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Pourquoi avoir choisi un moteur thermique diesel ?
 Les travaux du constructeur semblent avoir montré que la consommation d’une version hybride essence est voisine de celle obtenue par un véhicule thermique Diesel de caractéristiques identiques (masse, Scx, dimensions...). Quant au CO2, le gain de la version hybride essence se limite à 10%. Cependant, le prix de l’hybride essence serait très nettement supérieur à celui d’un véhicule Diesel équivalent.
Sur le marché européen, la motorisation Diesel représente aujourd’hui pour les voitures particulières, en moyenne, une vente sur deux, contre une sur quatre en 1998.
Dans certains pays, dont la France, la part du Diesel dans les ventes atteignait même 70% en 2005. Ce développement continu démontre l’attente forte des consommateurs pour des véhicules à faible consommation, ne sacrifiant rien à l’agrément de conduite et compatibles avec leur pouvoir d’achat. De plus, avec l’appoint du filtre à particules, les motorisations Diesel présentent un bilan écologique extrêmement favorable.
Dans ces conditions, les très faibles volumes de ventes - même si ils sont en progression - des véhicules hybrides essence sur le marché européen s’expliqueraient assez logiquement d'après PSA. Mais quelles pourraient être les chances de succès d'une C4 Hybride HDi en Europe si elle était commercialisée aujourd'hui ?
L’hybridation Diesel permet en revanche une véritable rupture en matière de consommation car elle allie le rendement exceptionnel du moteur Diesel, utilisé dans sa meilleure plage de fonctionnement, et l’apport du moteur électrique, particulièrement adapté aux parcours urbains. |
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| Principaux composants de la chaîne de traction Hybride Diesel |
 Moteur thermique (1) et système de dépollution (2) : Pour cette C4 Hybride HDi, le choix s’est porté sur le moteur 1,6 l HDi de 66 kW, associé au système Stop & Start de dernière génération déjà vu sur les C3 et C2.
Des adaptations ont été réalisées afin de rendre ce moteur compatible avec une chaîne de traction hybride, en particulier, le pilotage du moteur est spécifique et se fait au travers de consignes directement coordonnées par le superviseur (8) de la chaîne de traction. Elles intègrent notamment les démarrages/arrêts moteur tout en garantissant le couple demandé à la roue par le conducteur.
Par ailleurs, afin d’assurer un bas niveau d’émissions, le moteur a été doté d’un filtre à particules de dernière génération permettant d’assurer une performance supérieure à la norme Euro IV.
Le compromis entre consommation et émissions de NOx a pu être optimisé en tenant compte du degré de liberté offert par l’hybridation. Ainsi, l’utilisation des capacités du moteur électrique a permis de placer le moteur thermique sur ses meilleurs points de fonctionnement et de maîtriser la gestion des temps d’arrêt moteur.
Boîte de vitesses pilotée (5) : La C4 Hybride HDi utilise une boîte de vitesses pilotée (sans pédale d'embrayage) à 6 rapports. Le pilotage hydraulique de la boîte optimise les temps de passage, renforçant ainsi l’agrément d’utilisation. Simultanément, elle offre la maîtrise permanente de la chaîne de traction par la sélection, en temps réel, du point de fonctionnement optimal. Cette boîte permet ainsi d’assurer le meilleur compromis entre consommation, accélération, freinage, agrément, dépollution. Elle laisse au conducteur la possibilité d’opter indifféremment pour le mode automatique ou pour le mode séquentiel de passage des vitesses.
L’utilisation d’une boîte automatique a été un temps envisagée mais finalement rejetée après analyse. En effet, les pertes dues aux nombreux mécanismes de friction et à son système hydraulique pénalisaient les rendements.
Système "Stop & Start" (3) : Le système "Stop & Start" mis en oeuvre dans la chaîne de traction hybride HDi est basé sur la technologie intégrée dans les C3 et C2 éponymes, mais dispose d’une puissance motrice supérieure de 40% à la première génération, pour permettre le démarrage du 1,6 l Diesel.
Sur la C3, il était mis en oeuvre exclusivement lors des phases d’arrêt puis de redémarrage du véhicule. Pour la C4 Hybride HDi, la fonction de mise en veille du moteur peut intervenir à tout moment, en fonction de l’usage du véhicule, dès que sa vitesse est inférieure à 60 km/h. A chaque accélération soutenue, le système "Stop & Start" réveille, instantanément et automatiquement, le moteur thermique.
Moteur électrique (4) et onduleur (6) : Le moteur électrique développe 16 kW en continu avec un couple de 80 Nm. Il offre une puissance de crête à 23 kW et 130 Nm pour répondre à des sollicitations ponctuelles du conducteur. Un compromis architectural cohérent (encombrement/prestations) a été atteint pour permettre une compatibilité avec un usage en ville. La puissance a été déterminée pour assurer l’usage du mode électrique pur, pour des vitesses inférieures ou égales à 50 km/h, qui représentent typiquement les conditions d’utilisation urbaine d’un véhicule. Le système de contrôle de la chaîne de traction hybride opte pour cette configuration chaque fois que les conditions, en particulier l’état de charge des batteries, le permettent.
Le moteur électrique est de type synchrone à aimants permanents offrant le meilleur ratio performances/compacité. Associé à l’onduleur, il fonctionne dans une plage de tension comprise entre 210 et 380 volts. Les performances demandées au moteur électrique et à l’onduleur ne permettent pas, dans l’encombrement réduit qui leur est alloué, d’utiliser le circuit conventionnel de refroidissement moteur, dont la température usuelle est nettement trop élevée. Le refroidissement par eau est donc assuré à l’aide d’un radiateur spécifique et d’un circuit basse températureà 60°C.
L’onduleur agit sur le couple du moteur électrique en régulant le courant en provenance du pack batterie haute tension, comme le fait une pompe à injection avec le carburant issu du réservoir, pour satisfaire une demande d’accélération. |
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 Pack batterie haute tension (10) : il prend place dans la partie arrière du véhicule, à la place de la roue de secours, moyennant une adaptation légère de la géométrie de la découpe de cet emplacement. L’ajout des batteries ne s’opère pas au détriment de la capacité du coffre, qui demeure inchangée.
Le pack batterie haute tension est composé de 240 éléments de type Ni-MH (Nickel-Métal Hydrure). Leur puissance d’échange – restitution et absorption – ressort à 23 kW sous une tension nominale élevée de 288 Volts. Leur refroidissement est assuré par des écopes spécifiques récupérant l’air de l’habitacle tout en bénéficiant de la régulation de température de ce dernier.
Le pack batterie haute tension s’ajoute à la batterie classique 12V (7) qui continue d’assurer ses fonctions habituelles.
Freinage récupératif piloté : Dans certaines phases (décélération ou freinage du véhicule), le dispositif de freinage piloté optimise la transformation de l’énergie cinétique en énergie électrique qui est alors stockée dans la batterie haute tension.
Cette énergie pourra ensuite être utilisée, soit en mode électrique pur, soit en appoint du moteur thermique lors de phases d’accélération. Cette récupération permet ainsi d’utiliser une énergie devenue “gratuite” et de baisser d’autant les consommations. |
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| Principe de fonctionnement de la C4 Hybride HDi |
 La mise sous tension du véhicule avec la clef de contact habituelle se réalise sans démarrage du moteur thermique. En appuyant sur la pédale d’accélérateur, le moteur électrique peut, seul, déplacer le véhicule.
Il sera relayé, si nécessaire, par le moteur thermique en cas de forte accélération.
L’utilisation de la boîte de vitesses pilotée permet de bénéficier du rendement d’une boîte manuelle, tout en offrant l’automatisme nécessaire au pilotage de la chaîne de traction hybride. La décision et le passage des vitesses se font automatiquement, sans action du conducteur, sauf si ce dernier choisit le mode séquentiel.
L’ensemble de ces opérations est coordonné, de manière transparente, par le système de contrôle de la chaîne de traction et de freinage dénommé "PowerTrain Management Unit".
Pour privilégier une faible consommation, le PTMU sélectionne, en fonction des sollicitations du conducteur, le meilleur mode de fonctionnement. Ce dernier est obtenu grâce à l’utilisation, soit du moteur électrique seul, à faible vitesse et lors des décélérations, soit du moteur thermique seul, en parcours routier et autoroutier, soit des deux simultanément lors d’accélérations franches. |
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| Pilotage intelligent du freinage |
 L’une des fonctionnalités de la transmission hybride est la possibilité de pouvoir récupérer l’énergie cinétique du véhicule et de la réutiliser ultérieurement. Lorsque le conducteur lève le pied de la pédale d’accélérateur à une vitesse inférieure à 60 km/h, le moteur thermique est mis en veille et désaccouplé. Le moteur électrique assure alors le frein moteur et récupère l’énergie cinétique du véhicule. Le PTMU permet le stockage de cette énergie dans les batteries, jusqu’à leur état de charge complet.
Lorsque le conducteur freine, le PTMU gère la répartition du freinage, en freinage électrique (récupératif) et hydraulique (dissipatif), en assurant prioritairement les fonctions de sécurité et en optimisant la récupération d’énergie au profit de la baisse des consommations. |
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