Le Cayenne S E-Hybrid est le dernier-né d’une famille aux motorisations hybrides innovantes inlassablement améliorées par Porsche.
Faire crisser ses pneus sur l’asphalte et rugir de plaisir à chaque virage. Un rêve… qui devra attendre. Il faut d’abord emmener les enfants à l’école. En silence et en mode électrique, ainsi commence chaque trajet. C’est qu’il sait rester discret…
Le nouveau Porsche Cayenne est là, puissant, présence rassurante au milieu des trépidations du monde. Il n’a pas vraiment changé : il s’est juste encore un peu rapproché de la perfection. Pourtant, ce Cayenne est différent : sa carrosserie abrite non pas une voiture, mais deux. Un double visage que le Cayenne S E-Hybrid doit à sa motorisation hybride rechargeable, associant un moteur électrique et un moteur thermique. Sa batterie peut être rechargée sur une borne de recharge ou sur une prise électrique. À pleine charge, le Cayenne S E-Hybrid parcourt jusqu’à 36 km en mode entièrement électrique. Une autonomie suffisante pour la plupart des trajets du quotidien, grâce à une puissance qui lui permet aussi d’accélérer jusqu’à 125 km/h. Lorsque l’état de charge de la batterie passe en dessous d’un certain seuil ou que le conducteur a besoin d’un surcroît de puissance, le moteur thermique se met en marche.
Aperçu de la motorisation du Cayenne S E-Hybrid
Les deux moteurs travaillent ensemble dans un espace des plus réduits. Le moteur électrique de 70 kW (95 ch) se situe entre le moteur V6 et la boîte automatique à 8 rapports Tiptronic S. Une telle proximité conduite à une quasi-symbiose : le moteur électrique peut venir en aide au moteur thermique dans presque toutes les situations. Ainsi, en cas d’accélération poussée, les deux moteurs additionnent leur puissance pour délivrer ensemble 416 ch (306 kW). À vitesse plus réduite et généralement à haut régime, le moteur thermique travaille un peu plus que nécessaire afin de recharger la batterie du moteur électrique. Dans ce cas-là, le régime et la plage de charge du moteur thermique sont calculés pour optimiser sa sobriété. Le conducteur ne perçoit de cette collaboration que la force de propulsion, il n’a aucune idée de son origine. « Il était essentiel pour nous que le conducteur ne remarque pas le passage d’un mode de propulsion à un autre », indique Jörg Kerner, responsable motorisations. Et c’est le cas : il n’y a qu’en observant attentivement le compte-tours que l’on peut savoir à coup sûr quand le moteur thermique entre en jeu.
Conduire avec un moteur thermique et un moteur électrique : en mode hybride, le moteur thermique (en orange, en haut) travaille un peu plus que nécessaire afin d’alimenter la batterie (en bleu, en bas) via le moteur électrique
Conduite avec le moteur électrique : en mode E-Power, la batterie alimente le moteur électrique qui assure seul la force motrice pour les quatre roues. L’autonomie est de 18 à 36 km
Conduite à pleine puissance : en mode Sport, les deux moteurs sont au maximum de leur puissance et délivrent ensemble 416 ch (306 kW)
Oubliée, la station-service à l’entrée du village. La consommation s’établit à 3,4 l/100 km (NCCE). Il est même possible de réduire encore cette consommation en rechargeant régulièrement la batterie. Car pour les courts trajets, le moteur électrique suffit amplement. Les recharges s’effectuent à domicile, avec de l’électricité verte, à l’aide du chargeur universel Porsche. Portatif, ce dernier se range dans le coffre et permet également de recharger le véhicule en toute fiabilité et sécurité y compris à l’extérieur.
Une voiture aux performances de sportive qui émet moins de CO2 qu’une citadine sans moteur électrique : voilà l’idée d’où sont partis, en 2009, une poignée d’ingénieurs du Centre de développement de Weissach. « Il n’était pas question pour nous de concevoir un véhicule entièrement électrique », raconte Uwe Michael. Cet ingénieur qui dirige le département de développement des systèmes électriques et électroniques est l’un des initiateurs du projet. « Nous voulions trouver une solution maniable au quotidien. » Le moteur hybride qui existe alors déjà permet certes de faire des économies de carburant sensibles, mais son efficacité est limitée par le fait que la batterie ne se recharge que pendant les trajets, grâce à la récupération d’énergie de freinage et au moteur thermique (décalage du point de charge). Afin de pouvoir réduire encore la consommation au quotidien, la nouvelle voiture doit pouvoir aller encore plus vite et plus loin en mode entièrement électrique. En d’autres termes, il faut pouvoir recharger la batterie à l’extérieur et offrir une plus grande capacité de stockage. Quant au moteur électrique, il doit être plus puissant. Solution : la tension est augmentée de 288 à 382 V, la batterie passe d’un alliage nickel-hydrure métallique à une technologie lithium-ion. En outre, un dispositif de recharge est fourni pour assurer la conversion du courant alternatif du réseau électrique en courant continu compatible avec la batterie.
En mai 2010, le tout premier modèle hybride plug-in de Porsche, une Panamera modifiée par l’atelier d’apprentissage, fait le plein d’électricité à la borne de recharge du Centre de développement. À l’automne de cette même année, la décision tombe : cette motorisation équipera les modèles de série. À l’été 2013, la Panamera S E-Hybrid voit le jour. Aujourd’hui, le Cayenne S E-Hybrid lui emboîte le pas en reprenant l’essentiel de sa chaîne cinématique. Pour compenser le surcroît de poids du Cayenne, ce dernier bénéficie d’une batterie dotée d’une plus grande densité d’énergie : pour le même poids, la nouvelle génération de batteries peut stocker près de 15 % d’énergie en plus.
Juste avant d’emprunter la voie d’accès à l’autoroute, le Cayenne passe en mode hybride. La batterie est de toute façon presque déchargée, mais à l’arrivée, certains seront surpris. En cas de nécessité, il est également possible d’utiliser le mode E-Charge qui assure le chargement de la batterie en cours de conduite.
Pour découvrir les autres visages du Cayenne, il suffit d’appuyer sur un bouton. Les ingénieurs ont conçu au total quatre modes de conduite différents. Le démarrage s’effectue toujours en mode E-Power, entièrement électrique. Lorsque la batterie est quasiment déchargée, la voiture passe en mode hybride, dans lequel le moteur thermique prend le dessus. Lorsque la vitesse est inférieure à 154 km/h, le moteur s’éteint et se découple dès que le conducteur lève le pied. Ce mode Croisière sans perte de puissance permet en outre de réduire la consommation de carburant. En mode Sport, le moteur thermique reste allumé en permanence et la batterie reste toujours assez chargée pour offrir une puissance maximale à la prochaine accélération. En mode E-Charge, la batterie peut être rechargée sans branchement sur le réseau à tout moment, par exemple pendant un trajet sur l’autoroute, afin de pouvoir ensuite être utilisée en mode électrique en ville.
Conduite sans aucun moteur : en dessous de 154 km/h, lorsque le conducteur lève le pied, le moteur thermique est découplé en mode Croisière et le Cayenne continue à rouler sans perte de puissance
« Nous avons longtemps discuté de ces questions de motorisation », explique Jörg Kerner, qui a travaillé au développement des moteurs. Il aurait pu y avoir encore d’autres modes de conduite. Ainsi, la 918 Spyder dispose également d’un mode Course et d’un mode Hot-Lap, permettant d’utiliser la batterie hautes performances à son maximum pendant une courte durée. « Mais ce modèle a des caractéristiques différentes », souligne Jörg Kerner. Y compris sur le plan mécanique : la 918 Spyder est en effet dotée de deux moteurs électriques. Le premier se situe sur l’essieu arrière, entre le moteur V8 et la boîte de vitesses, le second entraîne l’essieu avant en développant 95 kW (129 ch) supplémentaires. Pour atteindre le couple maximal de 1 280 Nm, l’entraînement des deux essieux constitue un avantage dynamique non négligeable.
Qu’il s’agisse de la 918 Spyder ou du Cayenne, la coordination de l’ensemble des composantes de la chaîne cinématique est assurée par le cerveau électronique Hybrid Manager, qui fait partie intégrante de la gestion moteur. L’ensemble du système de charge est également surveillé par un système intelligent de gestion de la batterie, qui assure que la puissance absorbée et la puissance restituée le soient de manière à utiliser au maximum la capacité de la batterie sans nuire à sa durée de vie. Un rôle particulièrement important, notamment lorsque le Cayenne S E-Hybrid est branché sur des réseaux à tension élevée. Ce modèle peut être doté en option d’un chargeur embarqué d’une puissance de 7,2 kW, qui permet de recharger une batterie vide en moins d’une demi-heure.
On aperçoit la destination, et l’afficheur multifonction indique que la batterie est rechargée. Passage en mode E-Power. Et c’est presque en silence que le Cayenne s’engage sur la bretelle de sortie.
Texte Johannes Winterhagen
Cayenne S E-Hybrid
Motorisation : Moteur V6 à compresseur
Cylindrée : 2 995 cm3
Puissance : 333 ch (245 kW)
Couple maximal : 440 Nm de 3000 à 5250 tr/min
Puissance moteur électrique : 70 kW (95 ch)
Couple maximal moteur électrique : 310 Nm < 1700 tr/min
Puissance cumulée : 416 ch (306 kW)
Couple maximal cumulé : 590 Nm de 1250 à 4000 tr/min
0–100 km/h : 5,9 s
Vitesse de pointe : 243 km/h
Émissions de CO2 (cycle mixte) : 79 g/km
Consommation de carburant (cycle mixte) : 3,4 l/100 km
Consommation électrique (cycle mixte) : 20,8 kWh/100 km
Classe énergétique : A+
Porsche, pionnier de l’hybride
Principaux jalons du développement d’automobiles dotées à la fois d’un moteur thermique et d’un moteur électrique
1900
Avec la Semper Vivus (« toujours vivante » en latin), Ferdinand Porsche présente la toute première automobile fonctionnelle à motorisation hybride. Déjà, l’ingénieur se tourne vers une association entre un moteur électrique et un moteur thermique afin de contourner l’autonomie limitée d’une maotorisation entièrement électrique. Cette hybride en série s’appuie cependant sur un concept totalement différent d’aujourd’hui : les moteurs électriques sont en effet intégrés dans les roues de l’essieu avant. L’électricité est produite par deux moteurs à un cylindre qui entraînent un générateur, et non directement l’essieu. Un peu plus tard sort la Lohner-Porsche « Mixte », le tout premier modèle hybride de série du monde, doté également d’une transmission intégrale.
2010
C’est avec la deuxième génération du Cayenne que Porsche propose pour la première fois un modèle à motorisation hybride. Comme pour le Cayenne S E-Hybrid, le moteur électrique est placé entre le moteur thermique et la boîte de vitesses. Mais sa puissance maximale n’est que de 34 kW, et la voiture ne peut rouler en mode entièrement électrique que jusqu’à 60 km/h. En outre, la batterie nickel-hydrure de métal dispose d’une capacité de stockage très réduite par rapport au nouveau modèle. La consommation du Cayenne S Hybrid s’établit cependant à seulement 8,2 l/100 km en cycle européen.
2012
Un an avant la production en série, un prototype de 918 Spyder, nouvelle supersportive hybride, bat le record du tour le plus rapide sur le Nürburgring. Un an plus tard, Marc Lieb bat à nouveau ce record avec un exemplaire de série en 6 min 57 s, soit 17 s de moins. La motorisation hybride passe ainsi haut la main son permis pour la course dans une nouvelle configuration : un moteur V8 sport à haut régime entraîne l’essieu arrière avec un moteur électrique. Un autre moteur électrique entraîne l’essieu avant. Cette déclinaison de transmission intégrale permet d’atteindre un couple de 1 280 Nm en toute sécurité, y compris sur route.
2013
La Panamera S E-Hybrid est le premier modèle Porsche doté d’une motorisation hybride rechargeable. Elle offre à la fois des performances sportives exceptionnelles et une consommation en cycle européen de 3,1 l/100 km seulement qui fait d’elle le modèle de série le plus sobre, et de loin. La presse spécialisée surnomme même cette voiture l’« éco-Panamera ». Cette sobriété est due à une autonomie électrique relativement élevée de 36 km, rendue possible grâce à une batterie lithium-ion moderne qui peut être rechargée sur le secteur. Un dispositif de rechargement à domicile (Wallbox) est même fourni de série.
