Le fantôme du passé EV-1.
En 1996, General Motors a lancé l’EV-1 dans les salles d’exposition Saturn en Californie et en Arizona. C’était de l’électricité pure. Zéro émission. Zéro gaz. Pendant sept ans, plus de 1 000 de ces berlines élégantes ont été louées à des adeptes précoces qui voulaient échapper à la pompe. Ensuite, GM a débranché la prise. Le consensus ? La demande des consommateurs était faible. La technologie des batteries était primitive. La majeure partie de la flotte ne s’est pas retrouvée dans les allées. Ils finissaient dans des bacs de broyage.
Avance rapide jusqu’à la fin des années 2000.
Les prix du gaz ont grimpé. La densité de la batterie s’est améliorée. Et GM est de retour dans le jeu. Mais ils ne répètent pas l’histoire. Ils changent complètement les règles avec le Système de propulsion E-Flex. Cette plate-forme sous-tend la Chevrolet Volt, un véhicule électrique hybride rechargeable (PHEV) prévu pour les salles d’exposition d’ici la fin de 2010.
Зміст
En quoi l’E-Flex diffère des hybrides traditionnels
La plupart des gens confondent la Volt avec un hybride standard comme la Toyota Prius. Ce ne sont pas les mêmes. La distinction compte.
Avec un hybride standard, le moteur à combustion interne (ICE) est lié mécaniquement aux roues. Cela aide à pousser la voiture, notamment lors des accélérations. Sans le moteur à essence, le moteur électrique ne peut pas faire le gros du travail. C’est un partenariat.
“Notre moteur n’est pas directement connecté aux roues et ne démarre que lorsque la batterie est épuisée”, a déclaré le porte-parole de GM, Dave Darovitz.
Les ingénieurs de GM qualifient la configuration de la Volt de « version révolutionnaire ». Les roues sont entraînées uniquement par l’énergie électrique. Toujours. Même lorsque le moteur à essence tourne.
Voici l’astuce. Le moteur à essence agit comme un prolongateur d’autonomie. C’est un générateur stationnaire embarqué. Une fois la batterie vide, l’ICE démarre. Cela ne conduit pas la voiture. Il génère de l’électricité pour recharger la batterie, qui alimente ensuite le moteur électrique. Aucun lien mécanique. Pas d’embrayage. Juste une propulsion électrique pure, soutenue par un générateur au gaz.
La règle des 40 milles
Pourquoi cette configuration est-elle importante pour vos déplacements quotidiens ?
Après avoir été branchée sur n’importe quelle prise domestique standard pendant la nuit, la Volt offre jusqu’à 40 miles (64 kilomètres) d’autonomie entièrement électrique. C’est suffisant pour la plupart des déplacements quotidiens. Vous ne brûlez pas de gaz. Vous payez l’électricité.
Une fois ces 40 miles parcourus, le prolongateur d’autonomie entre en jeu. La voiture continue de rouler à l’énergie électrique. La batterie maintient une charge. Vous ne ressentez jamais de changement dans la puissance délivrée, car la transmission ne change jamais. C’est juste une voiture électrique avec une réserve d’électricité infinie.
Mais qu’est-ce qui alimente cette batterie ? Et combien cela vous coûtera-t-il réellement par rapport à un appareil énergivore ?
La batterie E-Flex
Nous devons regarder sous le capot. Plus précisément, au cœur de la plateforme E-Flex.
La batterie : charge lourde, profil bas
Nous parlons ici d’un morceau de 400 livres de chimie lithium-ion. 181 kilogrammes de densité énergétique pure. Il génère jusqu’à 16 kilowattheures d’électricité. C’est le cœur du système E-Flex.
Pourquoi est-ce important ? Parce que les tentatives précédentes de véhicules électriques étaient gonflées. Prenez le GM EV-1. Il utilisait un pack au plomb. La puissance de sortie était à peu près similaire à celle fournie par l’E-Flex aujourd’hui, mais le poids ? La batterie EV-1 pesait environ 2 200 livres. Cela représente près d’une tonne de poids mort en plus.
La géométrie des cellules fait la différence. La plupart des véhicules électriques de cette époque utilisaient des cellules cylindriques lithium-ion. E-Flex tombe à plat. Les cellules plates occupent moins de volume spatial. Vous emballez plus d’énergie dans la même empreinte. Le refroidissement devient également trivial. Le fluide s’écoule sur une surface plane sans combattre les turbulences.
Ce n’est pas seulement un composant. C’est structurel.
La batterie est trop grosse pour un compartiment moteur. Il est intégré au châssis. Un rail en forme de T s’étend de l’essieu avant à l’essieu arrière. Le haut du T se trouve sous le siège passager arrière. Ce placement protège le pack en cas de collision. Cela abaisse également le centre de gravité.
Tony Posawatz, qui a ensuite dirigé la gamme Chevrolet Volt, l’a dit sans ambages : « Le cœur et l’âme de [la plateforme E-Flex] sont la batterie, avec un véhicule au sommet. »
Les ingénieurs savent comment monter un moteur. Ils savent comment installer une transmission. Mais intégrer une batterie massive ? Gérer le chauffage, le rafraîchissement, les matériaux exotiques ? C’était un territoire inexploré.
Des piles à combustible à hydrogène ? C’est un problème futur. Les infrastructures manquent. La recharge électrique ? La grille est déjà là. Posawatz a clairement noté le calcul : l’électricité coûte un ou deux cents par mile. L’essence coûte dix cents. L’économie fonctionne sans attendre de nouveaux pipelines.
Dynamique de conduite et charge
La batterie E-Flex alimente un moteur électrique. Ce moteur entraîne les roues avant. Le silence est la première chose que l’on remarque. Aucun bruit de combustion. Juste un rugissement de pneu.
La puissance se situe autour de 120 kilowatts. Cela équivaut à environ 160 chevaux. Les chiffres semblent modestes jusqu’à ce que l’on se souvienne du comportement des moteurs électriques. Les moteurs à combustion interne doivent monter en régime pour atteindre des pics de couple. Les moteurs électriques fournissent un couple instantané. De zéro à 60 mph se produit en moins de 9 secondes.
Cela ne ressemble pas à une voiture économique. Cela ressemble à une berline sport V-6 lancée depuis un feu rouge. L’accélération est immédiate. Implacable.
Le freinage régénératif joue ici un rôle énorme. Lorsque vous relâchez l’accélérateur ou appuyez sur le frein, le moteur inverse la fonction. Cela devient un générateur. Il capte l’énergie cinétique. Il réinjecte cette énergie dans la batterie. La position de montage basse de la batterie facilite la stabilité de manipulation lors de ces manœuvres à G élevé.
La recharge est banale. Il utilise la même chimie lithium-ion que votre ordinateur portable ou votre téléphone. Je viens d’augmenter.
Branchez-le sur une prise domestique standard de 110 volts. N’importe quelle prise de cuisine fonctionne. GM s’attend à ce que la plupart des utilisateurs facturent pendant la nuit dans leur garage. Cela prend environ six heures. Si vous disposez d’un circuit de 220 volts, réduisez ce temps de moitié. Trois à quatre heures.
Andrew Farah, l’ingénieur en chef de la Volt, a voulu démystifier le processus. Les composants sont complexes. L’expérience ne l’est pas. Faire fonctionner la voiture est aussi simple que de brancher une lampe. Il y a une prise sur le côté de la voiture. Vous le branchez au mur. C’est tout.
Le prolongateur de portée E-Flex
Dès que la charge initiale de la batterie diminue, le prolongateur d’autonomie prend le relais. GM l’appelle ainsi, mais fonctionnellement, il s’agit simplement d’un moteur à combustion interne placé à l’avant du véhicule. Dans le concept Chevrolet Volt, il s’agit d’un moteur trois cylindres de 1,0 litre. Il n’entraîne pas directement les roues. Il fait tourner un générateur pour maintenir la batterie à niveau. Le réservoir de carburant contient 12 gallons.
L’ingénieur Andrew Farah le dit clairement. La plupart des véhicules électriques sont simples. Batterie. Moteur. C’est ça. À court de charge ? Vous poussez. Sur la plateforme E-Flex, cela n’arrive pas. Le moteur à essence élimine « l’anxiété liée à l’autonomie » qui pousse les conducteurs à regarder les jauges, à calculer s’ils ont suffisamment de jus pour rentrer chez eux.
Vous avez toujours besoin d’essence. La voiture parcourt jusqu’à 40 miles uniquement grâce à la batterie. Après cela? Le moteur à gaz s’enclenche. Ce n’est pas facultatif si vous souhaitez continuer à avancer.
Le discours de GM est agressif. Ils affirment que le conducteur moyen économise 500 gallons de carburant par an. Presque aucune visite à la station-service. Aucun programme d’entretien typique du moteur. Ils veulent que vous branchiez autant que possible pour maintenir la batterie en bon état.
Flexibilité des carburants et plans hydrogène
Les ingénieurs regardent déjà au-delà de la simple essence. L’objectif est un prolongateur d’autonomie fonctionnant à l’essence ou à des mélanges d’éthanol E85. En Europe, ils testent le diesel. Une variante de pile à combustible à hydrogène est également en développement.
“Vous feriez fonctionner la pile à combustible la plupart du temps, et la batterie moins.”
Dans cette configuration, vous supprimez entièrement le prolongateur de portée et le générateur. Des cellules à hydrogène prennent leur place. La batterie joue un rôle secondaire. C’est une architecture différente, mais la philosophie E-Flex demeure.
Zéro émission pour les déplacements quotidiens
GM veut que ces voitures soient propres. Vraiment propre. Pour les 40 premiers kilomètres de conduite, les émissions sont nulles. Le moteur électrique ne produit aucun produit chimique. Pas de polluants. Pas d’échappement.
Une fois le moteur démarré, l’efficacité augmente. Les ingénieurs de GM estiment à environ 50 milles par gallon avec le prolongateur d’autonomie actif. Le concept-car promettait plus de 600 milles d’autonomie. La version de production offre environ 360 miles. Pourquoi cette baisse ? Réservoir d’essence plus petit. Moins de poids.
Les responsables de GM estiment que cette réduction est logique. Darovitz a demandé pourquoi quelqu’un transporterait du carburant qu’il n’utiliserait peut-être jamais. La plupart des Américains ne parcourent pas plus de 400 miles sans s’arrêter. En fait, GM estime que plus de 75 pour cent des navetteurs américains parcourent moins de 40 miles par jour.
Si les véhicules E-Flex atteignent leurs objectifs, ces navetteurs ne consomment jamais une goutte d’essence. Aucune émission nocive pendant le quotidien. Le réservoir plus petit pourrait ironiquement augmenter les chiffres globaux de consommation de carburant, même si vous y exploitez rarement. Mais si vous décidez de prendre l’autoroute ? Vous obtenez toujours ces 50 mpg.
Alors, quand pouvez-vous réellement acheter la Chevrolet Volt ? Et qu’y a-t-il d’autre sur la feuille de route E-Flex ? Le chapitre suivant contient les détails des prix et de la disponibilité.
La plateforme E-Flex et la feuille de route ambitieuse de la Volt
La Chevrolet Volt est arrivée au Salon international de l’auto de l’Amérique du Nord (NAIAS) 2007 en tant que fleuron de la nouvelle plateforme E-Flex de GM. Ce n’était pas l’EV-1. C’était une bizarrerie à deux places et à deux portes. Il s’agissait d’une berline compacte à quatre portes. Quatre places. La cabine pourrait accueillir un gars de 6 pieds 2 pouces à l’arrière. Mais pas de siège central. Cet espace était réservé à la batterie située dans le sol. Garder le toit bas a favorisé la circulation de l’air. L’aérodynamisme n’était pas facultatif. GM avait besoin de cette économie de carburant pour fonctionner.
Y arriver a été la partie la plus difficile. Le calendrier de la Chevrolet Volt était brutal. Les ingénieurs voulaient que les voitures soient sur la route fin 2010. Cela impliquait des tests massifs. La batterie devait rester froide. Il fallait que ce soit sûr. Il a dû survivre à des routes cahoteuses. Et il fallait que ce soit produit en masse. Vous ne pouvez pas simplement construire un prototype à la main et espérer le meilleur lorsque vous visez le volume.
Le prix était un autre casse-tête. GM a initialement lancé 30 000 $. Ensuite, les discussions sont devenues floues. Darovitz, un porte-parole de GM, l’a dit sans détour.
“Le prix de la Chevrolet Volt n’a pas encore été déterminé.”
Ils envisageaient des crédits d’impôt gouvernementaux. Avantages client. Subventions. Coût de l’électricité par rapport aux économies d’essence. Tomes initiaux. Le prix serait lié aux prix du gaz au lancement. C’est logique. Si l’essence coûte 5 $ le gallon, la proposition de valeur change.
Au-delà de la berline : Opel Flextreme et Cadillac Provoq
Quelques mois après la révélation de la Volt, GM a lancé l’Opel Flextreme. C’est le cousin européen. Une élégante berline cinq portes. Même cœur. La même technologie E-Flex. Mais le prolongateur d’autonomie était différent. Un moteur turbo-diesel de 1,3 litre. Il ne s’agit pas d’un moteur à combustion interne à gaz. Le diesel propulsait la plupart des voitures en Allemagne. Le terrain de jeu d’Opel. Cela a rendu le Flextreme mieux adapté aux routes européennes.
Puis vint la Cadillac Provoq. Frappé le circuit des spectacles en janvier 2008. Un SUV. Mais il utilisait un système E-Flex associé à des piles à combustible à hydrogène. Aucune émission à l’échappement. Juste de la vapeur d’eau.
Les chiffres étaient impressionnants. 280 miles à l’hydrogène. 20 miles avec l’énergie de la batterie électrique. Le tout en produisant zéro émission nocive.
C’étaient encore des concepts. Mais Farah, l’ingénieur en chef, a déclaré que les composants étaient conçus pour une large gamme de véhicules.
“Nous devrions pouvoir élargir la disponibilité de ce type de technologie, pour l’intégrer à toutes sortes de voitures différentes que les gens souhaitent.”
Comment tout s’articule
La plateforme E-Flex ne concernait pas qu’une seule voiture. Il s’agissait d’une approche modulaire de la propulsion. Qu’il s’agisse d’une berline compacte, d’une berline européenne ou d’un SUV à hydrogène, la philosophie sous-jacente reste la même. Électrification avec prolongateur d’autonomie de secours.
Pour la Volt en particulier, les défis techniques étaient immenses. Gestion thermique de la batterie. Sécurité sous stress. Efficacité aérodynamique. Tout cela devait converger avant le début de la production. Le prix était encore incertain, lié aux conditions du marché et aux subventions. Mais la technologie était réelle. Et ça arrivait.
Que le prix de 30 000 $ ait jamais résisté est une autre histoire. Le calendrier était ambitieux. Certains l’ont qualifié d’impossible. Mais les morceaux étaient là. La batterie. Le moteur. L’aérodynamique. La plateforme.
Que se passe-t-il lorsque les subventions se tarissent ? Ou quand les prix du gaz baissent ? Les mathématiques changent. La Volt a été construite pour un moment précis. Un moment où l’électricité et l’essence étaient en guerre. Et GM voulait être le gardien de la paix. Ou le vainqueur. Cela dépend de la façon dont vous le regardez.
