Kia Optima Hybrid: À batteries au lithium-polymère

La Kia Optima hybride 2011 offrira un mélange de technologie, d'efficacité et de design

- La nouvelle Optima utilise un accumulateur lithium-polymère avancé plus éconergétique
- L'ajout d'un modèle hybride continue la transformation dramatique de la marque Kia

En tant que nouveau modèle de la transformation Kia axée sur la conception, la toute nouvelle berline intermédiaire Optima 2011 propose une version hybride, une première mondiale pour la Kia Motors America (KMA) au Selon de l'auto de Los Angeles. Affichant de superbes lignes, un habitacle spacieux et une efficacité énergétique étonnante, la route première Kia hybride en Amérique du Nord attirera les gens en quête d'une berline racée et bien équipée qui ne fait aucun sacrifice au niveau du style, du confort, de la performance ou de la valeur pour réaliser une efficacité énergétique. Attendue dans les salles d'exposition en 2011, l'Optima hybride est mue par un groupe motopropulseur développé par Kia qui affiche plusieurs innovations pour fournir une performance et une efficacité hybrides exceptionnelles.

Selon Maria Soklis, directrice de l'exploitation chez Kia Canada Inc. : « Le lancement de l'Optima hybride sur le marché canadien en 2011 représente un jalon important pour Kia dans le cadre de sa transformation axée sur la conception avec des améliorations de classe mondiale au niveau de la technologie. De plus, l'hybride rehausse d'autant plus notre réputation de constructeur automobile responsable qui continue d'offrir aux Canadiens des véhicules éconergétiques de catégorie mondiale et primés au niveau de la conception. »

L'Optima hybride 2011 fait appel à un système hybride en parallèle lui permettant de rouler sans émission et/ou à un mode mixte carburant-électrique. Si, quand le véhicule fait un arrêt, la demande électrique est faible, le moteur à essence coupe complètement pour éliminer la consommation de carburant et les émissions.

Accumulateur lithium-polymère durable

La superbe efficacité de l'Optima hybride 2011 provient en grande partie de son accumulateur lithium-polymère développé en Corée du Sud par le partenaire LG Chem. La puissance et la densité énergétique de l'accumulateur ont permis aux ingénieurs de Kia de créer un accumulateur plus léger et plus compact fournissant 30 kilowatts à un poids de 43,6 kilos – 1,7 kilo de moins que l'accumulateur nickel-hydrure de métal de la Toyota Camry 2011 – favorisant ainsi l'économie de carburant et aidant à maximiser l'espace de rangement dans le coffre.

L'accumulateur de l'Optima hybride retient sa charge jusqu'à 25 pour cent plus longtemps que les accumulateurs nickel-métal hydrure. Il devrait donc avoir une énergie utile même s'il n'a pas été utilisé. La consommation de carburant et les émissions sont réduites en permettant plus de démarrages et de départs par énergie électrique. Grâce à cette efficacité supérieure, une plus grande partie de l'énergie cynétique et de l'énergie de charge récupérées du moteur est disponible pour déplacer le véhicule, permettant une propulsion par mode électrique plus souvent et sur de plus longes périodes. Le lithium-polymère possède des caractéristiques d'auto-décharge inférieures à celles de la plupart des accumulateurs rechargeables.

Architecture hybride unique en son genre

Contrairement à la plupart des systèmes sur le marché, le groupe motopropulseur de l'Optima hybride propose une architecture unique en son genre. Comparativement aux système hybrides à puissance partagée que l'on retrouve sur les véhicules Toyota ou Ford, l'Optima hybride fait appel à un entraînement électrique monté sur la boîte de vitesses (ou TMED) où le moteur électrique est séparé du train d'engrenages de la boîte de vitesses. Cet aménagement modulaire offre plusieurs avantages dont un groupe motopropulseur plus efficace, l'utilisation de composantes standard comme la boîte automatique à six rapports de l'Optima GDI 2,4 L, et un investissement réduit en ingénierie. Cela permet aussi d'autres combinaisons futures comme l'application de moteurs plus puissants et d'accumulateurs de plus grande capacité.

L'Optima hybride se trouve aussi parmi l'un des premiers systèmes entièrement hybrides à utiliser une boîte automatique de rapports types. La boîte à six rapports extrêmement compacte qui a fait ses débuts sur le VUC Sorento 2011 de Kia, est utilisée pratiquement telle quelle. Une pompe à huile électrique externe a aussi été ajoutée afin de fournir la pression hydraulique requise pour tenir les embrayages engagés quand le véhicule est au mode d'arrêt au ralenti.

Le moteur électrique de l'Optima hybride est relié mécaniquement à l'arbre de transmission et muni d'un moteur électrique de traction synchrone à aimants permanents développant 40.2 HP (30 kilowatts) et un couple de 151.2 lb-pied en mode électrique seul et, au mode hybride, 206.2 HP à un couple de 195.4 lb-pied – impressionnant. On remplace aussi le convertisseur de couple par un embrayage à disques multiples entre le moteur électrique et le moteur à essence permettant à ce dernier de se désembrayer du groupe motopropulseur aux modes d'arrêt au ralenti et d'entraînement électrique. Ce montage permet au groupe entier, y compris l'amortisseur à torsion, d'occuper le même espace qu'un convertisseur de couple ordinaire.

Une autre composante unique à l'Optima hybride est son démarreur-générateur hybride (ou HSG). Ce démarreur-générateur de 8,5 kilowatts est relié au moteur Theta II par courroie et fonctionne à la même tension de 270 volts que le moteur de traction électrique et l'accumulateur lithium-polymère, sans toutefois entraîner un effort de traction sur le véhicule. Plutôt, le HSG n'entre en jeu que pour faire démarrer le moteur à essence puis charger l'accumulateur hybride.

Un des principaux avantages du groupe motopropulseur électrique hybride se situe dans sa capacité de récupérer l'énergie perdue lors du freinage et de la stocker pour une utilisation lors de l'accélération et de la conduite à vitesse de croisière. Quand on appuie sur la pédale de frein, le moteur à essence se désembraye du moteur de traction, ne causant aucun effet de frottement. Le moteur électrique fonctionne alors comme générateur pour recharger l'accumulateur hybride. Convertir l'énergie cinétique en énergie électrique plutôt qu'en énergie thermique par l'entremise des freins à friction permet aussi de réduire l'usure des plaquettes de frein qui durent donc plus longtemps. Lors d'un arrêt d'urgence ou d'une conduite en pente, la fiabilité accrue du freinage régénérateur permet aux freins d'être plus efficaces.

L'Optima hybride utilise un système de freinage à commande électronique qui établit les besoins de freinage en fonction de la force appliquée sur la pédale de frein qui est convertie en couple total de freinage. Le système de contrôle hybride détecte alors le niveau de charge de l'accumulateur, la vitesse du véhicule et d'autres conditions afin de calculer le niveau de freinage régénérateur requis. Le système de contrôle du freinage reçoit alors une force maximale de freinage régénérateur pour contrôler le couple de freinage par friction afin que le couple total net soit égal aux besoins du conducteur.

Comme toutes les Optima 2011, la version hybride fait appel à une direction assistée par moteur électrique (ou EPAS) qui fournit une force amplifiée instantanée et seulement quand elle est requise lors des manoeuvres. De poids réduit par rapport à celui d'une direction hydraulique assistée par moteur, l'EPAS est indépendante du moteur à essence et assiste même quand celui-ci ne fonctionne pas, comme au mode d'arrêt au ralenti ou d'entraînement électrique.

L'Optima hybride affiche aussi un compresseur de climatiseur à entraînement électrique qui permet de maintenir la climatisation quand le moteur à carburant est coupé. Comme la direction à entraînement électrique, le compresseur du climatiseur à entraînement électrique assure un contrôle plus précis sur demande, réduisant la charge sur le groupe motopropulseur et réduisant la consommation de carburant.

Profitant de la disponibilité instantantée et continue du couple du moteur électrique, les ingénieurs de Kia ont modifié le moteur Theta II 2,4 L populaire pour qu'il suive le cycle Atkinson, élevant le taux de compression de 20 pour cent afin de maximiser son efficacité et de réaliser une économie de carburant de 10 pour cent par rapport au moteur Theta standard. Ce cycle génère un couple légèrement inférieur, mais le moteur électrique compense toute perte et, de ce fait, la puissance et le couple généraux de l'Optima hybride sont supérieurs à celui du modèle à essence sans turbocompresseur.

La légèreté de l'Optima contribue à sa haute performance ainsi qu'à sa superbe efficacité énergétique. L'architecture légère de la nouvelle plateforme Optima, combinée à l'accumulateur lithium-polymère léger, porte le poids de l'Optima hybride à tout juste 1586 kilos, 104,5 kilos de moins que la Ford Fusio hybride 2011.

Outre le groupe motopropulseur innovateur de l'Optima hybride, les ingénieurs de Kia ont touché tous les aspects de l'efficacité, y compris l'aérodynamisme et la résistance au roulement. L'Optima hybride propose des raffinements aérodynamiques sur l'extérieur, une hauteur de roulement réduite, un système de volets d'air actifs, un soubassement de carrosserie qui réduit le frottement, ainsi que des pneus à faible résistance au roulement qui aident à améliorer l'efficacité. Le coefficient de frottement de l'Optima hybride est exceptionellement faible à 0,26

Le groupe motopropulseur de haute efficacité, les pneus à faible résistance au roulement et les lignes aérodynamiques pures de l'Optima hybride se traduisent par une efficacité énergétique tout-à-fait exceptionnelle.