Mercedes : Mild Hybride S400 blueHybrid

Respectueuse de l’environnement, la technologie de propulsion hybride de la S 400 HYBRID allie la puissance d’un moteur essence efficient aux avantages d’un moteur électrique. Commercialisée en 2009, la S400 BlueHYBRID possède un module hybride avec la fonction Stop/Start et la récupération de l’énergie au freinage. Le groupe peut fonctionner en mode tout électrique, et permet de récupérer puis stocker l’énergie cinétique libérée au freinage. La

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petite subtilité ajoutée par le constructeur allemand est la technologie Start/Stop, qui permet de couper automatiquement le moteur quand le véhicule est à l’arrêt et de le redémarrer dès que l’on enclenche une vitesse. La figure 1.16 donne une photographie de la S400 BlueHYBRID et la figure 1.17 le schéma d’implantation des différents éléments [MER12].

Figure 1.16 : Mercedes S400 BlueHYBRID.

Figure 1.17 : Schéma d’implantation de la Mercedes S400 BlueHYBRID.

Source: http://www.greencarcongress.com/2009/06/s400-20090611.html

L'hybride S400 utilise un système parallèle hybride léger avec un petit e-moteur de 15 kW relié au vilebrequin entre le moteur et la transmission.

ü Constitutions

La S400 HYBRID est principalement constituée :

· D’un moteur V6 essence de 3,5 l modifié avec injection dans le canal d'admission et distribution variable.

· D’un moteur triphasé à aimant permanent léger et compact en forme de disque, implanté entre le moteur thermique et la boîte de vitesses. Il fait aussi office de démarreur et d'alternateur.

· Des batteries lithium-ion haute tension, performantes et compactes ; elles accumulent l'énergie libérée au freinage (récupération) et alimentent ainsi le moteur électrique. · D’un calculateur haute puissance implanté à proximité du moteur qui gère l'interaction

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· D’un système de freinage spécifique qui autorise une récupération effective de l'énergie de freinage.

· D’un onduleur qui convertit la tension continue en tension alternative et inversement. · D’un circuit de refroidissement basse température séparé pour l'électronique.

· D’un convertisseur continu-continu qui relie la batterie lithium-ion et le réseau de bord 12 V afin d'alimenter les consommateurs standards tels que les phares ou les équipements de confort.

· D’une boîte 7G-TRONIC adaptée spécifiquement à la propulsion hybride. La boîte automatique à 7 rapports 7G-TRONIC accroît le confort de marche grâce à des changements de vitesse particulièrement souples. Elle permet par ailleurs de sauter des rapports et par exemple, de passer directement de septième en cinquième, un avantage très appréciable lors des manœuvres de dépassement. Associée aux temps de passage très courts et à un faible niveau sonore, la boîte 7G-TRONIC augmente nettement la dynamique de marche du véhicule, garantit un niveau de régime parfaitement adapté et contribue ainsi à réduire sensiblement la consommation de carburant.

ü La batterie lithium-ion

La pièce maîtresse de la propulsion hybride hautement efficiente est constituée par de nouvelles batteries lithium-ion spécialement développées pour une application automobile. Mercedes-Benz est le premier constructeur automobile au monde à commercialiser ce type de batterie sur un véhicule de série. Un concept de sécurité en sept points garantit une protection optimale des composants électriques. Les composants haute tension bénéficient d'une isolation poussée et le système est désactivé en quelques fractions de seconde en cas d'accident.

ü Commande et gestion d’énergie

L'association du moteur thermique et du moteur électrique se traduit par de nombreux avantages supplémentaires, qui contribuent à réduire la consommation et les émissions, mais également à renforcer la dynamique et l'agrément de conduite. La gestion de ces systèmes complexes est confiée à une électronique de commande intelligente, capable d'ajuster la transmission aux différentes situations telles que la conduite en ville, les trajets sur autoroute et les embouteillages.

ü Fonctions

Le fonctionnement de la Classe S400 HYBRID repose sur les 3 principes fondamentaux suivants :

· Récupération d‘énergie au freinage

A chaque freinage et dès que le conducteur lève le pied de la pédale d'accélérateur, le moteur électrique transforme l'énergie cinétique du véhicule en énergie électrique. L'énergie récupérée durant cette phase est accumulée dans la batterie lithium-ion. Le système de freinage hydraulique n'est activé que lorsque le conducteur actionne plus vigoureusement la pédale de frein.

· Fonction Boost

La fonction Boost est activée lorsque le conducteur appuie vigoureusement sur la pédale d'accélérateur, c'est-à-dire au démarrage ou en accélération. Grâce à un couple de 160 Nm maximum, le moteur électrique apporte un soutien actif au moteur thermique. La fonction

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Boost permet de réduire la consommation et les émissions tout en profitant d'une grande vivacité en reprise.

· Fonction Stop/Start ECO

Si la vitesse passe au-dessous de 15 km/h à la suite d'une décélération, par exemple en mode roue libre à l'approche d'un feu, la fonction Stop/Start ECO coupe automatiquement le moteur thermique. L'électronique de commande intelligente reconnaît les prises de virage, les manœuvres de stationnement et les embouteillages et interdit dans ce cas la coupure automatique du moteur thermique. Lorsque le moteur thermique est coupé, l'énergie nécessaire au fonctionnement du compresseur frigorifique et de la pompe de direction assistée est fournie par la batterie. En mode « R », le mode manœuvres est activé et la fonction Stop/Start ECO désactivée. La fonction « HOLD » provoque une coupure fiable du moteur. Lorsque cette fonction est activée, le conducteur peut lever le pied de la pédale de frein sans démarrer le moteur thermique.

ü Adaptation à la conduite

· Conduite sur routes secondaires

Sur routes secondaires, l'effet « Boost », la conduite constante et la phase de récupération surviennent fréquemment en alternance. Selon le profil de l'itinéraire, de grandes quantités d'énergie de récupération peuvent être utilisées pour réduire la consommation et les émissions polluantes. Lors des accélérations, le moteur électrique soutient le moteur thermique grâce à l'énergie récupérée au freinage. En conduite constante, le système électronique décale le point de charge du moteur thermique de façon à réduire la consommation spécifique de carburant.

· Conduite en ville

Grâce à la coupure fréquente du moteur thermique par la fonction Stop/Start ou via la fonction « HOLD » à l'approche d'un feu en roue libre, la consommation de carburant et les émissions polluantes sont durablement minimisées. Le moteur électrique permet un redémarrage particulièrement confortable, rapide et à peine perceptible pour le conducteur.