Comment fonctionnent les hybrides TFSIe (GTE et E-Tron) ?
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Nota bene : depuis 2019, la désignation E-Tron a été remplacée par TFSIe. GTE reste pour l’instant propre à Volkswagen, mais pourrait suivre la même évolution. Ces hybrides rechargeables permettent de rouler en tout électrique sur une distance d’environ 30 à 50 km, selon le modèle.
E-Tron et GTE : principe général
Les hybrides rechargeables du groupe Volkswagen reposent sur deux architectures distinctes selon la position du moteur : transversale (A3, Golf, Passat…) ou longitudinale (A6, Q7, Cayenne…). Cette différence modifie la conception de la boîte et du système d’embrayage, sans changer la logique d’hybridation.
Les modèles transversaux utilisent un double embrayage (boîte DSG/S-Tronic), tandis que les versions longitudinales s’appuient sur un convertisseur de couple associé à une boîte automatique à trains épicycloïdaux.
Dans les deux cas, le principe consiste à adapter une mécanique thermique déjà existante, en y ajoutant un moteur électrique intercalé entre le moteur thermique et la transmission. L’idée est de limiter les développements coûteux et de conserver un maximum d’éléments existants.
GTE et E-Tron transversaux : fonctionnement
Sur les modèles à architecture transversale (A3 e-Tron, Golf GTE, Passat GTE…), le moteur électrique est placé entre le moteur thermique et les deux embrayages de la boîte. Il peut être relié ou déconnecté du moteur grâce à un embrayage multidisque piloté. Ce moteur, refroidi par liquide, est constitué d’un rotor (partie mobile reliée au moteur thermique) et d’un stator (partie fixe).
Le rendement reste excellent mais pas parfait : les pertes par effet Joule et les pertes à la recharge font tomber l’efficacité réelle à environ 80 à 90 %. C’est déjà très bon, mais loin du mythe du “rendement parfait”.
Données A3 e-Tron :
- Batterie : 8,8 kWh
- Puissance électrique : 102 ch
- Autonomie : 50 km environ
Même base technique pour les Golf GTE et Audi A3 e-Tron
Mode recharge
La batterie peut être rechargée soit par récupération d’énergie (le moteur électrique devient générateur), soit via une prise secteur. En roulage, la rotation du rotor induit un courant dans le stator, qui recharge la batterie dans la limite de ses capacités. En cas d’excès, une partie de l’énergie est dissipée sous forme de chaleur dans des résistances dédiées.
Mode 100 % électrique
Le moteur thermique est alors déconnecté grâce à l’embrayage multidisque, pour éviter les pertes liées à sa compression et à son inertie. La batterie alimente le stator, créant un champ électromagnétique qui fait tourner le rotor. Ce mouvement est transmis aux roues via la boîte DSG, ce qui permet de conserver plusieurs rapports. On peut d’ailleurs percevoir légèrement les changements de vitesse à l’oreille.
Mode combiné
Les deux moteurs fonctionnent simultanément : le moteur thermique entraîne le moteur électrique via l’embrayage multidisque. Le couple est alors cumulé et envoyé à la transmission. Cependant, la puissance totale n’est pas la somme exacte des deux, car chaque moteur atteint sa puissance maximale à des régimes différents, et la batterie ne peut pas toujours fournir tout le courant nécessaire.
Récupération d’énergie
Lors d’une décélération, le moteur électrique tourne entraîné par les roues, et agit comme un générateur. L’énergie cinétique est convertie en électricité puis stockée dans la batterie. Le surplus, non absorbable, est dissipé sur des résistances (effet Joule), afin d’éviter toute surcharge.
E-Tron longitudinal
Le principe reste le même, mais l’architecture change. Ici, la boîte à double embrayage est remplacée par une boîte automatique à trains épicycloïdaux avec convertisseur de couple, typique des transmissions automatiques classiques. C’est le cas notamment du Q7 e-Tron, disponible en 2.0 TSI ou 3.0 TDI.
Mode électrique
Le stator, alimenté par la batterie, génère un champ électromagnétique qui met en rotation le rotor. L’énergie passe par le convertisseur de couple et la boîte avant d’arriver aux roues. Sur les versions Quattro, plusieurs arbres et différentiels assurent la transmission du couple aux quatre roues.
Mode combiné
Le moteur thermique vient s’ajouter au moteur électrique : le couple des deux s’additionne sur l’arbre de transmission. Le gain en puissance est net, même si, là encore, le cumul n’est pas strictement arithmétique.
Récupération d’énergie
En relâchant l’accélérateur ou lors d’un freinage, le moteur électrique agit comme générateur. Le rotor, entraîné par la transmission, produit un courant qui recharge la batterie. Ce principe simple est au cœur du freinage régénératif.
Cette architecture est utilisée sur plusieurs modèles : Audi Q7, A6, mais aussi Porsche Cayenne (groupe VW).
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