« L’Elantra LPI HEV illustre magnifiquement l’esprit d’innovation de Hyundai : nous nous sommes appuyés sur notre expertise internationale dans le domaine des véhicules alimentés au GPL pour développer un modèle hybride particulièrement économique en termes de coûts d’utilisation », a déclaré Dr. Lee Hyun-Soon, vice-président et directeur technique de la division Recherche et développement interne du groupe Hyundai-Kia.

La technologie ainsi que tous les principaux composants du système LPI HEV – parmi lesquels le moteur, la batterie et le convertisseur CC/CA basse tension - ont été développés par Hyundai et ses principaux partenaires locaux.

Combiné des instruments
Un combiné des instruments exclusif a été mis au point pour l’Elantra LPI HEV. Sa visibilité a été améliorée par l’adoption d’un panneau à semi-supervision et d’un afficheur LCD négatif pour les totalisateurs kilométrique et journalier. L’affichage doit également sa plus grande clarté à son rétroéclairage à LED de type radiant et à son intensité d’éclairage parfaitement uniforme. Le combiné est intégré dans le réseau CAN.

Architecture du système hybride de la Blue-Will

L’Elantra LPI HEV fait appel à un système hybride parallèle de type à alterno-démarreur monté sur le volant moteur, tout spécialement mis au point par Hyundai dans son centre de développement des véhicules hybrides de Namyang en Corée.

Moteur
Animée par un moteur Gamma LPI d’une cylindrée de 1,6 litre couplé à un moteur électrique de 15 kW (105 Nm) et à une transmission variable en continu (CVT), l’Elantra LPI HEV est un véhicule semi-hybride offrant un niveau de consommation de 5,8 l/100 km (soit 4,65 l/100 km en équivalent essence) : cette version consomme donc 41,4 % de carburant de moins qu’une Elantra à moteur 1,6 l standard avec transmission automatique.

Pour une plus grande efficacité thermique, elle se dote d’un moteur à cycle Atkinson qui voit son taux de compression passer de 10,5 à 12,0. Afin d’accroître l’efficacité mécanique, le tarage des ressorts de soupape et la tension des segments de piston ont été réduits. Dans le souci de réduire encore davantage les frottements, les ingénieurs ont recouvert les poussoirs d’un revêtement de carbone dur amorphe (DLC) et appliqué sur la jupe des pistons un revêtement au bisulfure de molybdène (MoS2). En outre, ils ont couplé l’arbre à cames d’admission à une distribution à calage variable en continu (CVVT) et adopté un système d’accélérateur électronique.

Boîte-pont
La transmission CVT reçoit une courroie métallique de type Van Doorne et dans un souci de plus grande économie de consommation, les ingénieurs ont préféré utiliser comme système de démarrage un embrayage multidisques à bain d’huile plutôt qu’un convertisseur de couple. Une pompe à huile externe de type à engrenages entraînée par chaîne et un amortisseur de vibrations sont montés sur le devant de la transmission CVT. De même, des joints spéciaux à portées décalées sont utilisés pour réduire les risques de fuites. L’embrayage est actionné par une électrovanne directe garantissant une grande précision de commande et associé à un circuit de refroidissement séparé/variable. Grâce à l’ensemble de ces mesures d’amélioration, cette transmission CVT se montre plus efficace que toutes ses concurrentes. En outre, elle bénéficie d’un mode de fonctionnement dégradé de type hydraulique en cas de défaillance du module de gestion de la transmission.

Moteur électrique
Le moteur électrique de ce groupe propulseur hybride est un moteur synchrone à aimant permanent intérieur (IPMSM) implanté entre le moteur thermique et la transmission CVT. Le moteur IPMSM intègre un capteur de position de type revolver qui transmet les données de position du rotor au module MCU. Les valeurs maximales de puissance et de couple sont respectivement de 15 kW (105 Nm) et de 15,7 kW (125 Nm). Le rendement maximal du moteur est supérieur à 95 %. La forme de l’aimant et la disposition du moteur (en aile d’oiseau) ont été optimisées pour garantir de meilleures performances. Par ailleurs, le stator est doté d’un noyau à bobinage séparé. Le module MCU et le système de batteries partagent le même circuit de refroidissement intégré à air pulsé. Le moteur électrique est aussi refroidi par air.

Batterie
L’Elantra LPI HEV sera le premier véhicule au monde à utiliser des batteries rechargeables lithium-ion polymère exclusivement fournies par LG Chem, l’un des leaders mondiaux du marché des batteries.

Ces batteries s’avèrent largement plus avantageuses que les batteries lithium-ion dans la mesure où elles offrent une densité d’énergie supérieure, de plus faibles coûts d’utilisation, une plus grande résistance aux détériorations et peuvent supporter un plus grand nombre de cycles de charge/décharge avant d’observer un début de dégradation de leur capacité de stockage. La batterie lithium-ion polymère a passé avec succès les essais de durabilité de Hyundai réalisés sur 300 000 km et subi toute une série de tests approfondis destinés à contrôler sa résistance aux surcharges et aux collisions.

Cette batterie fonctionne sous une tension nominale de 180 V et affiche une capacité de 5,3 Ah. Le pack de batteries fait partie intégrante du module d’alimentation intégré, implanté aux côtés du système de gestion de batterie, du module de commande de moteur, du convertisseur CC/CA et du ventilateur de refroidissement qui régule la température des batteries dans une plage de valeurs autorisées afin d’éviter tout risque de fusion ou d’explosion. Le rôle du module BMS est de contrôler l’état de l’ensemble du système et de réguler la température en conséquence.

Convertisseur CC/CA basse tension
Contrairement à un véhicule classique, l’Elantra LPI HEV ne dispose d’aucun alternateur. Dans un souci de plus grande économie de consommation, il est remplacé par un convertisseur CC/CA qui répond aux besoins des consommateurs auxiliaires.

HCU
Le module de commande électrique hybride (HCU) est un contrôleur de surveillance. Il exploite les données fournies par le véhicule, le conducteur, le moteur, les différents composants électroniques et la batterie pour déterminer le fonctionnement du moteur thermique, de la transmission et du moteur électrique et transmet des signaux de commande aux contrôleurs sous la forme d’un(e) ordre/requête.

Dispositif antipatinage
Sur les véhicules hybrides où le moteur de traction électrique est directement accouplé au moteur thermique et à la transmission par un embrayage et non par un convertisseur de couple, on observe un problème de patinage des roues arrière en cas de redémarrage en côte du véhicule après un arrêt de son moteur. Pour éviter tout risque de patinage, un système d’aide à la traction a été intégré au circuit de freinage. Le dispositif d’antipatinage a pour fonction de maintenir brièvement la pression de freinage dès que le conducteur relâche la pédale de frein, afin de conférer un couple de traction suffisant au véhicule lors du redémarrage du moteur. Ce dispositif est doté d’un inclinomètre qui mesure la pente de la route. Le module HCU commande le dispositif d’antipatinage en fonction des données fournies par l’inclinomètre afin d’éviter tout retard ou à-coup lors du démarrage du véhicule sur une route plane. Pour mesurer la déclivité d’une route, l’inclinomètre fait appel à des algorithmes très complexes afin d’éviter toute erreur de détection due à l’état réel de la route.

Emissions
L’Elantra LPI HEV émet seulement 102 g of CO2 / km et 90 % de rejets polluants de moins qu’une Elantra équivalente à moteur essence standard, ce qui la classe dans la catégorie des véhicules à émissions super ultra-faibles (SULEV). Le gaz de pétrole liquéfié (GPL), également appelé gaz de voiture, est un hydrocarbure à faibles rejets de carbone dont la combustion est plus complète que celle de l’essence ou du gazole et qui, contrairement à ce dernier, ne contient pas de particules.

Prix de vente
Le prix de vente de ce modèle sera annoncé le 1er juillet lors de son arrivée en concession en Corée. Par rapport à une Elantra standard, la version LPI HEV occasionnera un léger surcoût pour son acheteur du fait de ses équipements supplémentaires (batterie lithium-ion polymère, moteur CC et système de commande électrique) et des coûts de développement connexes.

Toutefois, si l’on compare ses coûts d‘utilisation à ceux de ses principales concurrentes, il apparaît clairement que l’Elantra LPI HEV est la plus économique de toutes, sachant que le GPL est environ deux fois moins cher que l’essence. L’Elantra LPI HEV devrait afficher des coûts d’utilisation inférieurs respectivement de 40 % à ceux de ses rivales du marché et de 50 % à ceux d’un modèle Elantra à moteur essence.

Sachant que 15 % des véhicules de tourisme et 100 % des voitures de taxi immatriculés en Corée sont alimentés au GPL, l’Elantra LPI HEV est promise à un brillant avenir. En outre, le succès de l’Elantra ne s’est jamais démenti en Corée puisque depuis son lancement, elle se classe systématiquement dans les trois premières places du palmarès des ventes.

Historique du développement des modèles hybrides Hyundai
C’est en 1995 que Hyundai dévoile son tout premier véhicule hybride électrique (Future Green Vehicle) lors du salon automobile de Séoul. En 1999, la marque présente une Elantra HEV puis en 2000 une Accent HEV, toutes deux équipées du système d’entraînement hybride électrique en parallèle et du système d’alterno-démarreur intégré. Ces véhicules prototypes n’ont néanmoins pas atteint le stade de la production en série.

En 2004, la société fournit 50 Getz hybrides gaz-électrique (modèle du segment B présent sous l’appellation Hyundai Click sur le marché coréen) au gouvernement coréen dans le cadre d’un projet pilote. Ces véhicules étaient à l’époque équipés de systèmes « semi-hybrides », avec des moteurs électriques de 12 kW et des batteries au nickel-hydrures métalliques. Le programme de développement de la technologie hybride se poursuit et, en 2005, Hyundai et Kia Motors Corp. ajoutent 350 unités à leur flotte de démonstration, 730 unités en 2006 et 1 682 unités en 2007, dont des Accent HEV.

Dans un pays condamné à importer la totalité de son pétrole, l’arrivée de l’Elantra LPI HEV est saluée comme un pas en avant – un pas peut-être modeste mais absolument déterminant qui contribuera à réduire la consommation énergétique nationale et à promouvoir l’utilisation de différentes sources d’énergie.

Disponibilité à l’étranger
Au départ, les ventes de l’Elantra LPI HEV seront circonscrites au seul marché coréen. Toutefois, ce modèle hybride pourrait être exporté vers des marchés bénéficiant d’un réseau de distribution de GPL parfaitement développé.

Résolu à étendre sa gamme de véhicules hybrides, Hyundai proposera même une version hybride intégrale de la remplaçante de la Sonata (commercialisation prévue en 2010).