Toyota Prius

La Toyota Prius est une automobile hybride électrique produite par Toyota depuis 1997 avec quatre générations déjà commercialisées. La dénomination Toyota Prius couvre plusieurs modèles d'automobiles à motorisation hybride, présentant une double motorisation thermique et électrique et équipés du système Hybrid Synergy Drive (HSD). L'énergie utilisée est l'essence, sauf pour les versions rechargeables des Prius III et IV qui utilisent également l'électricité du secteur et pas uniquement celle produite à bord par les machines électriques.

Toyota Prius hybrid de 2012.
Batterie NiMH de Prius II (1,3 kWh).

Historique

En 1997, le premier modèle Prius, berline quatre portes, est proposé avec une malle séparée. En 2000, il est suivi par une version techniquement remaniée mais à la carrosserie identique. La Prius II (XW20), modèle à cinq portes et cinq places, est commercialisée fin 2003 au Japon et aux États-Unis, et début 2004 en Europe. Il marque l'accès de cette voiture à une réelle popularité, en particulier aux États-Unis. Le fonctionnement des véhicules hybrides Toyota, c’est la combinaison de deux types d’énergie différentes pour se déplacer : le système de cycle mixte. Le premier type d’énergie utilisée est de nature électrique, soit électrochimique soit électrostatique. Le plus courant, au niveau de l’architecture de la motorisation de ce type de véhicule à fonctionnement hybride, c’est l’association binaire d’un moteur électrique à un moteur thermique, qui lui, sera généralement un carburant : l’essence[1].

La Prius III a fait son apparition au salon de l'auto de Genève en et est commercialisée en Europe au printemps 2009. Toyota a envisagé de l'assembler également aux États-Unis, mais y renonce en 2010 pour cause de morosité du marché automobile local, repoussant son projet à la prochaine version du véhicule[2]. Une quatrième génération de Toyota Prius a été dévoilée au Salon de Francfort, en [3].

Description technique

Motorisation

Le concept allie un moteur à essence qui serait sous-dimensionné s'il était utilisé seul, complété par deux moteurs-générateurs électriques dénommés MG1 et MG2, de tailles et de puissances différentes ; tous trois sont reliés à un train épicycloïdal. Le moteur thermique est optimisé pour une faible consommation et une pollution limitée (moteur à cycle d'Atkinson où le taux de détente est supérieur au taux de compression).

Transmission

La transmission est électro-mécanique : le couple et la puissance des différents moteurs sont transmis aux roues par un pont différentiel, la gestion des flux de puissance et de couple est confiée aux moteurs électriques pilotés par un calculateur. Cette transmission ne comporte en particulier aucun embrayage ou dispositif de découplage mécanique entre les moteurs et entre les moteurs et les roues, elle procure les sensations de conduite d'une transmission à variation continue.

Full-Hybrid

Le fonctionnement est celui d'une automobile type "hybride complète" (traduction du terme anglais full hybrid). Le moteur électrique fonctionne seul à faible puissance (cas où le moteur thermique aurait un rendement très faible), tant que la batterie est suffisamment chargée. Il fournit un appoint pour aider le moteur thermique lorsqu'une puissance plus importante est nécessaire (accélérations, en côte...). En régime de croisière, le moteur thermique peut fonctionner à une pression moyenne effective (charge) plus élevée que nécessaire et utiliser ce surplus d'énergie mécanique pour recharger la batterie.

Contrôle

Le système de contrôle — nommé Hybrid Synergy Drive (HSD) dans la version 2004, THS précédemment — organise la répartition des efforts entre le moteur thermique et les 2 moteurs-générateurs électriques pour optimiser le rendement global. Contrairement à une opinion répandue, la partie électrique est toujours sollicitée quel que soit le type de conduite, mais pas nécessairement la batterie, l'électricité pouvant passer directement de MG1 à MG2 ou inversement ; c'est le principe même d'une transmission électro-mécanique qui permet de faire varier le couple appliqué aux roues comme le ferait une boîte de vitesses mécanique, mais par voie électrique et sans rupture de couple. Le moteur/générateur électrique de traction MG2 est relié aux roues motrices avec un rapport fixe et unique. Sauf à l'arrêt du véhicule, le moteur/générateur électrique de traction MG2 tourne donc toujours quelle que soit la vitesse. En marche arrière, il tourne en sens inverse.

Récupération d'énergie

Afin de pouvoir récupérer de l'énergie lors des ralentissements, le freinage est lui aussi hybride et contrôlé par ordinateur :

Dès que l'accélérateur est relâché, le moteur thermique n'est plus alimenté en carburant (il s'arrête physiquement au-dessous de 70 km/h environ) et le frein moteur est assuré par MG2 qui recharge la batterie (freinage régénératif).
De même, lorsqu'on actionne la pédale de frein, c'est d'abord MG2 qui fournit l'effort de freinage avant de laisser opérer les freins à disques traditionnels quand la pression sur le frein augmente. Bien que la puissance de MG2 soit de 60 kW[réf. nécessaire] (Prius III), la puissance de freinage électrique est limitée par la puissance de charge que peut supporter la batterie (27 kW d'après le constructeur)[réf. nécessaire], ce qui incite le conducteur à réaliser des freinages doux pour récupérer le maximum d'énergie et abaisser ainsi sa consommation.[réf. souhaitée]

Consommation

Bien que fonctionnant uniquement avec de l'essence comme source primaire d'énergie, la consommation de la motorisation hybride de la Prius est de l'ordre de 5 l/100 km en situation réelle[4]. Ce résultat est obtenu en faisant fonctionner le moteur thermique le plus près possible de son rendement maximum, ce qui est impossible sur une voiture traditionnelle à cause des fluctuations de puissance très importantes liées aux variations de la vitesse. La réversibilité des moteurs électriques permet également de récupérer lors des freinages une partie de l'énergie habituellement perdue sous forme de chaleur, en utilisant MG2 comme générateur pour recharger la batterie. Cette particularité est mise à profit en circulation urbaine, où la Prius excelle sur le plan du rendement par rapport aux automobiles à propulsion purement thermique.

Le cycle urbain se caractérisant par des arrêts et des faibles vitesses, la voiture n’a alors besoin que de peu de puissance ; le moteur thermique n'y fonctionne qu'en cas de forte accélération et la batterie se recharge lors des freinages. En cycle urbain, une voiture avec un moteur hybride consomme donc bien moins qu'une voiture non hybride de même catégorie.
Sur route et voie rapide, la Prius a aussi une consommation plus faible que les voitures familiales à essence commercialisées à la même date (2009) grâce à un plus faible coefficient de traînée et à une gestion optimisée du moteur thermique.

1re génération (1997 - 2003)

Toyota Prius I (XW10/XW11)

Marque Toyota
Années de production 1997 - 2005
Classe Hybride
Moteur et transmission
Moteur(s) 1.5
Cylindrée 1 497 cm3
Puissance maximale 53 à 72 ch
Couple maximal 115 à 4 200 N m
Transmission Traction
Boîte de vitesses E-CVT
Poids et performances
Poids à vide 1 225 kg
Vitesse maximale 160 km/h
Accélération 0 à 100 km/h en 13,4 s
Consommation mixte 4,6 à 5,9 L/100 km
Émission de CO2 138 g/km
Châssis - Carrosserie
Carrosserie(s) Berline 4 portes
Freins Disques ventilés/Disques
Dimensions
Longueur 4 140 mm
Largeur 1 699 mm
Hauteur 1 481 mm
Empattement 2 550 mm
Voies 58,3 mm
Chronologie des modèles

Le premier modèle, la Prius I (type XW10), une berline 4 portes avec une malle séparée, a été proposé en 1997 au Japon seulement. Il a été suivi en 2000 par une version techniquement remaniée mais à la carrosserie identique (XW11), disponible également en Europe, aux États-Unis et en Australie.

Toyota Prius I XW11 (2000-2003)
Toyota Prius I XW11 (2000-2003)

2e génération (2004 - 2009)

Toyota Prius II (XW20)

Marque Toyota
Années de production 20032009
Classe Hybride
Usine(s) d’assemblage Kariya (Japon)
Toyota (Japon)
Changchun (Chine)
Moteur et transmission
Moteur(s) - à essence 1,5 L, l4, DOHC 16 soupapes, à cycle Atkinson
- électrique : 500 V, 400 N m à 0 tr/min, 50 kW
Puissance maximale totale : 110 ch
Couple maximal 115 N m à 4 200 tr/min (moteur à essence seul) ; 478 (pour l'ensemble) N m
Transmission traction, E-CVT (train épicycloïdal)
Poids et performances
Poids à vide 1 320 kg
Consommation mixte 4,3 [5] L/100 km
Émission de CO2 104 g/km
Dimensions
Longueur 4 445 mm
Largeur 1 725 mm
Hauteur 1 490 mm
Chronologie des modèles
Toyota Prius II XW20 (2003-2009)

La deuxième génération de Prius bénéficie d'une carrosserie totalement redessinée. Allongée de 30,5 cm pour atteindre 4,45 m, dont 15 cm sur l’empattement, la Prius modèle 2004 (XW20), gagne en habitabilité à l’arrière et offre un coffre de 408 litres au total, comprenant un espace de rangement de 41 litres sous plancher. Son Cx de 0,26 lui donne une ligne fluide.

La demande excédant largement l'offre, la production a été doublée en 2005 pour atteindre 100 000 exemplaires. Aux États-Unis, son marché préférentiel avec le Japon, il se vendait environ 8 000 à 10 000 Prius par mois au début de l'année 2005. La production mondiale de Prius (toutes générations confondues) a dépassé la barre des 500 000 exemplaires fin avril 2006 selon Toyota.
La Prius II était proposée à 25 550  en France en 2004 (prix catalogue, ne tenant pas compte d'éventuelles remises de Toyota), année où seulement cinq cents exemplaires étaient disponibles, ce nombre fut porté à 2 500 en 2005. Elle donnait alors droit à un crédit d'impôt de 1 524 . En janvier 2006, ce crédit d'impôt a été porté à 2 000  afin d'encourager les économies d'énergies. Au , il a été remplacé par un Bonus-malus écologique de la même valeur.
En Belgique, moins de 105 g de CO2 par km permet une réduction d'impôt. En effet, la prime de l'état est alors portée à 15 % de la valeur totale de la voiture avec un plafond à 4 350  TTC. Cette prime est directement enlevée de la facture et c'est le constructeur qui se fait rembourser par l'État. De plus, la région wallonne de Belgique offre une prime à l'immatriculation des voitures peu polluantes et la Prius rentre dans la catégorie des « plus écologiques », elle bénéficie donc d'un bonus de 1 000 .

Elle a été élue Voiture de l'année 2005 en Europe. En mai 2008, Toyota a annoncé avoir vendu 1 million de Prius dans le monde.

3e génération (2009 - 2016)

Toyota Prius III (XW30)

Marque Toyota
Années de production 20092016
Classe Hybride
Usine(s) d’assemblage Toyota (Japon)
Chachoengsao (Thaïlande)
Changchun (Chine)
Moteur et transmission
Moteur(s) - à essence 1,8 litre, l4, DOHC 16 soupapes, 98 ch à 5 200 tr/min, 142 N m, cycle d'Atkinson, VVT
- électrique : 650 V, 207 N m à 0 tr/min, 60 kW (81 ch)[réf. nécessaire]
Puissance maximale totale : 100 kW (136 ch) ch
Transmission traction, E-CVT (train épicycloïdal)
Poids et performances
Poids à vide 1 370 kg
Vitesse maximale 180 km/h
Consommation mixte 3,8 L/100 km
Émission de CO2 89[6] g/km
Châssis - Carrosserie
Coefficient de traînée 0,25
Dimensions
Longueur 4 460 mm
Largeur 1 745 mm
Hauteur 1 490 mm
Chronologie des modèles
Toyota Prius III vue arrière (2009 - )

La troisième génération de Prius (Prius III) est lancée au printemps 2009 en Europe : le modèle XW30[7] (voir infobox en haut de page) :

  • Plus longue (15 mm) et plus large (20 mm), les occupants des places arrière, peuvent dorénavant compter sur une meilleure garde au toit
  • Son moteur thermique ne comporte plus aucune courroie (la pompe à eau est électrique) et sa puissance est de 98 ch
  • La puissance totale combinée passe de 110 à 136 ch
  • La cylindrée passe de 1,5 litre à 1,8 litre
  • Le freinage est plus facile à moduler
  • L'affichage de la récupération d'énergie passe du grand écran au compteur
  • Phares à LED en option
  • Régulateur de vitesse qui s'adapte en fonction de la distance des autres véhicules (en option dans certains pays dont la Belgique)
  • Toit ouvrant avec panneau solaire et ventilation à énergie solaire en option
  • Affichage tête haute par projection sur le pare-brise
  • Cx de 0.25 [8] (-0,01 par rapport à la seconde génération)
  • Émission de CO2 : 89 g/km

Cette troisième génération de Prius a terminé en tête de son marché en 2009 au Japon, toutes catégories confondues. En , Toyota annonce avoir vendu deux millions de Prius dans le monde (depuis le lancement du premier modèle)[9]. Une version légèrement modifiée est présentée début 2012.

Cette 3e génération ne peut toujours pas être équipée d'un attelage.

En , Toyota rappelle 2 millions de Prius dans le monde à la suite de la détection d'un défaut du logiciel pour les modèles construits entre et [10]. Lors de certaines utilisations, le programme peut mettre la voiture en mode "de sécurité", ce qui en limite la puissance. Cela peut même aller jusqu’à couper le système hybride, ce qui provoque l’arrêt de l’auto. Toyota précise qu’aucun accident dû à ce dysfonctionnement n'est à déplorer. L’intervention dure environ 40 min selon le SAV Toyota.

Prius hybride rechargeable

Prototype de Prius III Plug-in Hybrid (avril 2011).

Une version Plug-in Hybrid de la Prius III est présentée lors de différents salons en 2009. Des expérimentations sont menées au cours de l'année 2010 au Japon, aux États-Unis et en France, à Strasbourg pour déterminer les conditions dans lesquelles sont utilisés les VHR et l'infrastructure de charge[11].

La version de série de la Toyota Prius III hybride rechargeable (Plug-in) a été présentée au Salon de l'automobile de Francfort en [12] et sa commercialisation a débuté en Europe au cours de l'été 2012[13].

Ce nouveau modèle est équipé d'une batterie lithium-ion de 4,4 kWh qui autorise jusqu'à 23 km d’autonomie en mode électrique. Le temps de recharge via une prise classique est de 90 minutes. Cette version rechargeable est dotée des mêmes moteurs que la Prius III classique : à essence 1,8 L de 100 ch, associé à un moteur électrique de 81 ch. Au total, la combinaison des deux moteurs offre une puissance de 136 chevaux. Toyota annonce une consommation moyenne en cycle mixte de 2,2 l/100 km et un taux de CO2 de 49 g/km (chiffres en cours d'homologation européenne).[réf. nécessaire]

Prius + (2012 - 2021)

Toyota Prius Alpha

Une Prius monospace a été présentée au salon de Détroit en 2011. Lancée en au Japon sous le nom de « Prius Alpha », elle est commercialisée à partir de en Europe sous le nom de « Prius + »[14]. Comme les Prius rechargeables elle bénéficie de la technique des batteries Litium-ion plus compactes que celles des Prius non-rechargeables. Ces batteries sont donc placées entre des deux sièges avant pour faire place à deux sièges supplémentaires dans le coffre, tout au moins sur les versions européennes.

4e génération (2016 - 2022)

Toyota Prius IV

Toyota Prius (2016)

Marque Toyota
Années de production 2016 - 2022
Phase 1 : 2016 - 2018
Phase 2 : 2019 - 2022
Classe Hybride / Hybride rechargeable
Moteur et transmission
Énergie Essence et électrique
Moteur(s) 4-cylindres
Cylindrée 1 798 cm3
Puissance maximale 98 (thermique) ; 122 (combiné) ch Euro 6 (66 kW)
Transmission Traction ou intégrale
Boîte de vitesses e-CVT
Poids et performances
Poids à vide 1 280 à 1 388 kg
Vitesse maximale 180 km/h
Consommation mixte 1,42 à 5,35 L/100 km
Émission de CO2 32 à 144 g/km
Châssis - Carrosserie
Carrosserie(s) Berline 4 portes
Plate-forme TNGA GA-C
Châssis Toyota C-HR
Toyota Corolla XII
Lexus UX
Suzuki Swace
Coefficient de traînée 0,24
Dimensions
Longueur 4 550 mm
Largeur 1 760 mm
Hauteur 1 470 mm
Empattement 2 700 mm
Volume du coffre 455 dm3
Chronologie des modèles

En , le directeur de Toyota, Satoshi Ogiso, qui était l'ingénieur en chef pour la gamme Prius, a annoncé quelques améliorations et fonctionnalités principales pour la prochaine génération de Prius, attendue pour le début 2016[15]. Elle existe en hybride et en hybride rechargeable[16],[17].

En , l'auto a été présentée pour la première fois au public lors du Salon de Francfort 2015[18]. Elle repose sur une toute nouvelle plateforme technique baptisée TNGA GA-C (Toyota New Global Architecture) modèles compacts. La Prius est le premier modèle Toyota à bénéficier de cette nouvelle plateforme. Elle est présentée au Salon de Tokyo 2015[19] qui a lieu du 29 octobre au .

Au salon de Los Angeles 2018, Toyota présente la phase 2 de la quatrième génération de Prius, avec une version E-Four à quatre roues motrices[20],[21].

Prius hybride rechargeable

La version hybride rechargeable de la Prius 4 a été dévoilée au Salon de New York 2016[22]. Elle est disponible au Japon[23], en France[24], aux États-Unis (dans tous les États) et au Canada sous la marque Prius Prime[25]. L'autonomie de la batterie est de 50 km[26].

5e génération (2022 - )

Toyota Prius V
Marque Toyota
Années de production 2022 -
Classe Hybride/Hybride rechargeable
Moteur et transmission
Énergie Essence et électrique
Moteur(s) 4-cylindres
Transmission Traction ou intégrale
Boîte de vitesses e-CVT
Châssis - Carrosserie
Carrosserie(s) Berline 4 portes
Chronologie des modèles

La cinquième génération de Toyota Prius sera présentée au second semestre 2022, vingt cinq ans après la première génération[27].

Notes et références

  1. « Comment fonctionne l’hybride TOYOTA toyota-orleans.fr »
  2. « Toyota reporte d'au moins 6 ans la production de Prius aux Etats-Unis », sur lesechos.fr, Reuters, (consulté le )
  3. « Francfort 2015 : la Toyota Prius fait peau neuve pour l'IAA - L'argus » (consulté le )
  4. « Essai Routier Toyota Prius C 2013 – La voiture la plus économique essayée à ce jour », sur ecoloauto.com,
  5. Toyota Prius, une écolo pleine de ressources : La voiture hybride est la technologie du 21e siècle
  6. Brochure Toyota Prius - Toyota RCS Nanterre 2009 [PDF]
  7. Prius Fan, la Prius III, sur le site ploki.info
  8. Toyota Prius 3 - Toujours plus propre
  9. Déjà 2 millions de Prius vendues dans le monde, avem.fr, octobre 2010
  10. Toyota Prius rappelle, problemesetdefauts.com, 2021
  11. Le Maire de Strasbourg reçoit les clés de sa Prius hybride rechargeable , sur le site avem.fr
  12. Toyota Prius III hybride rechargeable - salon de Francfort - Autodeclics.com, septembre 2011
  13. La première Prius Rechargeable pour S.A.S. le Prince Albert II de Monaco, Auto-Journal, 2 juillet 2012
  14. Prius Alpha - Toyota lance la commercialisation de son monospace hybride au Japon - Avem.fr, 18 mai 2011
  15. (en) Toyota Unveils Plans For 15 New Or Improved Hybrids (It Already Has 23, sur le site forbes.com
  16. « Future Toyota Prius 2016 : nouvelles images et -35 % de consommation ? », sur TF1.fr, (consulté le )
  17. « La nouvelle Toyota Prius attendue le 8 septembre », sur TF1.fr, (consulté le )
  18. Toyota Prius 2016 - quatrième génération, AutoExpert.ca
  19. Toyota présentera trois concept cars en première mondiale au Salon de Tokyo, sur le site toyota.fr, consulté le 29 octobre 2015
  20. Audric Doche, « Salon de Los Angeles 2018 : une Toyota Prius quatre roues motrices ? », Caradisiac,
  21. Toyota Prius 2019 : infos et photos de la Prius restylée à Los Angeles
  22. « Toyota Prius Prime : retour de l’hybride rechargeable », sur Les Numériques, (consulté le ).
  23. « Toyota Prius rechargeable : Le Japon motivé à rouler électrique », Amperiste.fr, (lire en ligne, consulté le ).
  24. L2C2, « La nouvelle Toyota Prius hybride rechargeable arrive en France », sur www.avere-france.org (consulté le ).
  25. René, Charles, « Essai routier - Toyota Prius Prime : évolution naturelle | Charles René », La Presse, (lire en ligne, consulté le ).
  26. « Essai Toyota Prius 4 rechargeable - Hybrid Life » (consulté le )
  27. Hugo Dupont, « La future Toyota Prius dévoilée en fin d'année », L'Automobile Magazine,

Annexes

Articles connexes

Liens externes

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