Hybride, électrique, hydrogène : quelles sont les différences?

Pour certains consommateurs moins familiers avec les véhicules électrifiés, les termes « hybride », « hybride rechargeable » ou « hybride enfichable », « électrique » ou « hydrogène » peuvent parfois être confondants. Voilà pourquoi nous entamerons l’année 2020 avec de brèves définitions afin de mieux cerner le sujet.

Véhicule hybride

Un véhicule hybride fonctionne à partir de deux sources d'énergie différentes pour se propulser, soit un moteur à combustion interne (moteur thermique à essence ou diesel) soit une motorisation électrique. Le moteur thermique, relié aux roues motrices, assure l’essentiel de la locomotion en vitesse de croisière. Le moteur électrique, lui aussi relié aux roues, participe à la propulsion à basse vitesse ou soutient le moteur thermique lors des accélérations. Dans les phases de décélération et de freinage, le moteur électrique récupère l’énergie cinétique et l’emmagasine dans une batterie d’accumulateurs qui serait autrement gaspillée en chaleur. La batterie d’accumulateurs que l’on retrouve à bord d’un véhicule hybride se recharge donc via le système de régénération de l’énergie au freinage, mais aussi grâce au moteur thermique. Les chimies habituellement utilisées pour cette batterie qui fournit l’énergie au moteur électrique sont soit au NiMH (nickel-hydrure métallique) ou au lithium-ion. Ces batteries ont généralement une capacité de moins de 2 kWh. Un véhicule hybride ne peut être branché à une prise de courant ou à une borne de recharge.

Il y a trois types de véhicules hybrides :

a) Hybride léger : Les véhicules que l’on peut qualifier d’hybrides légers sont équipés d’un système « arrêt-démarrage ». Ce système assure le démarrage et la coupure du moteur thermique lors des phases d'arrêt. Ainsi, le véhicule ne pollue et n’émet pas de GES à l’arrêt. Le système hybride léger ne participe pas à la propulsion du véhicule.

b) Hybride parallèle : Dans ce cas-ci, les 2 moteurs sont reliés à la transmission. Les mouvements des moteurs thermiques et électriques sont raccordés au même arbre. Ce système hybride était installé entre autres à bord des Honda Insight de première génération.

c) Hybride série-parallèle : Ici, les moteurs thermique et électrique sont combinés de manière plus élaborée, ce qui permet des vitesses de rotation différentes pour chaque moteur. Ce système est le plus efficace ET le plus sophistiqué parmi les motorisations hybrides. Il permet de rouler un maximum de 2 à 3 kilomètres en mode strictement électrique. C’est ce type de système que l’on retrouve entre autres chez le constructeur japonais Toyota qui a développé une expertise reconnue mondialement et en a fait LE leader mondial des véhicules hybrides avec plus de 10 000 000 d’exemplaires vendus à travers le monde.

Véhicule hybride rechargeable ou hybride enfichable

Équipé au départ d’un système à deux motorisations tout comme un véhicule hybride, un véhicule hybride rechargeable que l’on appelle aussi hybride enfichable, est souvent identifié par les lettres PHEV qui signifient « Plug-In Hybrid Electric Vehicle ». Deux éléments distinguent toutefois un véhicule hybride rechargeable d’un véhicule hybride :

1. La batterie d’accumulateurs est plus grosse : de 8 à 18,4 kWh. La plupart du temps, elle est au lithium-ion.

2. Le véhicule peut être branché afin de recharger la batterie sur une prise de courant de 120 volts, de 240 volts et parfois même sur une borne de recharge rapide (BRCC).

L’autonomie 100 % électrique d’un véhicule hybride rechargeable peut être d’aussi peu que 10 kilomètres et aller jusqu’à 125 kilomètres dépendant des modèles et des conditions de conduite.

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Certains véhicules hybrides rechargeables sont également qualifiés de véhicules électriques à prolongateur d’autonomie. C’est le cas des BMW i3 Rex et Chevrolet Volt car dans leur cas le moteur électrique fait avancer le véhicule tandis que le moteur thermique entraîne une génératrice. Le moteur thermique n’est généralement pas propulseur.

Véhicule électrique

La composition et le fonctionnement d’un véhicule électrique sont beaucoup plus simples que ceux d’un véhicule hybride ou hybride rechargeable. Celui-ci est propulsé par un ou des moteurs électriques alimentés par une batterie d’accumulateurs. Donc, le moteur thermique est éliminé tout comme de nombreuses composantes telles que le système d’échappement, la transmission (sauf exception), etc. Par contre, la batterie d’accumulateurs est beaucoup plus grosse, pouvant aller de 17 kWh à plus de 100 kWh pour les véhicules légers. Leurs chimies sont principalement de type lithium-ion et parfois de type lithium-fer-phosphate. Le véhicule électrique doit être alimenté en électricité par la recharge sur une prise de courant de 120 volts (ce qui peut prendre de 6 heures pour les petites batteries à plusieurs jours pour les grosses), de 240 volts (de 3 à 12 heures) ou via des bornes rapides ( de 10 minutes à 1,5 heure selon le véhicule et le type de borne rapide). L’autonomie d’un véhicule 100 % électrique varie de 80 kilomètres à plus de 600 kilomètres, en fonction du du véhicule et des conditions. Tout comme dans le cas d’un véhicule hybride ou hybride rechargeable, un véhicule électrique est lui aussi équipé d’un système de régénération de l’énergie cinétique au freinage ou à la décélération afin de l’emmagasiner dans la batterie.

Véhicule à hydrogène

Véhicule électrique par sa propulsion puisqu’il utilise uniquement un ou des moteurs électriques, le véhicule à hydrogène se démarque par sa source d’alimentation. En effet, au lieu d’être équipée d’une batterie d’accumulateurs, la motorisation électrique est plutôt alimentée par une pile à combustible (PAC) et un réservoir contenant de l’hydrogène. L’alimentation d’une PAC se fait par injection d’hydrogène à l’anode et d’oxygène à la cathode provenant de l’air ambiant afin de créer de l’énergie électrique. L’autonomie d’un véhicule léger à hydrogène varie de 400 à 600 kilomètres, dépendant du véhicule et des conditions. Afin de récupérer l’énergie au freinage, le véhicule à hydrogène peut être équipé d’une petite batterie d’accumulateurs. C’est ce qu’on retrouve à bord de la Toyota Mirai.

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