[Technologie] Générateur au Moteur à Piston Libre: la Révolution Toyota du Range Extender des véhicules électrique

Hortevin

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7/4/14
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Fontenay le Fleury
#1
Article rédigé par Hortevin, appartenant au forum Hybrid Life

Bien que les véhicules électriques ont fait des progrès significatifs dans tous les domaines, le point bloquant de leur généralisation reste leur autonomie insuffisante; même si on peut augmenter la taille de batterie pour accroître l'autonomie des voitures électriques (comme Tesla), on augmente sensiblement le tarif du véhicule, et on n'a toujours pas résolu la totalité du problème (temps de recharge, infrastructure...etc). C'est pourquoi certains constructeurs ont fait appel aux Range Extender, un moteur thermique qui rechargerait la batterie en cas de besoin, ce qui permet d'allonger l'autonomie de 300 Km par exemple, dans le cas de BMW i3.

BMW-i3-Range-Extender.jpg


Or ces moteurs de conception classique ne sont pas optimisés pour générer de l'électricité, trop encombrants et lourds pour leur utilité, pire, ils ne parviennent pas à générer suffisamment d'électricité pour la consommation des VE sur autoroute (cas du BMW i3), ou bien ils sont énergivores (comme Chevrolet Volt/Opel Ampera).

Lors du congrès SAE International 2014 déroulant à Détroit, le laboratoire central de Toyota a révélé leur nouveau concept: Générateur linéaire au Moteur à Piston Libre ( Free Piston Engine Linear Generator, FPEG). Ce concept pourrait bien être le clé du succès des voitures électriques dans le futur.

Toyota-Concept-Générateur-Moteur-Piston-Libre-Range-Extender-VE-1.jpg


Il s'agit ici d'un générateur électrique à base d'un moteur thermique à deux temps: On utilise le mouvement rectiligne du piston pour générer l'électricité, le piston agit comme un rotor, et la chambre agit comme le stator.

VOIR LA VIDEO DE DEMONSTRATION DU FPEG

Ici, pas de vilebrequin qui transforme le mouvement rectiligne du piston en mouvement de rotation; on gagne ainsi en encombrement, la lubrification et le refroidissement sont également simplifiés.

Toyota-Concept-Générateur-Moteur-Piston-Libre-Range-Extender-VE-2.jpg



Le prototype de test de Toyota développe actuellement 10kW (soit 13 Ch): ça a l'air dérisoire comme puissance, mais à priori avec seulement 2 générateurs FPEG, on peut maintenir une voiture électrique de taille Yaris ou Corolla à une vitesse de croisière de 120Km/H; chose impossible avec le moteur 2 cylindre du BMW i3 Range Extender (First Review In: 2014 BMW i3 Range Extender Performance Limited)


Toyota-Concept-Générateur-Moteur-Piston-Libre-Range-Extender-VE-3.jpg


La seule contrainte à résoudre est le problème de vibration, mais il suffit de juxtaposer les 2 FPEG de façon horizontale

Bref, c'est encore au stade de développement, mais cette technologie semble prometteuse pour pouvoir généraliser les véhicules électriques dans un avenir proche...
 

Grigou

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16/9/15
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#3
C'est génial comme principe ! Fallait y penser, et peu importe si ce n'est pas Toyota qui y a pensé en premier. Merci pour l'article :)
 

Lel

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28/11/14
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Chaumont-Gistoux (Belgique)
#4
Oui, le système a l'air enthousiasmant, mais si ce n'est toujours pas sorti en série, c'est qu'il doit y avoir encore pas mal de soucis à résoudre (l'insonorisation, vibrations, notamment, si je me souviens bien)
 

Profitroll

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2/1/16
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Bischheim
#5
Je suis retombé sur ce vieux post et du coup je me posait une question.
Est-ce qu'il ne serait pas plus simple d'utiliser une bonne vieille turbine ?
Le rendement n'est pas assez bon ?

Si mes souvenirs ne me jouent pas de tours, dans les années 90, Jérôme Bonaldi avait présenté dans sa chronique à NPA un proto sur ce principe: traction électrique et courant produit par une turbine (au gaz naturel je suppose)
Je crois que c'était sur base de Renault Espace, mais je n'ai pas retrouvé plus d'infos.
 

Grigou

Membre HybridLife Confirmé
16/9/15
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#6
Je pense que l'inconvénient principal pour les petites tailles c'est effectivement le rendement médiocre, pas plus de 30 %. Et il y a peut-être le bruit ?