3. Un peu de technique (enfin beaucoup)

L'Ampera dispose d'une batterie d’accumulateurs lithium-ion 16 kWh. Elle est associée à un moteur électrique de 111 kW/150 ch pour offrir 40 à 80 km de fonctionnement électrique pur sans émission (selon le profil de la route, le style de conduite et la température) quand elle est entièrement chargée.

En mode autonomie augmentée, enclenché dès que la batterie a atteint son niveau de charge minimum, la voiture passe de manière imperceptible à une énergie fournie par le générateur (moteur essence 1,4 litres de 63 kW/86 ch). Le mode autonomie augmentée permet d’avoir une autonomie totale de plus de 500 kilomètres sans ravitaillement. Selon l’irréaliste norme européenne R101 CEE, qui comporte des séquences de conduite mixtes (électrique pure et essence), pour 100 km, l'Ampera va consommer moins de 10 kWh d'électricité (ce qui équivaut à moins de 16 kWh/100 km) et moins de 1,6 litre d'essence, en émettant moins de 40 g/km CO2.

Un groupe propulseur électrique de 111 kW/150 ch entraîne les roues de l’Ampera à tout moment selon Opel. Positionné sous le capot à côté du générateur thermique, il comprend deux moteurs électriques et une transmission à train épicycloïdal multi-modes. A la différence d’une motorisation conventionnelle, il n’y a pas de rapports de boite de vitesse. A l’intérieur du groupe propulseur électrique, un ou deux moteurs électriques entraînent le véhicule en fonction de la demande et de la vitesse pour optimiser le rendement énergétique. Le

deuxième moteur électrique a une double fonction : apporter son concours à la traction et fonctionner comme un générateur pour maintenir la batterie à un niveau minimum de charge. Pour assurer la fiabilité à long terme, un fluide de transmission circule autour et dans les moteurs électriques pour les lubrifier et conserver une température de fonctionnement correcte.

Le système de propulsion électrique Voltec : une véritable usine … à gaz

Quand les sollicitations sont plus fortes et la vitesse plus élevée, le second moteur électrique se met en route pour assurer les performances requises. Le programme d’optimisation du système de propulsion calcule en permanence le meilleur mode pour consommer le moins et tout ceci se déroule de manière imperceptible pour le conducteur.

Le rendement de tout moteur électrique chute toujours dès qu’il approche de sa vitesse de rotation maximum. En utilisant deux moteurs électriques accouplés à un train épicycloïdal, l’Ampera peut donc améliorer le rendement général en réduisant la vitesse de rotation combinée des moteurs électriques. Cette configuration réduit la demande d’énergie sur la batterie aux vitesses élevées sur autoroute.

En mode autonomie augmentée, c’est un générateur (moteur essence à haut rendement de 1,4 litre délivrant 63 kW/86 ch) qui va fournir imperceptiblement la puissance au moteur électrique.

Le régime auquel tourne le générateur n’a pas de rapport direct avec la vitesse du véhicule, car son rôle est de fournir du courant électrique en quantité suffisante pour alimenter les moteurs électriques de l’Ampera, tout en assurant également un niveau de charge minimum de la batterie. La stratégie de gestion du générateur est axée sur l’obtention d’une consommation et de rejets minimum à tout moment. Même après de longues périodes d’inactivité, le générateur est optimisé pour assurer un fonctionnement sûr et pour répondre rapidement aux exigences d’émissions, même à froid. Il s’agit d’un quatre cylindres à 16 soupapes avec culasse en aluminium conçu pour un entretien facile.

Quatre modes de conduite

Deux modes de conduite principaux, et deux autres pour des besoins occasionnels.

L’Ampera est une voiture électrique unique au monde prévue pour pouvoir fonctionner quelles que soient les circonstances. A côté du mode « Normal », le conducteur peut sélectionner un mode « Sport » par l’intermédiaire du bouton « Drive Mode » de la console centrale. Opel pense que ces deux modes seront privilégiés à 90% du temps.

Le mode Normal est le réglage par défaut de l’Ampera, activé à chaque fois que l’on démarre la voiture. Grâce à lui, la voiture offre un maximum d’efficacité dans la plupart des situations.

Le mode Sport modifie automatiquement la réponse de la pédale d’accélérateur pour offrir une arrivée du couple plus rapide en conduite sportive. Si le mode Sport ne fournit pas un niveau de puissance plus élevé, il offre une réponse plus vive aux sollicitations du conducteur.

Deux modes supplémentaires sont proposés pour faire face à des situations de conduite

particulières, Montagne et Maintien de la charge :

Le mode Montagne sera sans doute plus rarement utilisé. Il permet de garder assez de

batterie lors d’une conduite prolongée sur des routes de montagne escarpées, afin que les performances du véhicule ne soient pas compromises. Le mode Montagne change les réglages par défaut et permet de disposer d’un niveau de charge suffisant dans la batterie.

Le conducteur peut opter pour ce mode 10 à 15 minutes avant de commencer à monter une longue côte à vive allure, ce qui permet au véhicule d’avoir un maximum de ressources pour gravir une cote

Le mode Maintien de la charge. Cette fonction est particulièrement utile pour rouler dans

des zones à émissions restreintes, comme des zones urbaines ou des centres-villes où

sont taxés les rejets de CO2 (par exemple Londres, Milan, Florence, Stockholm). Le mode

Maintien de la charge permet au conducteur de préserver la pleine capacité de charge de

sa batterie. Par exemple, sur un trajet permettant d’aller en ville, ce mode active

immédiatement le moteur essence même si la batterie est entièrement chargée. En entrant

en ville, le conducteur peut alors passer sur le mode Normal et profiter de toute

l’autonomie de la voiture sur batterie, soit entre 40 et 80 kilomètres.

Les différents modes de fonctionnement de la transmission de l’Ampera

Le système de propulsion électrique Voltec de  l’Ampera comprend une batterie

lithium-ion de 16 kWh (capacité totale), un boitier de gestion électronique du groupe

propulseur électrique, un moteur électrique de traction de 111 kW/150 ch (moteur

principal), un moteur électrique de 54 kW/72 ch, qui sert également de générateur en

mode d’autonomie augmentée, et un générateur thermique (moteur essence 1,4 litre de

63 kW/86 ch). Le moteur de traction offre 370 Nm de couple instantané. Le rôle principal

du moteur/générateur électrique est de fournir de l’électricité quand le moteur essence

prolongateur d’autonomie est en route. Le rôle du générateur thermique (moteur 1,4 litre)

est de fournir une puissance mécanique qui puisse être convertie en électricité par le

générateur chaque fois que la batterie de l’Ampera a atteint son niveau minimum de

charge.

La puissance fournie par le groupe propulseur électrique est transmise aux roues avant

par un différentiel et un train épicycloïdal. L’efficacité d’un moteur électrique diminue

toujours au fur et à mesure qu’il s’approche de sa vitesse de rotation maximale. Les

ingénieurs GM/Opel ont donc adopté un train épicycloïdal pour réduire la vitesse de

rotation maximum du moteur de traction. Cette configuration sophistiquée utilise trois

embrayages qui peuvent se fermer électriquement au besoin. L’un relie le moteur

électrique/générateur à la couronne extérieure du train épicycloïdal, un autre solidarise la

couronne et le carter de boîte et un troisième connecte le générateur thermique (moteur

essence 1.4 litre) au moteur/générateur pour la conduite en autonomie augmentée.

Les performances routières sont identiques, que le groupe propulseur électrique soit

alimenté par la seule batterie ou par l’énergie fournie en mode à autonomie augmentée.

 

Conduite sur batterie

Mode véhicule électrique simple moteur. Dans ce mode, l’électricité est fournie

totalement par la batterie 16 kWh de l’Ampera. Aux vitesses inférieures à 100 km/h, seul le

moteur électrique de traction principal est enclenché. Il offre jusqu’à 111 kW de puissance

et un couple instantané et réparti de 370 Nm, qui donnent une grande nervosité. La

couronne du train épicycloïdal est verrouillée sur le carter de boite dans ce mode.

Mode véhicule électrique bi-moteur. À des vitesses plus élevées, le moteur/générateur

électrique fonctionne comme moteur auxiliaire de traction. Les vitesses de rotation des

deux moteurs électriques de traction se conjuguent au sein du train épicycloïdal. Le fait

d’ajouter un deuxième moteur permet de réduire la vitesse du moteur principal de traction.

Comme un moteur électrique perd de son efficacité en augmentant son régime, le

fonctionnement bi-moteur permet de réduire la demande sur la batterie, augmentant en

conséquence l’autonomie de roulage sur batterie. Le fonctionnement bi-moteur est réalisé

en connectant le moteur/générateur électrique à la couronne du planétaire.

Au cours de la conduite normale en VE, le système de gestion intelligent de l’Ampera

passe imperceptiblement du mode simple au mode bi-moteur afin de toujours offrir la

même puissance, pour assurer la constante de la vitesse du véhicule en fonction de la

position de l’accélérateur.

En mode bi-moteur, le moteur/générateur électrique est toujours mû par l’électricité venant

de la batterie. Par conséquent, en modes simple et bi-moteur, l’Ampera est entraînée

purement à l’électricité et ne consomme pas une seule goutte d’essence. Grâce à ce

système de traction électrique, l’Ampera peut parcourir sur batterie de 40 à

80 km.

 

Conduite en autonomie augmentée

Conduite en autonomie augmentée à simple moteur. Dès que la batterie de l’Ampera

atteint son niveau minimum de charge, le générateur thermique (moteur essence 1,4 litre)

se met en route pour augmenter l’autonomie du véhicule. Le moteur thermique est connecté au moteur/générateur électrique, qui agit alors en tant que générateur pour

assurer l’alimentation électrique du moteur électrique principal de traction, tout en

maintenant en même temps un niveau minimum de charge de la batterie. La couronne du

train épicycloïdal est de nouveau verrouillée au carter.

Conduite en autonomie augmentée bi-moteur. À des vitesses plus élevées, le

moteur/générateur électrique adopte une fonction double. Tout en agissant comme

générateur pour produire de l’électricité, il assure aussi un rôle de moteur auxiliaire et

fournit du couple moteur en étant reconnecté à la couronne du train épicycloïdal, comme

en mode véhicule électrique bi-moteur. En mode d’autonomie augmentée bi-moteur

électrique, l’Ampera dispose d’une meilleure efficacité aux vitesses autoroutières que celle

qui aurait été possible en utilisant seulement le moteur primaire de traction.