Valeo: le compresseur électrique bientôt de série

Valeo: le compresseur électrique bientôt de série

Guillaume Darding - 20 avril 2015

Si les turbocompresseurs se sont largement améliorés ces dernières années et tendent à se généraliser dans la production automobile actuelle, il n'en reste pas moins que leur apport reste faible à bas régime. Le compresseur électrique pourrait bien pallier à ce défaut.

Le turbocompresseur est entraîné par les gaz d'échappement. Or, à faible régime, le débit de ces derniers est trop faible pour pouvoir entraîner efficacement la turbine de manière à accroître le couple à bas régime. Pour atténuer ce phénomène, les constructeurs peuvent utiliser plusieurs techniques:

  • Compresseur mécanique en remplacement du turbo: une turbine entraînée par le vilebrequin comprime les gaz à l'admission. Actuellement, il est plutôt utilisé sur des moteurs de plus de 4 cylindres (Jaguar XE V6 par exemple). Le compresseur mécanique est efficace dès les plus bas régime. Néanmoins, il diminue sensiblement le rendement moteur, surtout à haut régime s'il n'est pas débrayable.

Compresseur mécanique Eaton

  • Turbo à double entrée (twin-scroll), présent sur la BMW 328i par exemple. Ce type de turbo permet d'optimiser la réponse du turbo à bas régime en appairant les sorties des gaz d'échappement: le débit des gaz au niveau du turbo est plus uniforme au niveau du turbo permettant une mise en action plus rapide de ce dernier.

turbo twin scroll BMW

  • turbo à géométrie variable (VGT): utilisé dans un grand nombre de moteurs diesel.

Turbo à géométrie variable TGV VGT Volvo

  • suralimentation à double étage: elle peut-être réalisée à l'aide d'un gros turbo (puissance à haut régime) et d'un petit turbo plus réactif, c'est le cas du Renault 1.6l dCi Twin Turbo par exemple. Le petit turbo est parfois remplacé par un compresseur mécanique (Volvo XC90 T8).

twin turbo - turbos séquentiel - Borgwarner

Les véhicules hybrides (Audi A3 Sportback e-tron, BMW i8,...) peuvent apporter un réel gain de confort à bas régime, que ce soit en démarrant uniquement avec son moteur électrique (un moteur électrique dispose de la quasi-totalité de son couple dès les plus bas régimes) ou en couplant les deux moteurs. Le poids ne plaide cependant pas en leur faveur (ils emportent deux moteurs, voire plus, et les batteries) à l'exception des supercars, capables de hautes performances (Ferrari LaFerrari, McLaren P1, Porsche 918): ce niveau de technologie n'est toutefois pas (encore) accessibles au grand public.

L'alterno-démarreur, lui aussi proposé par Valeo (i-StARS) sur certains véhicules du groupe PSA notamment, offre un apport à bas régime (il fournit une puissance de l'ordre d'une dizaine de chevaux et d'une cinquantaine de newton-mètres), bien que son système ne soit efficace que sur une plage trop restreinte du fonctionnement du moteur thermique (juste au-delà du régime de ralenti).

Alterno-démarreur Valeo i-StARS

Ainsi, le compresseur électrique pourrait être une bonne alternative car il permet à la fois d'optimiser la courbe de couple à bas régime, sans être pénalisant à haut régime et sans grever le poids. Ces avantages sont contrebalancés par le coût de la technologie (ce qui implique que le compresseur électrique ne sera disponible, à court terme, que sur des modèles haut de gamme) et la consommation électrique.

Concernant ce dernier défaut, les nombreux progrès en matière de récupération d'énergie (notamment au freinage) permettent de minimiser l'impact en matière de consommation électrique. Une batterie Li-ion fonctionnant en 48V (contre 12V pour une batterie standard) de faible capacité alimente le compresseur (les batteries d'un véhicule électrique dépassant les 400V).

En rachetant la technologie en 2011 à CPT (après 3 années de collaboration), une jeune entreprise britannique (qui s'était elle-même portée acquéreur des travaux en cours de développement auprès de Visteon), Valeo devrait être en mesure de proposer le compresseur électrique en première mondiale dès l'année prochaine (vraisemblablement sur le nouveau Q7). Néanmoins, les concurrents devraient vite rejoindre l'équipementier français dès 2017.

Valeo - compresseur électrique

Audi travaille de longue date avec Valeo au développement du compresseur électrique. Le constructeur allemand a déjà présenté deux concepts  équipés de cette technologie: l'A6 TDI concept et le RS5 TDI concept, sans oublier la R18 e-tron (prototype LMP1 utilisé aux 24h du Mans et dans le championnat d'endurance WEC).

Source: Automotive News Europe
Crédits photos: Eaton (compresseur mécanique), BMW (turbo twin-scroll), Volvo (turbo VGT), Borgwarner (suralimentation à double étage), Valeo (alterno-démarreur, compresseur électrique), Audi (Audi RS5 TDI concept)

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Commentaires
JulienH à propos de l'article «Véhicules électriques et longs trajets»

Hier

Bonsoir, c'est justement à cela que je pensais avec le coffre de toit, en plus du poids des bagages, si je prend un trajet que je fais plusieurs fois par an, Lyon -> Lans en Vercors par exemple, je vais avoir de l’autoroute. De plus la température en altitude l'hiver ne doit pas aidé... Ça confirme ce que je pense des voitures du style e-208, en fait si on veut investir dans l’électrique il faut partir sur de "vrai" modèles optimisé :-)

Guillaume Darding à propos de l'article «Véhicules électriques et longs trajets»

Hier

Bonjour à tous et merci pour vos encouragements ! @JulienH Le coffre de toit (en dehors de son poids) ne va pas changer grand chose dans la consommation globale sur une route de montagne, c'est surtout au-dessus de 90 km/h qu'il devient franchement pénalisant. Par contre, il est certain que la consommation, pour accéder aux stations, va s'envoler. Il est donc important d'avoir des stations de charge rapide en vallée et des points de charge lent à l'arrivée. Il est tout à fait envisageable d'avoir un VE en véhicule principal (et même en unique véhicule) : je pense que c'est désormais le cas dans un certain nombre de foyer qui ont opté pour un véhicule électrique. Les longs trajets demandent certes un peu plus de préparation pour programmer les arrêts, mais c'est largement faisable. Par contre, dans le cas de l'e-208 que vous évoquez, j'aurais du mal à la conseiller pour faire des longs trajets entre un consommation pas optimale et la batterie de taille modeste ! @Purmoka Effectivement, il faut que le réseau soit bien dimensionné pour éviter les files d'attente lors des fortes affluences. Aujourd'hui, c'est plutôt le cas (il y a eu quelques cas où les conduteurs ont dû patienter une vingtaine de minutes cet été avant de pouvoir commencer à recharger en France), mais il faut absolument que le réseau de charge rapide continue de grandir à la même cadence que les ventes de VE. D'autre part, il est aussi important de savoir la fréquentation des bornes (si toutes sont occupées et si oui, quel est le temps d'attente) afin d'éviter certaines déconvenues.

Purmoka à propos de l'article «Véhicules électriques et longs trajets»

Hier

Bonjour, Et merci pour vos article toujours très objectif ! Un autre paramètre va poser problème c'est en plus du temps de recharge des véhicules électrique mais aussi le nombre de véhicule à recharger en même temps(lors de fort affluence) en opposition avec les véhicules thermique ! Pour ma part j'attends le développement de l’hydrogène...

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