[Scoop!] Prius 4 rechargeable (Prime) : Toyota confirme un moteur électrique plus puissant

Hortevin

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Fontenay le Fleury


Durant la présentation de la nouvelle Prius, la presse japonaise a pu obtenir des informations sur la future Prius 4 rechargeable.

Dans cet interview du responsable de développement du système hybride, Toyota révèle quelques précieuses informations sur la batterie, le moteur électrique et l'architecture de la Prius 4 hybride rechargeable (PHV) en cours de développement.

Est ce que ce sera surprenant si la nouvelle Prius 4 rechargeable n'aurait pas un pack de batterie, mais divisé en 3 pour être répartis dans différents endroits?
Retrouvez l'intégralité de l'article sur news.hybridlife.org
 
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parkerbol

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Val de Marne
Comment se fait-il que le positionnement de la batterie soit toujours à l'étude ? Est-ce que le train arrière multibras est la raison de cette étude prolongée ?
Finalement la stratégie de Mitsubishi avec un plancher permettant le stockage de la batterie est assez judicieux (plusieurs motorisations coexistent en plus !).
Pourquoi la prius 4 n'a-t-elle pas été conçue comme cela ? Je m'interroge ... et je suis impatient de connaître la réponse.
 

Sandoli

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Pareil, je trouve ça décevant si c'est à l'étude... Ça signifie que le véhicule n'a pas vraiment été conçu pour accueillir une grosse batterie. L'autre possibilité, c'est que Toyota ne souhaite pas encore communiquer dessus.
 

Hortevin

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Fontenay le Fleury
D'après ce que j'ai pu lire sur Gazoo Racing TNGA Story, la Prius 4 (et châssis TNGA) était conçue avant tout pour un plaisir de conduite maximal (Fun to Drive again): donc le centre de gravité a été abaissé autant que possible.

À cause de ça, les ingénieurs ne peuvent pas intégrer la batterie au plancher comme un SUV haut, ce qu'a fait Mitsubishi.


Sur la nouvelle Prius 4 PHV, le choix le plus logique serait le coffre.
Après tout, si toute la batterie se trouve dans le sous coffre de cette nouvelle Prius 4 PHV, elle aurait alors le volume de coffre d'une Prius 3 /Prius 3 Plug-In actuelle, ce qui est largement acceptable.
Toyota_TNGA_Espace_Coffre_Batterie.gif

Mais vient de l'espace sous banquette arrière, utilisée par la batterie NiMH ou Li-ion de la Prius 4 classique, serait alors gâché dans cette configuration.
À moins que Toyota intègre deux batteries sur la Prius 4 rechargeable:
  • On garde la batterie NiMH (ou Li-ion) HV sous la banquette arrière: car elle est conçue pour fournir plus de puissance
  • On ajoute une batterie Li-ion sous le coffre, conçue pour stocker le maximum d'énergie
Car d'après ce que l'ingénieur Toyota dans cet interview, on a soit une batterie orientée puissance max fournit(Output), soit une batterie orientée stockage maximale (Densité énergétique), on ne peut pas avoir les 2 à la fois (limitée par la composition chimique).
(peut être que si on fait les 2 à la fois, on diminuerait la durée de vie de la batterie?)

Sur la première version de Prius 3 rechargeable 2010, sa batterie était justement une combinaison de 1 batterie principale Lithium + 2 batteries Lithium auxiliaires. Et les batteries auxiliaires ne servent qu'à recharger la batterie principale.
Toyota_Prius_3_2010_Rechargeable_Batterie_Lithium.jpg
(voir l'explication dans: ESQ - Toyota's First Production Lithium-Ion Drive Battery)

Suivant cet hypothèse, la nouvelle Prius 4 rechargeable, sera exactement identique à la Prius 4 hybride classique, à deux détails près:
  • la version PHV aura un moteur électrique plus puissant
  • la version PHV aura une batterie Lithium dans le sous coffre, utilisée pour rechargée la batterie hybride "normale" sous la banquette

Après je ne suis pas très calé sur ce sujet, quelqu'un pourrait nous éclairer sur la faisabilité de cette solution?
 

Csplanet

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Noisy le grand (93)
collegemitterrand.fr
À moins que Toyota intègre deux batteries sur la Prius 4 rechargeable:
  • On garde la batterie NiMH (ou Li-ion) HV sous la banquette arrière: car elle est conçue pour fournir plus de puissance
  • On ajoute une batterie Li-ion sous le coffre, conçue pour stocker le maximum d'énergie

Les kit enginer et ev-store (ou celui de @planetaire ) sont basé sur cette idée.
 
Disons,
  • Il n'est pas besoin d'avoir la forme d'un suv pour placer des accus sous le plancher. Il y a la très connue Tesla S qui a une énorme batterie et qui a pourtant la forme d'une berline avec un Cx pas mauvais.

  • Je ne crois pas que Toyota partira sur la piste de deux accus dont un rechargé par l'autre. C'est mauvais au niveau énergétique, donc contraire à la logique adoptée en passant de la P3 à la P4. Je pense que la première P3 PI vidait au fur et à mesure ses accus mais ne transférait pas d'énergie de l'un vers l'autre. Des super condensateurs c'est volumineux et plus cher.

  • Avec la logique de 2 accus, si l'un d'eux est un accu a forte capacité et faible volume, cela empêche sa recharge rapide, c'est à dire moins d'une heure. C'est un inconvénient aujourd'hui que les bornes de recharge se développent, 18-22kW est la norme qui va fleurir;

  • Il n'y a pas besoin de beaucoup de volume pour avoir 4,5kWh à recharge rapide, ce qui est la cas de la P3 PI. J'avais calculé, avec par exemple des accus A123, qu'on peut les caser dans le volume de la nimh d'une P3 !

  • Comme il faut s'attendre à une augmentation de la capacité embarquée par rapport à la P3 mais d'un pourcentage inconnu aujourd'hui. Mais si c'est hypothèse de +50%, il n'y aurait qu'1,5 fois ce volume à trouver.

Où placer les accus sur la Prius 4 PIug-In ?
  • Ce que je place en priorité c'est ce que tu as indiqué : dans le bas du coffre en ar du réservoir de carburant qui peut être avancé sous les sièges AR voire un peu réduit en volume;

  • Vue la conception de la P4, on peut oublier je pense le dessous du plancher central Les sièges ont été abaissés et il y a le pot d'échappement avec catalyseurs et autres échangeurs thermiques. A la rigueur deux banques d'accus de chaque côté. Peu probable.

  • Autre hypothèse, reculer le réservoir de carburant plus en arrière et placer les accus sous les sièges AR et le devant du coffre,

  • Mais pourquoi ne pas déplacer le réservoir d'essence, en le réduisant, par exemple 30L, ce qui permet peut-être de le placer sous un siège avant, de quoi libérer la place où il a atterri qui est gênante pour une plug-in empêchant d'avoir une batterie d'un seul bloc allant depuis le dessous des sièges AR jusqu'au coffre.

  • Je ne crois pas à l'utilisation de l'accoudoir central avant. Peu de place, il faudrait découper la batterie en plusieurs morceaux assez éloignés. J'avais étudié et abandonné cet endroit pourtant extrêmement bien placé au niveau sécurité, centre de gravité, distance avec les moteurs et accident.
En fait la grosse question est : combien de kWh utilisables elle aura ? Suivi de: quelle sera la puissance du chargeur.
Savoir où, c'est le job des ingénieurs (mais intéressant).
Et ça a été prévu dès les premiers coups de crayon (disons souris).:)
 

Hortevin

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Fontenay le Fleury
Merci beaucoup pour cet éclairage experte! :)

En fait la grosse question est : combien de kWh utilisables elle aura ?
Comme le gouvernement chinois a fixé le barème de 50 km d'autonomie électrique, pour pouvoir être considérée comme une vraie voiture hybride rechargeable et bénéficier des aides gouvernementaux + pas de délai d'attente pour l'immatriculation; on peut être sûr que Toyota va au moins afficher 50 km d'autonomie pour ne pas louper ce marché gigantesque.
(voir l'effort de Toyota pour introduire l'hybride en Chine dans: Toyota Corolla et Levin Hybride: le mélange technologique Prius 3 et 4 à 20000 euros - Hybrid Life Actualités)
Du coup, à ton avis, il faut combien de kWh pour arriver à une autonomie de 50km?

Il y a la très connue Tesla S qui a une énorme batterie et qui a pourtant la forme d'une berline avec un Cx pas mauvais.
La Tesla S est conçue dès le début comme une voiture purement électrique.
Elle n'a donc pas à se soucier de l'intégration du tuyau d'échappement/catalyseur, réservoir d'essence...etc.

Il n'y a pas besoin de beaucoup de volume pour avoir 4,5kWh à recharge rapide, ce qui est la cas de la P3 PI. J'avais calculé, avec par exemple des accus A123, qu'on peut les caser dans le volume de la NiMH d'une P3 !
Reste à savoir la considération de Toyota: fiabilité sur long terme.
Peu importe la technologie utilisée, Toyota voulait toujours une fiabilité équivalente à ses thermiques.
Ça circule dans la légende urbaine, mais ce chiffre c'est un peu près 10 ans/ 150 000 Km.
(beaucoup de constructeurs c'est dans les 3 ans / 60 000 Km)
Dans un interview pour la voiture hydrogène Mirai, cette question de fiabilité/durabilité était 1 des 3 problématiques prioritaires de la conception.
Est ce que sous cette considération, ça laisse penser que Toyota sacrifierait l'autonomie de P4 PHV pour préserver sa durabilité à long terme?
Avec son laboratoire EPT, Toyota affirme qu'il est le seul constructeur qui maîtrise le mieux le comportement des batteries Lithium à long terme.
Est ce que tu as des retours par rapport à ça?
 
Pour faire 50 km ça dépend du cycle considéré.
Avec un VE moyen, certains comptent volontiers 150 Wh/km soit 7,5 kWh consommés ou encore 8,8 embarqués avec 85% de profondeur de cyclage (dod). Soit le double de ce contient la P3 PI actuelle. Mais la P4 a un meilleur rendement au niveau électronique et un meilleur scx. Donc il faudrait moins que le double de la P3 PI.
 

jimriv

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Une batterie au niveau de l'accoudoir entre les 2 sieges avant comme sur la p+ .... C'est aussi faisable .... voir la seule solution...
 

Lel

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Chaumont-Gistoux (Belgique)
Une batterie au niveau de l'accoudoir entre les 2 sieges avant comme sur la p+ .... C'est aussi faisable .... voir la seule solution...
Sur la P+, de part son statut de monospace, donc plus haut, la place est supérieure notamment entre les sièges avant. De plus, pour une plug-in, la taille des batteries sera bien supérieure au double de celle de la P+. Si on compte 8,8kWh, cela signifierait que même en gardant la batterie qui se trouve sous les sièges arrière, il faudrait encore caser 7,4 KWh, ce qui me semble impossible déjà dans accoudoir d'une P+, alors dans celui d'une P4...
 

Hybridébridé

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Cette Prius 4 hybride rechargeable sera la véritable descendante spirituelle de la lignée Prius. Je parie un caramel mou que comme la P3, elle consommera moins en mode hybride que la Prius 4 normale.
 

Mister MMT

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Kehl
Selon certaines rumeurs, dont un article dans Hybridcars.com se fait l'echo, il y a des chances que la Prius 4 PHEV (plug-in, rechargeable ou branchable au Canada) sera propulsée par un nouveau système hybride.

Par ailleurs, l'article est vraiment intéressant, car il développe l'historique du développement d'un grand nombre de systèmes hybrides, avec des liens vers les brevets. Quelque chose pour ceux intéressés par ces aspects là ?

Voilà une version éditée du passage ad hoc de l'article (en anglais, car très difficile à traduire), afin de ne garder que les parties concernant Toyota.

Is this the hybrid system Toyota’s customers are looking for?



The new design uses 2 (or optionally 3) clutches to support the original Prius EVT mode (note: le eCVT) plus a higher-speed EVT mode and a dual motor EV mode intended for a “vehicle such as a plug-in hybrid vehicle, which is frequently placed in an EV drive mode”.

This design achieves an additive dual motor EV mode by preventing the gas engine from spinning backwards, by engaging a clutch to connect the engine on the first planetary gear set to the planet carrier on the second gear set and then engaging a clutch brake to ground that carrier to the transmission case.

It also includes an EVT mode to improve efficiency at higher vehicle speeds.

This design ties the output of its two planetary gear sets together and to the wheels, using the ring gears for that purpose. It ties its electric motors to the Sun gears. That leaves the remaining gear on the first planetary gear set for the gas engine. For the remaining gear on the second planetary gear set, the design includes a clutch that can brake that gear to the transmission case and another clutch that can connect that gear to the same gear as the gas engine onto the first planetary set.

There are other various details to be pondered. This design does not gain a single fixed ratio gear. Toyota also says that a one-way clutch might be added in parallel to the clutch brake on the planetary carrier of the second planetary gear set.

La version originale inclut le lien vers le brevet de Toyota datant de janvier 2015, et la comparaison avec le système de la Volt 2, qui semble être assez proche.

Pour mieux comprendre ce système et le comparer avec celui, encore très hypthétique, de la Prius 4 PHEV, je recommande vivement de lire deux articles sur GM-Volt] rédigés par Jeff N. Patrick Groeneveld & George Bower et S. Bower and Bill Rollins.
C'est par ailleurs pour cette raison, que les auteurs de l'article donnent une certaine crédibilité à ses rumeurs, car ces deux systèmes sont plus adaptés à une utilisation prédominante en mode PHEV, à des vitesses allant jusqu'à 120 km/h. On sait que le système de la Prius 3 PHEV ne permet qu'une vitesse de 85 km/h, qui aujourd'hui, ne serait plus concurrentielle.
Et même s’il est vrai que le TSH4 de la Prius 4 offre la possibilité de rouler thermique éteint jusqu’à > 105 km/h (comme les Prius 2 débridées), cela pourrait ne plus suffir.

J'avoue que la technicité de l'article et du brevet dépasse assez largement mes capacités à tout comprendre. Si un ou quelques spécialistes voudraient nous aider à mieux comprendre, ce serait très apprécié !

Par exemple, il est question de plusieurs 'clutches", dont je suppose qu'il s'agit d'embrayages. Mais quelle en est la nature ? A disques ? Autre mécanisme ?

Et comment expliquer cela:

For the remaining gear on the second planetary gear set, the design includes a clutch that can brake that gear to the transmission case and another clutch that can connect that gear to the same gear as the gas engine onto the first planetary set.

Il y a quelques articles qui décrivent les "clutches" du système Voltec. Je suppose que ce serait pareil ?

http://gm-volt.com/2015/01/16/2016-volt-transmission-observations/

http://insideevs.com/beauty-chevrolet-volts-new-gen-2-transaxle/



Jan
 

Hybridébridé

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Le post ci-dessus de Mister MMT est capital : une nouvelle aussi importante est rare, et c'est sans doute la plus importante depuis plusieurs années pour les amoureux de Toyota et Lexus Hybrides.

En effet, il présente la première grosse évolution de la transmission du système HSD depuis son apparition !

Au delà de l'importance de l'info, Mister MMT nous a dégoté un article hyper-documenté, et chose rare, qui nous met en lien le brevet concerné.

J'ai été fouiné dans ce brevet, et je pense avoir à peu près compris les grandes lignes des principes de cette transmission, même si certaines zones d'ombre restent à éclaircir.

Cette évolution est orientée pour une architecture PHEV. Avec un niveau limité de complexification, elle permet d'exploiter des possibilités que le HSD recelait en lui, et de corriger certaines de ses faiblesses.

J'y reviendrai dans des posts ultérieurs en abordant successivement :
- l'architecture de la transmission,
- son fonctionnement.

En attendant, il est difficile de savoir si ce brevet concerne l'architecture de la prochaine P4 PHEV, ou une nouvelle architecture PHEV plus lointaine, ou bien a juste été déposé pour protéger une innovation au cas où elle serait appliquée un jour...

Mais si c'est bien l'architecture de cette P4 PHEV, et pour peu que Toyota résiste aux pressions des "toujours plus" pour faire grossir démesurément sa batterie, cette prochaine Prius rechargeable a de mon point de vue toutes les chances d'être une arme fatale en terme d'efficience, la meilleure de toutes les PHEV, voire peut-être de devenir une nouvelle référence tant attendue, du niveau de celle que fut et que reste encore la Prius 2.
 

Mister MMT

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Kehl
Dans la discussion sur la version EV de l'Ionique, l'Electric, j'avais montré une photo de la batterie HT en deux parties, et posé la question si Toyota pourrais éventuellement faire appel à la même solution.



Planetaire a commenté comme suit:

Les petites liaisons, disons 20-30cm entre les deux blocs d'accus sont négligeables en terme de pertes électriques. Ca rend juste un peu plus compliqué l'assemblage.
C'est considérablement moins long que ce qui se passe sur une P3 HR pour laquelle il y a plusieurs mètres.

Pour moi les ingénieurs ont tout simplement dû faire avec un véhicule conçu pour la présence d'un moteur thermique.
Ils ont réutilisé la place laissée libre par le système d'échappement de ce moteur.

Pour la Prius 4 PHEV, Toyota est un peu dans la même situation.

Le commentaire de planetaire suggère qu'ils pourraient le faire avec des cables aussi courts, si ils mettaient une partie sous le siège et une autres sous le coffre. Ainsi, l'essentiel quant à l'habitabilité serait sauvegardé. Je trouve cela intéressant comme possibilité.

Pensez-vous qu'ils arriveront à caser env. 8 kWh sous le coffre sans diminuer trop son volume ?

Jan ;)
 
Ils ont un bon plan à jouer en déplaçant le réservoir d'essence sous un (des) sièges avant en lui réduisant le volume.
Car, comme ils vont augmenter la capacité des accus, et qu'une P4 consomme assez peu et qu'une rechargeable récupère mieux et plus l'énergie, on n'a pas besoin d'autant d'essence.
Du coup ils peuvent utiliser tout le volume sous la banquette et pourquoi pas relier à un deuxième bloc sous le coffre.
Mais ils ne peuvent pas faire comme la ioniq ev car il reste la forte contrainte thermique de la ligne d'échappement.

Tout ceci n'est que grosse supputation, donc en cas de besoin je suis déjà sorti =>:sorry:

Mon petit doigt me dit que le réservoir va rester là. Mais allez-vous vraiment attendre septembre ?
 

Hortevin

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Fontenay le Fleury
Je parie aussi que le réservoir va rester tel qu'il est.
Car 43 litres c'est déjà assez "peu" pour une voiture familiale... la diminuer serait mauvais.

Rappelez vous que, contrairement à nos étiquettes européens crétins qui ne servent à rien, les américains, quand ils achètent une voiture, ils voient ça, et ils comparent ça (sur le site EPA):
Comparaison Opel Ampera 2 consommation vs BMW i3 REX vs Audi A3 e-Tron.JPG

Etant donné la grande clarté de ce comparatif gouvernemental, la prochaine Toyota Prius 4 Plug-In doit gagner sur tous les tableaux:
  • afficher le meilleur rendement électrique
  • afficher le meilleur rendement thermique
  • afficher la meilleure autonomie totale
  • afficher le meilleur coût d'utilisation (YOU SAVE)
On remarque que Prius 3 rechargeable est déjà optimisée pour ce tableau, elle est meilleure que ses concurrents un peu partout...
Sauf en autonomie électrique (11 miles).

PS: Quand est ce qu'en Europe on passera à ce type de comparatif similaire??? :bored: :arghh:
 

lexusdelta

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La P4 a un reservoir de 43l ? C'est enorme non ? 30l suffirait pour une PHEV ( consommation moyenne réelle sous les 3l largement faisable si autonomie électrique de 40 km par exemple) . Les Prius ne sont pas utilisée comme autoroutière aux States de toutes façon .