg de butane est beaucoup plus taxée que le GPL à la pompe , alors certes on peut bricoler un VE en y attachant une bouteille qui sert de réservoir mais le problème de taxes va rapidement dégénérer… Utiliser plutôt un système GPL homologué Ensuite , il faut intégrer la perspective des piles à combustible dont le coût à divisé par plus de 20 en 7ans et qui devrait continuer à baisser à l’àvenir. Avec un carburant qui peut être produit localement et non pas importé comme le butane ou les GPL/GNV, dont au moins un (l’electrolyse) ne produit aucune émission de GES. Même si l’electrolyse ne se développe pas aussi vite que les véhicules à hydogène, le parc installé de véhicules permet à certaines stations, notamment sur les autoroutes, de faire du zero emission et de progresser vers l’exportation d’HH par pipe vers d’autres stations ou des piles à combustibles sédentaires de cogénération. La perspective de l’hybride est à plus court terme : ces véhicules font déjà baisser la consommation nationale de pétrole alors que le full electrique et l’hydrogène sont encore confidentiels dans un marché de 35 millions de véhicules. Il me semble donc que l’hybride n’a pas vocation à perdurer indéfiniment sur le marché auto. C’est une étape décisive pour passer à d’autres technologies plus radicales mais dont le modèle est très long à mettre en place à l’échelle nationale.
Excusez moi si je rabache encore une fois une vielle chanson de… pourquoi faire simple qu’on on peut faire compliqué…? Car la volonté d’hybrider nos chères automobiles ne semble guère une excercise de simplification efficace pour faire face à notre amour obsessionel de nos ‘bagnoles’ de tout les jours. Même comme solution de ‘transition’, certains pensent que c’est bien trop ‘compliqué’ , comme nous rapellait un professeur japonais (devant un parterre de constructeurs automobiles !) en juin 2009 !): Alors pour avoir rapidement une impacte sur la consommation et place de la voiture dans notre vie, soit on ‘refait des 2CV’ à 2l/100, comme sugérait JMJ (en parlant de la voiture éléctrique auquelle d’ailleurs il ne croyait guère) en avril 2011: Soit on fait ‘simple’ avec des voitures éléctriques, on acceptant les contraintes qui vont avec, en mettant de coté nos envies irrationelles de performances ‘vroum vroum téstoteroniques’ et la question d’autonomie – pour quelques kilometres par jour, vous avez vraiment besoin d’un char d’assaut d’une tonne, qui ‘mange’ des restes pourries de marécages préhistoriques,…..et toute électronique ‘gagétisé’ à outrtrance avec GPS intégré et chauffe biberon….?. Pour aller faire ses course au super du coin…? Comme disent mes ancetres anglo saxons: C’est comme vouloir casser une noisette avec une masse de 100 kilos…! Voiture hybride…..? C’est du ‘lourd’ ! C’est compliqué, très très compliqué……. There must be a simpler way……? trimtab