Analyse du Rapport de Benchmark de Prius 3

[Hortevin]

Bonjour à tous,

Voici un rapport de Benchmark (analyse par démontage du véhicule) fait par le laboratoire d'état américain Oakridge de notre cher Toyota Prius 3.

La motorisation hybride a été démontée, testée et subit même des analyses de matériau.
Il s'agit ici un Benchmark destructif.

(Cet étude va donc plus loin que le Benchmark de Valéo, j'ai un collègue qui a travaillé dessus)

http://info.ornl.gov/sites/publications/files/Pub26762.pdf

Voici donc une discussion ouverte pour analyser ce document, par les mécaniciens ou les électro-mécaniciens, dans le but de tirer des informations utiles pour le grand public.

Attention ce document est en anglais.

 

[JeanB]

Pour le moment je n'ai lu (rapidement) que l'introduction et les conclusions mais c'est un document très intéressant, tant par ce qu'il révèle de l'approche des constructeurs états-uniens vis-à-vis des productions étrangères que par la comparaison finale entre les différents niveaux d'implémentation de la technologie HSD par Toyota sur différents modèles.

Et les détails entre ces deux sections sont bien appétissants également mais là il va falloir plus de temps. 😎

 

[jogger]

Etant qu'unilingus (je crois que cela veut dire qu'une seule langue ou bien je confond avec autre chose 😳) j'hate de lire vos commentaires sur ce document .

 

[Jibu]

Etant qu'unilingus (je crois que cela veut dire qu'une seule langue ou bien je confond avec autre chose 😳)

Je ne peux pas te l'affirmer : je donne ma langue au chat ! 😳

 

[Ageasson]

😛Alors ce sera du cunnilingus....et certainement pas avec le chat...
....enfin, celui qui fait Miaou......🙂
.............à moins que tu ne penses à la cuniculiculture réservée, aux chauds Lapins.....

 

[Hortevin]

Euh un modo pour intervenir sur le message précédent?
Ah zut c'est toi le modo! Lol... 😛

 

[Ageasson]

Mais non, moi pas Modo, je n'ai pas envie de passer le temps à
me pour ce que je pond ici et là !.....Le mode aux HS !

 

[Hortevin]

Pour comprendre davantage ce document:

il faut avant tout comprendre le fonctionnement du système E-CVT (qui permet la variation de couple/vitesse de rotation en sortie) qui est principalement composé de:

1.) DC Boost/Buck converter
(Convertisseur de tension du courant continu)
2.) DC/AC inverter (Convertisseur Courant continu/Courant Alternatif)
3.) Les 2 moteurs/générateurs électriques: MG1 et MG2

Le rôle du Convertisseur de tension du courant continu, permet de convertir la tension 201.6V du courant continu de la batterie principale en un courant continu de tension maxi 650V, lors de l'utilisation du moteur électrique. Il permet aussi de baisser la tension du courant sorti du générateur (après avoir été converti en courant continu par le DC-AC Inverter) en un courant continu de tension légèrement plus élevée que la tension 201.6V pour recharger la batterie principale.

Le rôle de Convertisseur de courant Continu/courant alternatif permet de transformer le courant continu de la batterie principale en un courant alternatif Triphasé, et inversement.

Pour résumer, les moteurs/générateurs électrique de la Prius utilisent un courant alternatif triphasé entre 500 et 650V. Et la batterie principale Ni-MH fournit un courant continu de 201.6V.
Le rôle des convertisseurs permet alors de transformer un type de courant en un autre pour pouvoir être utilisé/stocké.

Le E-CVT utilise alors ces convertisseurs, en jouant sur la tension, l'intensité, la fréquance ou la phase pour réaliser la variation du couple/vitesse de rotation en sortie du bloc transmission.

Le train épicycloïdal joue ici un rôle de répartiteur de puissance/transmission, et ne peut pas vraiment compté comme un composant de E-CVT.

Merci de bien vouloir me corriger si j'ai écrit des erreurs ou il y a des fautes de traduction de vocabulaire technique.

(Merci à un membre du forum Autohome.cn, Thinkhard, qui a expliqué tout ça. C'est d'ailleurs lui qui a déniché ce document. Bon je le remercie mais il ne le saura jamais...)

 

[priusfan]

.....Le rôle du Convertisseur de tension du courant continu, permet de convertir la tension 201.6V du courant continu de la batterie principale en un courant continu de tension maxi 650V,...

201.6V , ce chiffre théorique me fait bien rigoler:
tu peux oublier les décimales, car la tension batterie varie (à la louche) entre 180 et 240 Volts suivant qu'elle est en charge ou qu'elle débite un max.
c'est d'ailleurs une info pertinente que l'on supervise avec torque ou un scangauge.

 

[kinetik]

Le train épicycloïdal joue un rôle important dans le HSD. Il transmet aux roues une fraction invariable du couple moteur (en gros les 2/3). Il permet à vitesse modérée et élevée de transmettre directement la puissance, ce qui permet de réduire la puissance maximale de MG1 et MG2, et d'éviter les pertes de conversion électrique.

Les moteurs sont alimentés en trois phases, mais pas nécessairement en "alternatif". Ce sont des moteurs synchrones qui marchent très bien à vitesse nulle. Dans ce cas le courant qui traverse le stator est continu. En fait, la répartition du courant dans les bobinages suit très précisément la position du rotor, qui est connue grâce à un capteur de position angulaire très précis. Le décalage dera positif ou négatif selon qu'on veut le le moteur pousse en avant (traction vers l'avant) ou en arrière (freinage ou traction vers l'arrière). C'est donc le contrôle de la phase qui définit directement la fréquence sur la vitesse du moteur.

Il n'est pas exact non plus de combiner "triphasé" et 500 ou 650 V. Chaque phase est alimentée avec une tension hachée à haute fréquence, avec l'une des trois valeurs 0, -V ou +V. Il n'y a aucune valeur intermédiaire. Considérons une des bobines d'un moteur arrêté, courant nul. Dès que la tension V de 500 ou 650 V est appliquée en rendant conducteurs des transistors, le courant augmente progressivement ; c'est la self-inductance du bobinage qui détermine le taux de croissance. Lorsque le courant voulu est à peine dépassé, la tension est coupée mais une diode de roue-libre assure que le courant continue à circuler. Il va décroître à cause des pertes résistives et il va falloir appliquer de nouveau la tension V pour le refaire croitre. Lorsque le rotor tourne c'est un peu plus compliqué : il apparaît une tension supplémentaire aux bornes du bobinage.

Priusfan a tout à fait raison, on ne mesure jamais 201.6 V. Batterie au repos, cela correspond à une batterie très peu chargée. Normalement on a nettement plus. A cause de sa résistance interne R, cette tension sera abaissée ou augmentée de la valeur R I, où I est le courant de décharge ou charge. Une faible valeur R assure un bon rendement. Cette valeur augmente avec l'âge.

 

[URBANDREAM]

Pour comprendre davantage ce document:

il faut avant tout comprendre le fonctionnement du système E-CVT (qui permet la variation de couple/vitesse de rotation en sortie) qui est principalement composé de:

1.) DC Boost/Buck converter
(Convertisseur de tension du courant continu)
2.) DC/AC inverter (Convertisseur Courant continu/Courant Alternatif)
3.) Les 2 moteurs/générateurs électriques: MG1 et MG2

Le rôle du Convertisseur de tension du courant continu, permet de convertir la tension 201.6V du courant continu de la batterie principale en un courant continu de tension maxi 650V, lors de l'utilisation du moteur électrique. Il permet aussi de baisser la tension du courant sorti du générateur (après avoir été converti en courant continu par le DC-AC Inverter) en un courant continu de tension légèrement plus élevée que la tension 201.6V pour recharger la batterie principale.

Le rôle de Convertisseur de courant Continu/courant alternatif permet de transformer le courant continu de la batterie principale en un courant alternatif Triphasé, et inversement.

Pour résumer, les moteurs/générateurs électrique de la Prius utilisent un courant alternatif triphasé entre 500 et 650V. Et la batterie principale Ni-MH fournit un courant continu de 201.6V.
Le rôle des convertisseurs permet alors de transformer un type de courant en un autre pour pouvoir être utilisé/stocké.

Le E-CVT utilise alors ces convertisseurs, en jouant sur la tension, l'intensité, la fréquance ou la phase pour réaliser la variation du couple/vitesse de rotation en sortie du bloc transmission.

Le train épicycloïdal joue ici un rôle de répartiteur de puissance/transmission, et ne peut pas vraiment compté comme un composant de E-CVT.

Merci de bien vouloir me corriger si j'ai écrit des erreurs ou il y a des fautes de traduction de vocabulaire technique.

(Merci à un membre du forum Autohome.cn, Thinkhard, qui a expliqué tout ça. C'est d'ailleurs lui qui a déniché ce document. Bon je le remercie mais il ne le saura jamais...)

Le document est passionnant à lire et confirme que la technologie hybride relève de l'électronique de puissance haut de gamme. Je roule dans ma troisième Prius sans aucun problème et je ne changerais pour aucun motif sauf cartonnée comme la deuxième. Les ingénieurs Nipons de chez Toyota appliquent des techniques éprouvées et simples en traction électrique et en propulsion navale (moteurs asynchrones); le principe de base qui prévaut dans cette propulsion est la simplicité, donc la fiabilité par l'emploi de technologies éprouvées qui ne sont pas trop récentes pour avoir fait leurs maladies. L'usage d'un compresseur frigorifique centrifuge hermétique dont la vitesse du moteur électrique est régulée par variation de la tension est une solution qu'LG adopte dans ses frigo domestiques et qui a fait ses preuves dans les grosses machines centrifuges CARRIER, TRANE, DAIKIN etc.

 

[Astrix64]

PS: Toyota utilise des moteurs synchrones sur ces HSD. 😉

 

[genfutures]

Oui, les "MG1" et "MG2" - dénominations toyotesques - sont bien des machines électriques synchrones. Vu la nécessité de piloter finement la vitesse, c'est le meilleur choix.
Ce sont des machines synchrones à aimant permanant, sans balais ("brushless"), contrairement à certaines machines synchrones à rotor bobiné (avec balais), chez Renault, BMW, ...

 

[Astrix64]

J'ai précisé car tu insistais sur la maitrise et expérience de Toyota pour les moteurs asynchrones. 😉