Dernière modification 24/09/2022

Turbo électrique : fonctionnement et utilité


La suralimentation est devenue la norme de tous les moteurs thermiques modernes afin de soigner un minimum leur efficience vis à vis des contraintes environnementales.
Et si on a connu par la suite des versions bi et tri-turbo (voire même quadri-turbo !), on voit apparaître désormais des versions électrifiées.

Rappelons que la multiplication des turbos (ex : bi-turbo) sert avant tout à l'agrément plutôt qu'à l'efficience (bien que cela y joue aussi un peu). En effet, adjoindre en plus un petit turbo permet de mieux travailler en bas régime, et l'objectif ici est d'avoir des turbos qui travaillent sur des régimes bien déterminés pour chacun d'entre eux. Par exemple, dans le cas d'un moteur à deux turbos, il y a un petit turbo qui se charge des bas régimes et un autre pour les hauts régimes (ils sont calibrés et profilés différemment pour être le plus adapté à la tâche qui leur incombe). La solution économique a aussi consisté à avoir une géométrie variable au niveau des ailettes qui permet d'optimiser le fonctionnement de ce dernier sur un maximum de régimes possibles.
Mais voyons maintenant le turbo électrifié / hybride.


Le turbo électrique, aussi appelé turbo hybride

Vient alors le turbo électrique ... Ce dernier existe en deux versions, à savoir une version 100% électrique (CAS 2 en dessous) qui ne peut pas être animé autrement (pas de turbine qui récupère la force des gaz d'échappement) et une version (CAS 2) qui reprend l'architecture d'un turbo classique en y intégrant au niveau de son palier un moteur électrique. Dans le premier cas il s'agit d'une turbo qui a été électrifié alors que dans le second cas il s'agit d'un boost qui ne peut pas vraiment agir de manière permanente (à moins d'avoir une batterie XXL qu'on devrait recharger avant chaque utilisation de l'auto ..).

CAS 1


Ici le coeur du turbo est électrifié, à savoir vers le palier qui se situe entre les deux turbines (échappement et admission)





CAS 2


Dans ce cas-ci il s'agit d'une béquille supplémentaire qui s'ajoute à la suralimentation de base





Notez que dans le cas d'un turbo 100% électrique, il faut alors en plus un turbo classique qui servira le reste du temps (en dehors des bas régimes).


Quelque soit sa technologie, il est alimenté par la batterie de servitude 12V et non pas une batterie lithium qui équipe les voitures hybrides.

Pour quoi faire ?


La première utilité est d'amener plus de couple (et donc aussi de puissance) en bas régime, car comme vous le savez un turbo est alimenté mécaniquement par les gaz d'échappement (ce sont les gaz qui font tourner une turbine, et donc ce sont les "bras" du turbo). Cependant, et comme vous devez déjà le savoir, en bas régime les gaz d'échappement ne soufflent pas beaucoup, le turbo fonctionne alors de manière très limitée et ne souffle pas beaucoup d'air en direction de l'admission ... C'est d'ailleurs pour cela qu'on parle d'effet "coup de pieds au fesse" sur les moteurs turbo, car il ne se peut se charger (à savoir souffler de l'air compressé) que lorsqu'il reçoit suffisamment de "vent"/pression en sortie du moteur (échappement donc).
La première utilité qu'on peut mentionner ici est donc d'avoir encore plus de puissance en bas régime, et cela bien mieux qu'avec des systèmes bi ou tri-turbo. Le moteur paraît donc encore plus plein avec une puissance importante à quasi tous les régimes.


La deuxième utilité est de supprimer le turbo lag, à savoir la latence du turbo. En effet, quand je donne un coup d'accélérateur soudain, il faut attendre qu'il y ait une montée en régime (et l'apparition d'un souffle important à l'échappement) afin que le turbo se mette à fonctionner et donc suralimenter le moteur en air (et donc aussi carburant, l'un va avec l'autre).
Ici, avec la version électrique, on peut obtenir ce souffle de manière quasi instantanée, car l'activation du moteur électrique qui compose le turbo est évidemment rapide comme l'éclair. On a donc, en plus d'avoir un moteur coupleux en bas, un moteur qui réagit encore plus vigoureusement à la réaccélération (meilleure reprise).


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Dernier commentaire posté :


Par Pat51 (Date : 2022-10-11 17:08:16)

Merci pour ces infos, toujours aussi intéressantes.
je me demande comment on fait pour faire tourner un moteur électrique à la vitesse d'une turbine.
Auriez-vous l'info ?
Il me semble qu'on parle de régimes de rotation dépassant les 100 000 tr/mn, non ?

Il y a 2 réaction(s) sur ce commentaire :

  • Par Admin ADMINISTRATEUR DU SITE (2022-10-13 10:59:22) : Cela concerne surtout les bas régimes, et notamment le turbo lag qui n'existe que sur ces plages basses.
    De plus, un petit mécanisme interne de démultiplication permettrait de palier à ça, avec donc une petite démultiplication (avec un planétaire ?) entre moteur et turbine. Vue la faible inertie d'une turbine, il n'y a pas de problème à être généreux sur ce rapport de démultiplication.
  • Par Fab i trois TOP CONTRIBUTEUR (2022-10-13 15:30:21) : Bonjour,

    À priori vu les éclatés proposés sur divers sites dont le nôtre, les moteurs électriques associés sont de type axiaux, avec donc rotor et stators sous forme de disques. Ces moteurs peuvent tourner à 8000 ou 10000 tr/mn sans souci.

    Dès lors associés à un réducteur plat de type planétaire, genre couronne intérieure et pignons en cascade vers l'axe, des vitesses de rotation élevées peuvent être atteintes avec un encombrement réduit.

    Les carters de ces ensembles, comportent des ailettes de refroidissement, tandis que le réducteur demandera un niveau de lubrification pointu, un peu comme les paliers d'un turbo "tradi".

    Bien à vous

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Suite des 2 commentaires :

Par Oliv_m (Date : 2022-10-01 11:07:24)

Bonjour et tout d'abord un grand merci pour ce site et toutes les informations que vous y partagez.
Étant passionné de mécanique (et de sport auto) je prends beaucoup de plaisir à vous lire.
C'est mon premier commentaire, je tenais à commencer par ça avant de vous poser cette question : y a-t-il des voitures de série déjà équipées de turbos électriques ?


Il y a 1 réaction(s) sur ce commentaire :

  • Par Admin ADMINISTRATEUR DU SITE (2022-10-04 17:42:07) : Ca fait déjà un bon nombre d'années que les équipementiers les proposent, il y a donc bien des moteurs qui l'emploient.
    Merci beaucoup pour ce petit mot ;-)

(Votre post sera visible sous le commentaire)

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