Prius III : caractéristiques techniques

[shadoko]

Je crois qu'il est temps d'ouvrir une discussion sur les caractéristiques techniques de la nouvelle Prius (type ZVW30), même si nous n'en connaissons encore pas beaucoup, afin qu'elles ne soient pas noyées dans "Prius III news" où on continuera à discuter des aspects plus généraux (options, prix, couleurs, etc.).

Je commence par les dimensions, simplement traduites en millimètres de l'annonce officielle Toyota de Detroit où elles sont en pouces :





La masse à vide n'est pas encore connue, certains parlent de 50 kg de plus que l'actuelle (soit 1350 kg) [mise à jour 3 mars 2009 : 1370 kg d'après brochure officielle Toyota] mais il y aura de toute façon certainement des différences en fonction de l'équipement. On peut toutefois se baser sur certaines indications des modèles exposés à Detroit :



explications :

• GVWR (Gross Vehicle Weight rating) : poids total autorisé en charge
• GAWR FR (Gross Axle Weight Rating, Front) : poids total autorisé en charge sur l'essieu avant
• GAWR RR (Gross Axle Weight Rating, Rear) : poids total autorisé en charge sur l'essieu arrière

En traduisant à partir de l'unité archaïque utilisée (la livre américaine qui vaut 453,6 g) on obtient :

• PTAC total : 1805 kg (NHW20 : 1725 kg)
• PTAC essieu avant : 1030 kg (NHW20 : 905 kg)
• PTAC essieu arrière : 987 kg (NHW20 : 820 kg)

NB : 905 + 820 = 1725 mais 1030 + 987 = 2017 ! Normes américaines et européennes différentes ?

Voici maintenant les caractéristiques connues de la motorisation thermique :

• moteur 4 cylindres en ligne atmosphérique à essence, 1,8 litre de cylindrée, équipé d'une vanne EGR refroidie et d'une récupération de chaleur des gaz d'échappement
• couple maximal : 142 Nm à 4000 t/min
• puissance maximale : 73 kW à 5200 t/min

Celles de la motorisation électrique (MG2) :

• moteur synchrone à aimants permanents
• couple maximal : 207 Nm de 0 à 2768 t/min (selon un espion furtif extra-plat qui tient à garder l'anonymat)
• puissance maximale : 60 kW de 2768 à 4000 t/min (selon ce même espion d'envergure mondiale)

L'ensemble développe une puissance maximale de 100 kW.

De très intéressantes interviews de l'ingénieur en chef, Akihiko Otsuka, permettent de préciser certains points :

• Les ingénieurs ont travaillé à la réduction des coûts du système hybride, estimée à 20% par A. Otsuka. Ces économies ont été utilisées pour augmenter les qualités de la voiture (sécurité, performances etc.) afin de proposer un véhicule de coût de fabrication total similaire.
  
• Il existe 2 catalyseurs de part et d'autre de l'échangeur thermique pour la récupération de chaleur des gaz d'échappement. Un des buts de celui-ci est de lutter contre la surconsommation à froid et en hiver qui devrait être nettement réduite.
  
• La limite de vitesse de MG1 a été augmentée mais la limite du mode électrique pur est toujours de 41 mph (66 km/h), le thermique devant tourner au-dessus.
  
• Quelques versions rechargeables sur secteur seront disponibles dès la fin 2009 mais pour des flottes d'entreprise seulement. A. Otsuka n'a pas voulu préciser le type de batterie, disant qu'elle était encore "under development".
  
• le mode ECO diminue la puissance de 15% et permet à lui seul une économie de carburant de 3 à 4%, mais des tests ont montré que l'utilisation de l'"économètre" au tableau de bord en plus du mode ECO aboutissait à des baisses de consommation de 10 à 20 % en conditions réelles.

(attention, ce qui suit est faux, voir correction plus bas)
La consultation des discussions sur Priuschat m'amène à préciser encore un point important : d'après un japonais habituellement très bien informé du forum, ken1784, la transmission est du type de celle présente sur les GS450h et LS600h, c'est à dire à deux rapports de réduction entre MG2 et les roues. Ce raffinement permet d'utiliser MG2 à son meilleur rendement et d'améliorer l'agrément de conduite. Cette nouveauté semble confirmée dans la presse japonaise (comme la capacité inchangée de la batterie, 1,3 kWh). Un résumé des différents types de transmission utilisés dans les hybrides Toyolexus peut être lu ici.

Correction 14 mars : c'était une mauvaise traduction, il s'agit d'un train épicycloïdal à 2 étages (comme dans le RX400h) mais à un seul rapport de démultiplication (2,636) et non deux. Voir la réponse 14 dans ce message de la "Prius Team" sur priuschat.

D'intéressantes informations techniques ont dévoilées le 11 mars par ken1784 sur priuschat. En particulier, la consommation spécifique du nouveau moteur (une mesure de son rendement, inversée) est plus basse que celle de l'ancien, et ceci sur toute la gamme de puissances même les plus basses. C'est assez remarquable sachant qu'il est de cylindrée plus élevée.



Traduit en rendement, la consommation spécifique minimale de 221 g/kWh donne un beau résultat de 38%, contre 36 et des poussières pour le moteur actuel.

On peut voir aussi des graphes illustrant l'intérêt du système de récupération de chaleur des gaz d'échappement :



La température du chauffage monte nettement plus rapidement et la consommation est nettement diminuée par temps froid (les Japonais utilisant les km/L, cela correspond pour eux à une augmentation).

Voilà, c'est tout pour aujourd'hui.

[libride]

J'ai lu (je ne sais plus où, j'en ai lu tellement) une description de la nouvelle Prius qui indiquerait que de nombreux éléments de la structure (et peut-être de suspension) seraient en aluminium . Peut-on préciser lesquels ?
D'autre part , on décrivait également dans cet article la structure comme étant tout nouvelle (et par conséquence ce ne serait pas une adaptation de la structure de la P2); vu de l'extérieur on a quand même du mal à y croire tant elles se ressemblent (gabarit, dimensions, empattement...).
Qui peut confirmer ou infirmer ?

[shadoko]

Oui, voilà les éléments en alu :



En gros c'est les mêmes que dans l'actuelle, plus des éléments de suspension avant et de freinage. L'image est extraite de cette vidéo :

http://www.youtube.com/watch?v=TedU80FWwpg

On y voit aussi que comme je m'y attendais, les formes plus carrées de l'avant et de l'arrière sont dictées par des impératifs aérodynamiques : il faut se méfier des intuitions en ce domaine, surtout en aérodynamique automobile, beaucoup plus vicieuse que l'aérodynamique des avions.

La structure n'est pas une adaptation de l'actuelle, la forme générale est complètement différente même si elles se ressemblent beaucoup. La ressemblance de style est certaine, mais on pourrait dire presque la même chose de la Honda Insight...

[Tchou]

A noter aussi que côté équipement pas mal de choses changent et on monte en gamme...

Régulateur de vitesse avec radar (la voiture garde une distance de sécurité avec le véhicule précédent)

Suivi de ligne : la voiture averti en cas de sortie non voulue de la voie de circulation voire donne un coup de volant pour la remettre dans le droit chemin.

Plus d'écran tactile multifonctions, la clim se voit dotée de commandes classiques et le moniteur d'énergie est déporté en haut de l'affichage avec le tachymetre.

Seules les prius avec GPS auront un écran tactile (qui ne commandera alors que le GPS et l'autoradio, et logiquement aussi le systeme main libres).

La voiture pourra être dotée de phares à LED (mais il y a aussi une version a projecteurs halogènes..).

Un toit ouvrant en verre (optionnel) couplé à un panneau solaire sur le toit et à une ventilation électrique fait son apparition. Le panneau solaire alimente la ventilation en cas de grosse chaleur...

les photos officielles sont sur priuschat

[libride]

Merci Shadoko pour ces réponses .
J'ai retrouvé une de mes sources : c'était un des premiers posts d'autobloggreen du12 janvier; je cite :
" Enhanced Vehicle Performance
The next-generation Prius is built on a new platform, which enables improved handling stability, quieter operation, and collision safety. The suspension consists of front struts and a rear intermediate beam design, as before, but handling stability is advanced by improving the stabilizer layout, higher caster angle and tuning the bushing characteristics. Disc brakes are now used on all four corners, replacing the front disc/rear drum brakes in the current model.

Weight was saved through use of aluminum in the hood, rear hatch, front suspension axle and brake caliper and super high-tensile steel in the rocker inner, center pillar, and roof reinforcement."

[Hybridébridé]

Envoyé par shadoko

...Celles de la motorisation électrique (MG2) :

• moteur synchrone à aimants permanents
• couple maximal : 207 Nm de 0 à (régime maxi inconnu)
• puissance maximale : 60 kW

...

Les plages de régime de puissance et de couple maximaux ont été fournies par planetaire dans ce post-ci :
http://prius-touring-club.com/vbf/sh...postcount=1511

[planétaire]

Oui, mais attention, je suis retourné voir sur le site (Toyota quand même) et elles n'y sont plus.
Il reste encore les photos qui ne concernent pas la Prius.
Finalement à par le graphique de température expliquant le rôle des panneaux solaires, il n'y reste rien d'intéressant (Ah si j'oubliais le tandem)

A+

[Hybridébridé]

Je n'y suis pas retourné depuis, mais j'avais vérifié sur le site ce que tu avais retranscrit : c'était ni plus ni moins très exactement ce qu'il y avait d'écrit sur le site, j'en suis certain !

Si elles n'y sont plus, c'est à mon avis qu'il y a une petite c...lle, style stagiaire en com. mal encadré, qui met le site à jour...et on a rattrapé la boulette ensuite avant que trop de Gaijin qui lisent en général le romaji puissent en déduire quelque chose,... mais trop tard, un OVNI dénommé planetaire s'était déjà mis en orbite !

Aussi, je parie que c'était les bonnes (puissance et couple correspondaient) !

[Mik&Toy]

Au sujet des perfs de MG2, j'imagine cette solution:
on peut déduire la plage de vitesse sous limitation de couple : 60 kW / 207 Nm = 290 rd/s = 2768 rpm. Donc de 0 à 2768 tr/mn le couple est limité à 207 Nm. Ce couple diminue ensuite suivant la courbe à puissance constante.
(sur la PII le coude se situait à 1194 tr/mn : 50 kW / 400 Nm = 125 rd/s = 1194 rpm)

on pourrait imaginer, par rapport à la PII, une démultiplication d'un certain facteur , par exemple 2, qui s'ajouterait entre MG2 et la couronne du PSD pour permettre une rotation 2 fois plus rapide de MG2 et ramener sur cette couronne un couple 2 fois plus fort de 414 Nm max (2 x 207).
Il n'y aurait pas d'autre mécanisme genre 2 rapports, comme par sur la Rx400.
Mais cette solution sous-entends que MG2 pourrait atteindre une vitesse max double de l'actuel.

[Hybridébridé]

Envoyé par Mik&Toy

...on peut déduire la plage de vitesse sous limitation de couple : 60 kW / 207 Nm = 290 rd/s = 2768 rpm...

Bien vu Mik&Toy ! déduction simple mais fallait y penser !

Par contre, la solution que tu proposes diminuerait d'autant la plage d'utilisation de l'électrique, les 414 Nm étant alors atteint entre 0 et 1384 tr/mn. Un réducteur à deux vitesses style Lexus me séduirait plus.

[Mik&Toy]

Cette hypothèse se situe dans les mêmes eaux que l'actuelle PII, avec 15 % de mieux, c'est toujours ça, et un moteur deux fois moins gros.

Sinon, le réducteur à deux vitesses, il faut le mouvoir. Je vois trois solutions:
1/ l'hydraulique, comme pour les BVA, avec pompe à huile haute pression pour le blocage des embrayages mutidisques, ou serrage par brides (c'est plus ancien).
2/ la reprise de la boîte Cotal, avec electro-aimants, voire poudre magnétique entre les disques
Ces deux solutions sont lourdes et énergivores.
3/ par crabotage à sec, çà c'est mon idée, mais c'est faisable si on sait gérer une rupture momentanée du couple de MG2 et une synchronisation des vitesses. La Prius à toute la techno pour réussir ce coup là (on appelait ça dans le temps passer les vitesse sans débrayer !)

[libride]

he oui, ça ne me rajeunit pas , mais j'adorais monter les vitesses sans débrayer , et entendre le " klong" que faisait la boîte quand le passage était réussi; je n'ai jamais cassé de boîte de vitesses.

[vr1ce]

Pareil pour moi!


Sauf que j'en ai cassé...

[Ageasson]

Celà me fait souvenir d'une nuit enneigée de Décembre, où ma Simca 1500 avait eu la mauvaise ideé de casser sur une pierre qui passait par là....sa fourchette d'embrage....et je n'avais conduit qu'une fois un véhicule Mathis avec BV sans syncros.......un vrai sport d'ailleurs....
Ben, ne voulant pas dormir à la mauvaise étoile.... aglagla....je suis rentré sans embrayage, à l'oreille, et aprés quelques désagréables craquements de mise au point. Je montais et descendait les vitesses en double embrayage
comme dans du beurre, d'autant plus doux qu'il enduisait de satisfaction béate l'exécuteur de la manoeuvre......Cétait le bon temps !

[Less Polluter]

T'embrayais comment si ta cassé sa fourchette ?
Le double débrayage c'est pour descendre les rapports sur une boite sans synchros.

[Ageasson]

...Bien vu le mot sauté.....je voulais dire "comme en...."
En effet, pour rétrograder, aprés avoir ramené au point mort en lâchant l'accélérateur, je donnais du gaz jusqu'à ce que le vitesse s'engage en douceur....pour monter, idem, mais sans appuyer sur l'accélérateur, ou juste un poil ..Pour le double embrayage, on m'avait toujours appris à le faire aussi en montant les vitesses, mais sans toucher à l'accélérateur, de façon à donner au moteur le temps de baisser de régime et que les pignons menants de la BV se calment un peu pour s'accorder avec la vitesse de ceux que les roues font tourner............

[newprius]

Pour terminer le HS ?
C'est pour démarrer que c'est plus délicat sans débrayer, tu passais la 1ère en descente ?

[planétaire]

Là vous faites fort.

1) HS avec préméditation en bande organisée
2) La réponse est déjà dans le garage (*) d'Ageasson.

Il me semble que ces quelques messages vont y être bienvenus.


(*) Garage ou Refuge comme vous voulez.

[Hybridébridé]

Je suis un peu déçu par le poids.

On comprend pourquoi Toyota n'a pas communiqué dessus lors du lancement.

S'agissant d'un véhicule de même taille que le précédent et sans rupture technologique, ç'aurait été bien que Toyota progresse légèrement sur la 3ème pierre angulaire de la performance énergétique d'une voiture (avec la chaîne de traction et l'aérodynamique). Ca ferait environ 150 kg de plus que l'Insight, qui ne présentera certes pas les mêmes performances (donc chassis), mais pas loin d'avoir la même taille.

A noter qu'en terme d'aérodynamique, le Cx de 0,25 n'est pas unique puisque la nouvelle Mercedes classe E présentée également à Detroit affiche le même nombre. Plusieurs véhicules commercialisés y sont déjà arrivés (voir le tableau en bas de cette page). Il semblerait que ce nombre représente le seuil de l'économiquement raisonnable pour une production en série.

[Less Polluter]

Je me souviens de la Calibra (0.26 en 1989).
Ils avaient soigné même les flux sous le capot !