Complet, Mild ou Plug-in ? Guide des types d'automobiles hybrides

Les voitures hybrides se divisent en trois grands groupes : l'hybride full (auto-rechargeable) qui ne nécessite pas de recharge externe, l'hybride mild qui se contente d'assister le moteur essence, et l'hybride plug-in (PHEV) qui, en se rechargeant sur une prise, peut parcourir une certaine autonomie entièrement en électrique. Le critère fondamental qui les distingue réside dans la méthode de recharge, la capacité de la batterie et la capacité ou non de rouler de manière autonome en électrique ; celui qui vous convient dépend de si vous effectuez la majeure partie de vos kilomètres quotidiens en ville ou sur autoroute, et de votre possibilité ou non de brancher le véhicule.

Quelle est la différence entre hybride, hybride mild et hybride plug-in ?

Le premier et le plus net critère qui distingue les trois systèmes est le suivant : qui recharge la batterie et le moteur électrique peut-il propulser la voiture seul ? L'hybride mild ne se branche pas et ne peut pas rouler seul en électrique ; le système électrique est trop réduit pour autre chose qu'assister le moteur essence. La full hybride ne se branche pas non plus, mais recharge sa batterie grâce à son moteur essence intégré et au freinage régénératif ; elle peut rouler seule en électrique à basse vitesse. L'hybride plug-in, comme son nom l'indique, se recharge sur une prise et sa batterie est assez grande pour offrir une autonomie proche de celle d'un véhicule entièrement électrique.

La taille de la batterie traduit cette distinction en chiffres. La batterie d'une full hybride fait généralement environ 1 kWh ; cette énergie est immédiatement consommée à la prochaine accélération. La batterie d'un PHEV, elle, est environ 10 à 20 fois plus grande et offre une autonomie d'environ 10 à 70 milles en conduite 100% électrique. L'hybride mild, quant à lui, embarque une batterie lithium-ion 48V , un alterno-démarreur intégré à courroie (BISG) et un convertisseur DC/DC ; l'avantage du 48V par rapport au 12V est de pouvoir délivrer plus de puissance avec moins de pertes.

Principes de fonctionnement : comment chaque système gère-t-il l'énergie ?

Hybride mild : l'assistant silencieux

Dans un mild hybrid, le système électrique n'est pas assez puissant pour remplacer le moteur. Le petit moteur électrique ajoute du couple au moteur essence lors des départs et des accélérations ; dans le trafic stop-and-go, il rend l'arrêt et le redémarrage du moteur plus fluides. L'expérience de conduite est presque indiscernable de celle d'un véhicule essence traditionnel ; c'est pourquoi le mild hybrid est la voie d'accès à la technologie hybride au prix d'entrée le plus bas. Cependant, comme le moteur fonctionne en permanence pour faire avancer le véhicule, il consomme plus de carburant et produit plus d'émissions qu'une hybride classique.

Full hybrid : équilibre automatique entre deux sources

Dans une full hybrid, le moteur essence et le moteur électrique fonctionnent ensemble. Dans une conduite typique, le véhicule démarre en électrique ; lorsqu'une certaine vitesse est atteinte - l'exemple classique étant Toyota Prius à environ 15 miles/heure - le système combine le moteur essence et l'électricité. C'est l'ordinateur qui décide quelle source est active et à quel moment ; le conducteur ne gère pas ces transitions via une commande. Lorsque la batterie se décharge, elle se recharge avec l'essence et, lors des accélérations, grâce au freinage régénératif ; le branchement à une prise n'intervient jamais.

Plug-in hybrid : électrique à temps partiel

Un PHEV fonctionne principalement avec le moteur électrique et, lorsque la batterie diminue, le moteur thermique prend automatiquement le relais ; ainsi, lorsque la batterie est épuisée, le conducteur ne reste pas en panne. Lorsque l'autonomie électrique tombe à zéro et que le moteur essence prend le relais, la batterie n'est pas complètement vide : le système réserve environ 1 kWh de réserve, de sorte que le véhicule continue de fonctionner comme une hybride avec freinage régénératif. Les batteries des PHEV font environ un quart de la taille des batteries des véhicules entièrement électriques ; la plupart des modèles utilisent un circuit de charge embarqué plus petit et moins cher, de 3,3 kW, et ne prennent généralement pas en charge la charge rapide DC. Depuis une prise domestique, il peut se recharger complètement pendant la nuit, soit en 10 à 12 heures .

Les PHEV proposent généralement trois modes de fonctionnement. En mode hybride, l'ordinateur équilibre le mélange électrique et essence pour l'efficacité : il privilégie le EV en ville et à vitesse de croisière constante, et l'essence lors des fortes accélérations et à haute vitesse. Le mode EV Save préserve la batterie pour plus tard et force immédiatement le moteur essence en mode hybride ; il est utile avant d'entrer dans des centres-villes soumis à des restrictions d'émissions ou avant un parcours nécessitant le couple électrique. Le mode Charge, quant à lui, force le moteur à recharger la batterie ; moins efficace et plus coûteux que la charge sur prise, c'est une approche qui se pénalise elle-même en termes d'efficacité, mais qui peut être envisagée comme exception avant de longues montées.

Freinage régénératif : le moteur commun aux trois hybrides

Le mécanisme présent dans les trois technologies et qui rend possible l'économie des hybrides est le freinage régénératif. Le principe est simple : pendant le freinage, le moteur électrique est inversé pour fonctionner en générateur et convertit l'énergie cinétique des roues en énergie électrique stockée dans la batterie ; avec le freinage traditionnel, cette énergie aurait été perdue sous forme de chaleur. Dans la plupart des hybrides, la régénération fonctionne avec les freins à friction et, lors des freinages légers, le système privilégie la régénération.

Dans le trafic urbain avec arrêts et redémarrages, les occasions de recharger la batterie se présentent en permanence ; c'est pourquoi les full hybrides comme les PHEV rechargeables atteignent en ville des valeurs de consommation exceptionnellement basses. Deux avantages connexes sont bien réels : le freinage régénératif effectuant l'essentiel du travail, l'usure des plaquettes de frein diminue nettement ; de plus, les PHEV sont plus susceptibles que les full hybrides d'offrir des niveaux de régénération variables réglables par le conducteur, voire une conduite à une seule pédale basée sur le relâchement de la pédale d'accélérateur.

Comment se comportent-ils en ville et sur longue distance ?

En ville : le terrain de prédilection du full hybride

Le freinage régénératif récupérant en permanence de l'énergie dans le trafic avec arrêts et redémarrages, les full hybrides sont très efficaces en conduite urbaine ; c'est pourquoi les taxis et les véhicules avec chauffeur optent majoritairement pour l'hybride. Pour un usage urbain court, les trois types d'hybrides sont tous pertinents ; mais si les trajets quotidiens se situent entre 10 et 50 miles et qu'une possibilité de recharge existe, le PHEV accomplit ces trajets entièrement à l'électrique sans une goutte d'essence.

Longue distance : c'est ici que le coût du PHEV apparaît

Sur les longs trajets autoroutiers, la tendance s'inverse. Les full hybrides ne sont pas aussi économiques sur autoroute qu'en ville ; le moteur tournant en permanence en charge, les occasions de régénération diminuent aussi. Pour le PHEV, le problème est plus lourd : la vitesse autoroutière épuise rapidement l'autonomie électrique et le véhicule se transforme en peu de temps en une hybride essence pesante. En raison du poids de la batterie supplémentaire, le PHEV affiche en usage mixte ville/autoroute une consommation légèrement moins bonne que son frère full hybride. Un PHEV rarement branché devient un véhicule qui transporte son poids avec de l'essence et offre une consommation pire qu'une hybride standard. Pour quelqu'un qui effectue constamment de longs trajets autoroutiers, le choix le plus naturel, si l'on veut une technologie hybride, est une micro-hybride ou une bonne essence ; le froid réduit aussi l'autonomie, 40°F : des températures en dessous peuvent diminuer l'autonomie électrique du PHEV.

Expérience de possession : coûts, entretien et rentabilisation

Côté entretien, la nouvelle est bonne. Sur les hybrides, le coût d'entretien régulier, usure normale comprise, n'est généralement pas plus élevé que sur un véhicule essence ; la transmission hybride est fermée et ne nécessite pas de vidange régulière. Sur les PHEV, le coût d'entretien et de réparation est d'environ 3 centimes par mile, contre une moyenne de 6 centimes pour les essence. L'économie de carburant est mesurable : pour un conducteur parcourant 15 000 miles par an, le modèle essence génère environ 1 434 $ de coûts de carburant tandis que son frère hybride reste à 975 $ ; soit une économie annuelle d'environ 459 $. En contrepartie, le prix d'achat de l'hybride est aussi plus élevé : dans le segment automobile, un supplément moyen de ~1 300 $, et pour les SUV jusqu'à 3 000 $ est à prévoir, l'écart provenant en grande partie de la batterie. Le remplacement de la batterie n'est pas non plus une opération bon marché.

Le remboursement d'un PHEV dépend d'une seule question : allez-vous réellement parcourir la majorité de vos kilomètres quotidiens en mode électrique ? Les conducteurs qui épuisent chaque jour l'autonomie électrique, qui vivent là où l'électricité est bon marché ou qui produisent leur électricité grâce à des panneaux solaires sont ceux qui amortissent le plus rapidement l'écart de prix entre un PHEV et une hybride standard. Pour quelqu'un qui ne branche pas régulièrement son véhicule, la même somme devrait plutôt aller vers une hybride standard, plus légère et moins chère. Il faut également savoir que lorsque l'électricité est épuisée, les petits moteurs essence manquent parfois de puissance, notamment en pleine charge ou en montée : c'est une réalité à connaître avant d'acheter un PHEV.

Quel type d'hybride est logique pour qui ?

Vous pouvez réduire la décision à trois questions : Avez-vous un point de recharge à votre disposition ? La majorité de vos kilomètres se font-ils en ville ou sur autoroute ? À quel point voulez-vous l'expérience de conduite électrique ?

• Hybride mild : Pour les conducteurs qui veulent conduire comme avec une voiture traditionnelle, qui souhaitent découvrir la technologie hybride au prix le plus bas et dont l'essentiel des trajets se fait sur longue distance autoroutière. Les composants électriques y sont relativement simples.
• Full hybride : Le choix le plus équilibré pour les conducteurs qui veulent passer à l'hybride sans contrainte de recharge et qui utilisent principalement leur véhicule en ville et en agglomération ; il a fait ses preuves dans le taxi et le transport avec chauffeur.
• Hybride plug-in : Pour les conducteurs capables de se brancher régulièrement, dont les trajets quotidiens restent dans l'autonomie électrique et qui veulent aussi, le week-end, profiter de la limite d'autonomie essence. C'est aussi le pont idéal pour ceux qui veulent tester les eaux avant de passer au tout électrique.

Deux avertissements pratiques : d'abord, clarifiez avant l'achat s'il est physiquement possible de brancher le PHEV ; sans possibilité de recharge régulière, un PHEV n'est pas le bon véhicule pour vous. Ensuite, le badge ne donne pas toujours le bon indice : le nom de certains modèles comportant la mention "Hybrid" cache en réalité un PHEV. Le contrôle le plus fiable consiste à regarder les colonnes essence et électricité sur l'étiquette de consommation, ou à compter le nombre de bouchons de carburant du véhicule : deux bouchons révèlent la présence d'une prise.

Mot de la fin : l'équation est simple mais personnelle

La technologie hybride n'est pas un produit unique, mais trois niveaux de profondeur différents dans l'électrification. L'hybride mild réduit la consommation de carburant mais ne transforme pas la voiture ; l'hybride full améliore considérablement l'économie en ville et ne nécessite pas de recharge ; le PHEV électrifie totalement la conduite quotidienne si vous disposez d'une infrastructure de recharge et préserve la liberté à l'essence sur les longs trajets. La bonne question n'est pas « quel hybride est le meilleur ? » mais « de quelles distances et de quels types de routes ma semaine est-elle composée ? ». Lorsque vous donnez votre réponse, le système qui vous convient s'impose de lui-même.

Sources

• Hybride vs. hybride rechargeable vs. hybride mild
• Hybrides vs. hybrides rechargeables : avantages et inconvénients
• Hybride vs. hybride mild vs. rechargeable – quelle est la différence ?
• Voici comment fonctionne un système « hybride mild »
• Véhicules électriques hybrides rechargeables
• Un hybride rechargeable est-il la bonne voiture pour vous ?
• Autonomie des voitures hybrides rechargeables : un graphique
• Coûts de possession d'un hybride rechargeable : à quoi s'attendre
• Les voitures hybrides sont-elles plus coûteuses à entretenir ou à réparer ?
• Hybride vs. essence : quand le meilleur MPG commence à payer