Caractéristiques des moteurs de la LS600h
Introduction :
Cela fait maintenant plusieurs années que j’ai acheté ma LS600h d’occasion et que je l’espionne avec HA (Hybrid Assistant), ce qui fait que j’ai des millions de lignes dans la base de données représentants environ 40 000km.
Avec tout cela j’ai pu faire quelques graphiques intéressants sur les caractéristiques des moteurs de la LS600h.
A savoir le moteur thermique de 5.0l (ICE), le moteur électrique de propulsion (MG2) et le moteur électrique (MG1), le moteur à tout faire.
Puissance et Couple de l’ICE fct (tr/mn) :
Le couple démarre à 240Nm à 1100tr/mn et atteint son maximum de 525Nm à 4000tr/mn pour redescendre 420Nm à 5700tr/mn.
La puissance commence à 20kW à 1100tr/mn est croit jusqu’à 270kW à 5500tr/mn (et 290kW à 6400tr/mn)
Ensuite ce que fait l’ICE en fct (km/h) :
La ligne noire montre les tr/mn maxi que prend l’ICE lors des accélérations vives avant de redescendre dès que la vitesse est stabilisée (Effet HSD).
Ce qui fait qu’en ville, il ne dépassera jamais 3500tr/mn, limitant la puissance à 180kW.
Sur autoroute ce sera un maxi à 5300tr/mn, limitant la puissance à 260kW.
Une fois la vitesse stabilisée on voit que l’ICE évolue entre 1000 et 2000tr/mn suivant la pente de la route, donnant au final une moyenne un peu inférieure à 1200tr/mn sur tout un parcours autoroutier, et la même valeur pour un parcours mixte urbain et voies rapides.
On observe aussi que l’ICE peut s’arrêter quand il n’y a pas/peu de puissance à fournir sous les 70-75km/h.
Puissance et couple de MG2 en fct (tr/mn):
Le graphe représente l’ensemble des puissances fournies par MG2 et j’ai tracé une courbe noire qui suit la crête des puissances.
On y reconnait les caractéristiques d’un moteur électrique synchrone.
Avec une courbe de puissance augmentant presque linéairement dans un premier temps tant que le couple reste sur son palier haut, jusqu’à presque 6000tr/mn, puis reste constant à 167kW de 6000tr/mn à 12000tr/mn, qui est son régime maximal. Cette courbe maximale correspond uniquement à des pointes de courant courtes.
Le décroché correspond au changement de rapport de MG2 qui a un deuxième train épicycloïdale pour cela et que l’on retrouve sur les LS600h et GS450h.
A droite du zéro, on a les marches arrières et sous la courbe du zéro, on a le frein électrique qui peut prendre 50kW en crête très peu de temps.
MG2 vu par le couple en fct (tr/mn):
Un premier palier à 300Nm jusqu’à 4500tr/mn puis une décroissance, là encore comme tout moteur électrique.
Et un couple allant jusqu’à 100Nm lors du freinage électrique (régénération) ou lors des marches arrières.
Vue de ce qui ce passe au niveau du deuxième train épicycloïdale propre aux LS et GS :
MG2, comme tous les moteurs sont limités en tr/mn, ce qui limite actuellement les vitesses de pointe des voitures électriques et hybrides. Pour y remédier Toyota /Lexus a ajouter un deuxième train épicycloïdale sur MG2 qui ne permet pas toutes les combinaisons comme avec MG1, mais 2 rapports en bloquant simplement soit la couronne soit le soleil.
Nous avons donc là, le nombre de tr/mn de MG2 en fonction de la vitesse de la LS600h.
La droite partant de zéro est la première vitesse de MG2 qui monte jusqu’à son maximum de 12000tr/mn à 115km/h.
La deuxième droite plus basse est celle de la deuxième vitesse qui monte aussi jusqu’à son maximum de 12000tr/mn à 250km/h. Je n’ai pas eu l’occasion de faire cet enregistrement. Sans ce rapport la LS600h ne pourrait pas dépasser 115km/h. Le premier rapport aurait sans doute était plus long, comme sur les autres hybrides.
Les deux droites verticales représentent l’hystérésis de changement du rapport de MG2. On est donc au départ sur la droite du haut en première vitesse puis vers 85km/h on passe en deuxième vitesse, pour continuer à une vitesse plus élevée en ayant ainsi fait baisser le régime de MG2.
Dans l’autre sens, en ralentissant on reste sur la deuxième vitesse jusqu’à ce que l’on arrive à 50km/h, où MG2 revient en première vitesse.
L’hystérésis est prolongé au-delà de 85km/h pendant les accélérations franches et en dessous de 50km/h pendant les freinages forts. On ressent un léger quelque chose sur les grosses accélérations à 115km/h, MG2 passe en effet de 12000tr/mn à 6000tr/mn, juste en bloquant un pignon/couronne.
Et l’homme à tout faire MG1 en fct (km/h):
MG1 sert à créer une infinité de rapport entre ICE et les roues. Jusqu’à 70km/h quand l’ICE est arrêté, MG1 a une vitesse négative, puis quand l’ICE est démarré et que ce dernier est en dessous de 1200tr/mn (quasiment tout le temps), MG1 reste en vitesse négative mais augmente cette vitesse quand la vitesse du véhicule augmente.
On voit qu’avec l’ICE arrêté, on pourrait aller au-delà des 70km/h en tout électrique, jusqu’à 160km/h (MG1 < 10 000tr/mn), mais il faudrait fournir jusqu’à 55kW, ce que ne peut pas fournir la batterie, la batterie ne pourrait pousser la voiture que jusqu’à 140km/h, de plus elle serait vide en un claquement de doigt.
Les seuls cas où MG1 a une vitesse positive, c’est lors des accélérations vives, qui font monter l’ICE dans les tours, alors MG1 arrive très souvent à ces 10 000tr/mn max, fournissant ainsi jusqu’à 150kW en puissance électrique à MG2.
La puissance de MG1 en fct (tr/mn) :
Le « petit » MG1, bosse quand même pas mal puisqu’il sort quand même jusqu’à 150kW à 9000tr/mn
Et on voit toutes les zones où MG1 fonctionne en mode hérétique où il propulse le véhicule.
