Hybride rechargeable

Un véhicule électrique hybride rechargeable ( PHEV ) ou simplement hybride rechargeable est un type de véhicule électrique hybride équipé d'une batterie rechargeable qui peut être directement rechargée via un câble de charge branché sur une source d'alimentation électrique externe, en plus de se charger en interne par son générateur alimenté par un moteur à combustion interne embarqué . Bien que les PHEV soient principalement des voitures particulières , il existe également des variantes hybrides rechargeables de voitures de sport , de véhicules utilitaires , de fourgonnettes , de camions utilitaires , de bus , de trains , de motos , de cyclomoteurs , de véhicules militaires et de bateaux.

Similaires aux véhicules électriques à batterie (BEV), les hybrides rechargeables peuvent utiliser des générateurs centralisés d' énergie renouvelable (par exemple solaire , éolien ou hydroélectrique ) pour être en grande partie sans émissions, ou une centrale fossile dans ce cas, ils déplacent les émissions de gaz à effet de serre du pot d'échappement de la voiture vers la centrale électrique . Contrairement aux véhicules électriques hybrides classiques (HEV), les PHEV ont généralement une batterie plus grande qui peut être rechargée (théoriquement) depuis n'importe quel endroit ayant accès au réseau électrique , offrant une efficacité énergétique et une rentabilité améliorées par rapport au fait de s'appuyer uniquement sur le générateur embarqué. De plus, les PHEV peuvent supporter une conduite tout électrique plus longue et plus fréquente , et leurs moteurs électriques ont souvent une puissance de sortie et un couple plus élevés , sont plus réactifs à l'accélération et ont globalement des coûts d'exploitation plus faibles . Bien que la batterie d'un PHEV soit plus petite que celle des véhicules entièrement électriques du même poids, car elle doit accueillir son moteur à combustion et sa transmission hybride , elle offre la flexibilité supplémentaire de revenir à l'utilisation de son moteur essence / diesel , comme dans un HEV classique, si la charge de la batterie est épuisée. Cette fonctionnalité permet d'atténuer l'anxiété liée à l'autonomie , en particulier dans les zones où l'infrastructure de recharge est insuffisante .

Les PHEV produits en série sont disponibles au public en Chine et aux États-Unis depuis 2010, avec l'introduction de la Chevrolet Volt , qui était le PHEV le plus vendu jusqu'à ce qu'il soit dépassé par le Mitsubishi Outlander PHEV à la fin de la production de la Volt en 2019. En 2021, BYD Auto est devenu le plus grand fabricant de véhicules hybrides rechargeables au monde. En mai 2024 , les ventes cumulées de véhicules hybrides rechargeables BYD ont dépassé 3,6 millions d'unités. La gamme de SUV BYD Song DM a contribué à plus de 1,05 million d'unités.

D'autres termes parfois utilisés pour les hybrides rechargeables sont « hybrides connectés au réseau », « véhicule électrique hybride à essence en option » ou simplement « hybrides à essence en option ». GM appelle sa série Chevrolet Volt hybride rechargeable un « véhicule électrique à autonomie étendue ».

La Lohner-Porsche Mixte Hybrid , produite dès 1899, fut la première voiture hybride électrique. Les premiers hybrides pouvaient être chargés à partir d'une source externe avant de fonctionner. Le terme « hybride rechargeable » désigne désormais un véhicule hybride qui peut être chargé à partir d'une prise électrique murale standard. Le terme « véhicule électrique hybride rechargeable » a été inventé par le professeur Andrew Frank de l'UC Davis , qui a été appelé le « père de l'hybride rechargeable moderne ».

Le numéro de juillet 1969 de Popular Science contenait un article sur le véhicule hybride rechargeable XP-883 de General Motors . Le concept de véhicule de transport urbain abritait six batteries plomb-acide de 12 volts dans le coffre et un moteur électrique à courant continu monté transversalement faisant tourner une traction avant. La voiture pouvait être branchée sur une prise secteur standard nord-américaine de 120 volts pour la recharger.

En 2003, Renault a commencé à commercialiser en Europe l' Elect'road , une version hybride rechargeable de son populaire Kangoo . En plus de son moteur, il pouvait être branché sur une prise standard et rechargé à 95 % d'autonomie en environ 4 heures. Après avoir vendu environ 500 véhicules, principalement en France, en Norvège et au Royaume-Uni, l'Elect'road a été repensé en 2007.

Avec la disponibilité des véhicules hybrides et la hausse des prix de l'essence aux États-Unis à partir de 2002, l'intérêt pour les hybrides rechargeables a augmenté. Certains hybrides rechargeables étaient des conversions d'hybrides existants ; par exemple, la conversion CalCars de 2004 d'une Prius pour ajouter des batteries au plomb-acide et une autonomie allant jusqu'à 15 km (9 mi) en utilisant uniquement l'énergie électrique.

En 2006, Toyota et General Motors ont annoncé leur intention de produire des véhicules hybrides rechargeables. Le projet Saturn Vue de GM a été annulé, mais le véhicule rechargeable de Toyota a été certifié pour une utilisation sur route au Japon en 2007.

En 2007, Quantum Technologies et Fisker Coachbuild , LLC ont annoncé le lancement d'une coentreprise dans Fisker Automotive . Fisker avait l'intention de construire un PHEV de luxe de 80 000 $ US avec 60 km (37 mi) d'autonomie électrique, le Fisker Karma , initialement prévu pour fin 2009.

En 2007, Aptera Motors a annoncé la sortie de son biplace Typ-1 . Cette société a fermé ses portes en décembre 2011.

En 2007, le constructeur automobile chinois BYD Auto, propriété du plus grand fabricant chinois de batteries pour téléphones portables, a annoncé qu'il lancerait en Chine, au cours du second semestre 2008, un PHEV de série avec une autonomie électrique de 60 km (37 mi) sous la forme d'une berline. BYD l'a présenté en janvier 2008 au Salon international de l'automobile nord-américain de Détroit. Basé sur la berline intermédiaire F6 de BYD, il utilise des batteries au lithium-fer-phosphate (LiFePO ₄ ) au lieu de batteries au lithium-ion, et peut être rechargé à 70 % de sa capacité en 10 minutes.

En 2007, Ford a livré le premier Ford Escape Plug-in Hybrid d'une flotte de 20 PHEV de démonstration à Southern California Edison . Dans le cadre de ce programme de démonstration, Ford a également développé le premier SUV hybride rechargeable à carburant flexible , qui a été livré en juin 2008. Cette flotte de démonstration de plug-ins a été testée sur le terrain avec des flottes de sociétés de services publics aux États-Unis et au Canada, et au cours des deux premières années depuis le début du programme, la flotte a enregistré plus de 75 000 miles. En août 2009, Ford a livré le premier Escape Plug-in équipé d'une technologie de système de communication et de contrôle intelligent véhicule-réseau (V2G), et Ford prévoit d'équiper les 21 Escapes hybrides rechargeables de la technologie de communication véhicule-réseau. Les ventes de l'Escape PHEV étaient prévues pour 2012.

Le 14 janvier 2008, Toyota a annoncé qu'elle commencerait à vendre des PHEV à batterie lithium-ion d'ici 2010, mais plus tard dans l'année, Toyota a indiqué qu'ils seraient proposés aux flottes commerciales en 2009.

Le 27 mars, le California Air Resources Board (CARB) a modifié sa réglementation, exigeant des constructeurs automobiles qu'ils produisent 58 000 véhicules hybrides rechargeables entre 2012 et 2014. Cette exigence est une alternative demandée à un mandat antérieur de produire 25 000 véhicules zéro émission , réduisant cette exigence à 5 000. Le 26 juin, Volkswagen a annoncé qu'elle lancerait des véhicules hybrides rechargeables de production basés sur la compacte Golf . Volkswagen utilise le terme « TwinDrive » pour désigner un PHEV. En septembre, Mazda aurait prévu des PHEV. Le 23 septembre, Chrysler a annoncé qu'elle avait prototypé une Jeep Wrangler rechargeable et une mini-fourgonnette Chrysler Town and Country , toutes deux PHEV avec des groupes motopropulseurs de série, ainsi qu'une voiture de sport Dodge entièrement électrique, et a déclaré que l'un des trois véhicules entrerait en production.

Le 3 octobre, les États-Unis ont promulgué l' Energy Improvement and Extension Act de 2008. Cette loi prévoyait des crédits d'impôt pour l'achat de véhicules électriques rechargeables dont la capacité de batterie est supérieure à 4 kilowattheures. Les crédits d'impôt fédéraux ont été étendus et modifiés par l' American Clean Energy and Security Act de 2009 , mais la capacité de la batterie doit désormais être supérieure à 5 kWh et le crédit disparaît progressivement une fois que le constructeur automobile a vendu au moins 200 000 véhicules aux États-Unis

Le 15 décembre 2008, BYD Auto a commencé à vendre sa F3DM en Chine , devenant ainsi le premier hybride rechargeable de production vendu au monde, bien qu'initialement disponible uniquement pour les clients des entreprises et du gouvernement. Les ventes au grand public ont commencé à Shenzhen en mars 2010, mais comme la F3DM double presque le prix des voitures fonctionnant au carburant conventionnel, BYD s'attend à des subventions du gouvernement local pour rendre le plug-in abordable pour les acheteurs particuliers. Toyota a testé 600 Prius Plug-in de pré-production en Europe et en Amérique du Nord en 2009 et 2010.

Volvo Cars a construit deux versions de démonstration du Volvo V70 hybride rechargeable en 2009, mais n'a pas procédé à la production. Le V60 hybride rechargeable a été lancé en 2011 et était disponible à la vente.

En octobre 2010, Lotus Engineering a dévoilé la Lotus CityCar , un concept-car hybride rechargeable conçu pour fonctionner en flex-fuel à l'éthanol ou au méthanol ainsi qu'à l'essence ordinaire. La batterie au lithium offre une autonomie entièrement électrique de 60 kilomètres (37 miles), et le moteur flex-fuel de 1,2 litre permet d'étendre l'autonomie à plus de 500 kilomètres (310 miles).

GM a officiellement lancé la Chevrolet Volt aux États-Unis le 30 novembre 2010 et les livraisons au détail ont commencé en décembre 2010. Sa sœur, l'Opel/Vauxhall Ampera, a été lancée en Europe entre fin 2011 et début 2012. Les premières livraisons de la Fisker Karma ont eu lieu en juillet 2011, et les livraisons aux clients de détail ont commencé en novembre 2011. La Toyota Prius Plug-in Hybrid a été lancée au Japon en janvier 2012, suivie par les États-Unis en février 2012. Les livraisons de la Prius PHV en Europe ont commencé fin juin 2012. La ​​Ford C-Max Energi a été lancée aux États-Unis en octobre 2012, la Volvo V60 Plug-in Hybrid en Suède fin 2012.

La Honda Accord Plug-in Hybrid a été lancée sur certains marchés américains en janvier 2013, et le Mitsubishi Outlander PHEV au Japon en janvier 2013, devenant ainsi le premier SUV hybride rechargeable du marché. Les livraisons de la Ford Fusion Energi ont commencé en février 2013. BYD Auto a arrêté la production de son BYD F3DM en raison de faibles ventes, et son successeur, le BYD Qin , a commencé à être commercialisé au Costa Rica en novembre 2013, les ventes dans d'autres pays d' Amérique latine étant prévues pour débuter en 2014. Les livraisons de Qin ont commencé en Chine à la mi-décembre 2013.

Les livraisons aux clients de détail de la supercar McLaren P1 en édition limitée ont commencé au Royaume-Uni en octobre 2013, et la Porsche Panamera S E-Hybrid a commencé à être livrée aux États-Unis en novembre 2013. Les premières livraisons au détail de la Cadillac ELR ont eu lieu aux États-Unis en décembre 2013. La BMW i8 et l'édition limitée Volkswagen XL1 ont été commercialisées auprès des clients de détail en Allemagne en juin 2014. La Porsche 918 Spyder a également été commercialisée en Europe et aux États-Unis en 2014. Les premières unités de l' Audi A3 Sportback e-tron et de la Volkswagen Golf GTE ont été immatriculées en Allemagne en août 2014.

En 2013, Volkswagen a commencé la production de la Volkswagen XL1 , un véhicule hybride rechargeable diesel à production limitée pour deux personnes, conçu pour pouvoir parcourir 100 km/l (280 mpg _{‑ imp} ; 235 mpg _{‑ US} ) au diesel, tout en étant à la fois en état de rouler et pratique. Le modèle est construit avec un turbodiesel TDI bicylindre de 800 cm3 (49 pouces cubes), à rampe commune de 35 kW (47 ch) et un moteur électrique de 20 kW (27 ch). Le modèle est unique en ce sens qu'il est l'un des seuls véhicules hybrides diesel rechargeables produits en série et l'un des seuls véhicules hybrides diesel produits en série en général.

En décembre 2014, BMW a annoncé que le groupe prévoyait de proposer des versions hybrides rechargeables de tous ses modèles de marque principale en utilisant la technologie eDrive développée pour ses véhicules rechargeables de marque BMW i ( BMW i3 et BMW i8). L'objectif de l'entreprise est d'utiliser la technologie rechargeable pour continuer à proposer des véhicules hautes performances tout en réduisant les émissions de CO2 _en dessous de 100 g/km. Au moment de l'annonce, le constructeur automobile testait déjà un prototype hybride rechargeable BMW Série 3. Le premier modèle disponible à la vente au détail sera le BMW X5 eDrive 2016 , la version de production étant dévoilée au Salon de l'automobile de Shanghai 2015. La ​​deuxième génération de Chevrolet Volt a été dévoilée au Salon international de l'automobile d'Amérique du Nord de janvier 2015 , et les livraisons au détail ont commencé aux États-Unis et au Canada en octobre 2015.

En mars 2015, Audi a annoncé qu'elle prévoyait de fabriquer une version hybride rechargeable de chaque série de modèles et qu'elle s'attendait à ce que les hybrides rechargeables, ainsi que les véhicules au gaz naturel et les systèmes de propulsion électrique à batterie, contribuent de manière essentielle à la réalisation des objectifs de CO2 de l'entreprise _. L' Audi Q7 e-tron succèdera à l'A3 e-tron déjà sur le marché. Également en mars 2015, Mercedes-Benz a annoncé que l'accent principal de l'entreprise concernant les propulsions alternatives dans les années à venir porterait sur les hybrides rechargeables. Le constructeur automobile prévoit de lancer 10 nouveaux modèles hybrides rechargeables d'ici 2017, et sa prochaine sortie était la Mercedes-Benz C 350 e , le deuxième hybride rechargeable de Mercedes après la S 500 Plug-In Hybrid . Les autres hybrides rechargeables sortis en 2015 sont la BYD Tang , la Volkswagen Passat GTE , la Volvo XC90 T8 et la Hyundai Sonata PHEV .

Les ventes mondiales combinées de la famille Volt/Ampera ont franchi le cap des 100 000 unités en octobre 2015. À la fin de 2015, plus de 517 000 voitures électriques hybrides rechargeables homologuées sur autoroute ont été vendues dans le monde depuis décembre 2008, sur un total de ventes mondiales de plus de 1,25 million de voitures électriques rechargeables légères.

En février 2016, BMW a annoncé l'introduction de la désignation de modèle « iPerformance », qui sera attribuée à tous les véhicules hybrides rechargeables BMW à partir de juillet 2016. L'objectif est de fournir un indicateur visible du transfert de technologie de BMW i vers la marque principale BMW. La nouvelle désignation sera utilisée en premier lieu sur les variantes hybrides rechargeables de la nouvelle BMW Série 7 , la BMW 740e iPerformance , et de la Série 3 , la BMW 330e iPerformance .

Hyundai Motor Company a présenté officiellement sa gamme de trois modèles Hyundai Ioniq au Salon de l'automobile de Genève 2016. La famille de véhicules à propulsion électrique Ioniq comprend l' Ioniq Plug-in , qui devrait atteindre une consommation de carburant de 125 mpg‑e (27 kW⋅h/100 mi ; 16,8 kW⋅h/100 km) en mode tout électrique. L'Ioniq Plug-in devrait être commercialisée aux États-Unis au quatrième trimestre 2017.

Français La deuxième génération de Prius hybride rechargeable, appelée Prius Prime aux États-Unis et Prius PHV au Japon, a été dévoilée au Salon international de l'auto de New York 2016. Les livraisons au détail de la Prius Prime ont commencé aux États-Unis en novembre 2016, et devraient être commercialisées au Japon d'ici la fin de 2016. La Prime a une autonomie entièrement électrique évaluée par l'EPA de 25 mi (40 km), soit plus du double de l'autonomie du modèle de première génération, et une économie de carburant évaluée par l'EPA de 133 mpg‑e (25,3 kW⋅h/100 mi) en mode tout électrique (mode EV), la cote MPGe la plus élevée en mode EV de tous les véhicules évalués par l'EPA. Contrairement à son prédécesseur, la Prime fonctionne entièrement à l'électricité en mode EV. Les ventes mondiales du Mitsubishi Outlander PHEV ont franchi le cap des 100 000 unités en mars 2016. de BYD Qin en Chine ont atteint le cap des 50 000 unités en avril 2016, devenant ainsi le quatrième véhicule hybride rechargeable à franchir cette barre.

En juin 2016, Nissan a annoncé qu'il lancerait une voiture compacte à extension d'autonomie au Japon avant mars 2017. L'hybride rechargeable de série utilisera un nouveau système hybride, baptisé e-Power, qui a fait ses débuts avec le concept crossover Nissan Gripz présenté au salon de l'automobile de Francfort 2015.

En janvier 2016, Chrysler a lancé sa minifourgonnette hybride rechargeable, la Chrysler Pacifica Hybrid , avec une autonomie électrique de 48 km (30 miles) selon l'EPA. Il s'agissait de la première minifourgonnette hybride de tout type. Elle a été vendue pour la première fois aux États-Unis, au Canada et au Mexique en 2017.

En décembre 2017, Honda a commencé à livrer au détail la Honda Clarity Plug-In Hybrid aux États-Unis et au Canada, avec une autonomie électrique de 76 km (47 miles) selon l'EPA.

Les PHEV sont basés sur les mêmes trois architectures de groupe motopropulseur de base que les hybrides classiques : un hybride série est propulsé uniquement par des moteurs électriques, un hybride parallèle est propulsé à la fois par son moteur à combustion interne et par des moteurs électriques fonctionnant simultanément, et un hybride série-parallèle fonctionne dans l'un ou l'autre mode. Alors qu'un véhicule hybride ordinaire charge sa batterie uniquement à partir de son moteur, un hybride rechargeable peut obtenir une quantité importante de l'énergie nécessaire pour recharger sa batterie à partir de sources externes.

Ceux-ci contiennent deux systèmes de récupération d’énergie différents.

La Mercedes-AMG ONE est une voiture hybride rechargeable .

La Mercedes-Benz Classe C (W206) et la Mercedes C254/X254 disposent également d'un turbocompresseur à assistance électrique / MGU-H .

Le Honda CR-V e:FCEV est un véhicule hybride rechargeable à pile à combustible . Il est équipé d'un moteur électrique monté à l'avant, de deux réservoirs d'hydrogène haute pression d'une capacité totale de 4,3 kg (9,5 lb), d'une batterie de 17,7 kWh avec capacité de charge rechargeable sans moteur à combustion interne.

Le chargeur de batterie peut être embarqué ou externe au véhicule. Le processus d'un chargeur embarqué s'explique au mieux par la conversion du courant alternatif en courant continu, ce qui permet de charger la batterie. Les chargeurs embarqués sont limités en capacité par leur poids et leur taille, ainsi que par la capacité limitée des prises secteur à usage général. Les chargeurs dédiés hors-bord peuvent être aussi grands et puissants que l'utilisateur peut se le permettre, mais nécessitent de retourner au chargeur ; les chargeurs à grande vitesse peuvent être partagés par plusieurs véhicules.

L'utilisation de l'onduleur du moteur électrique permet aux enroulements du moteur d'agir comme bobines de transformateur et à l'onduleur haute puissance existant comme chargeur CA-CC. Comme ces composants sont déjà nécessaires sur la voiture et sont conçus pour gérer n'importe quelle capacité de puissance pratique, ils peuvent être utilisés pour créer une forme très puissante de chargeur embarqué sans poids ni taille supplémentaires significatifs. AC Propulsion utilise cette méthode de charge, appelée « charge réductrice ».

Un véhicule hybride rechargeable fonctionne en mode de déchargement de la charge et de maintien de la charge . Les combinaisons de ces deux modes sont appelées mode mixte ou mode mixte. Ces véhicules peuvent être conçus pour rouler sur une autonomie étendue en mode tout électrique , soit à basse vitesse uniquement, soit à toutes les vitesses. Ces modes gèrent la stratégie de décharge de la batterie du véhicule, et leur utilisation a un effet direct sur la taille et le type de batterie requis :

Le mode de déchargement permet à un PHEV entièrement chargé de fonctionner exclusivement (ou presque exclusivement, selon le véhicule, sauf en cas d'accélération brutale) à l'énergie électrique jusqu'à ce que l'état de charge de sa batterie soit épuisé à un niveau prédéterminé, moment auquel le moteur à combustion interne ou la pile à combustible du véhicule sera engagé. Cette période correspond à l'autonomie entièrement électrique du véhicule. C'est le seul mode dans lequel un véhicule électrique à batterie peut fonctionner, d'où son autonomie limitée.

Le mode mixte décrit un trajet utilisant une combinaison de plusieurs modes. Par exemple, une voiture peut commencer un trajet en mode d'épuisement de la charge à basse vitesse, puis entrer sur une autoroute et fonctionner en mode mixte. Le conducteur peut quitter l'autoroute et conduire sans le moteur à combustion interne jusqu'à ce que l'autonomie tout électrique soit épuisée. Le véhicule peut revenir à un mode de maintien de la charge jusqu'à ce que la destination finale soit atteinte. Cela contraste avec un trajet d'épuisement de la charge qui se déroulerait dans les limites de l'autonomie tout électrique d'un PHEV.

La plupart des PHEV disposent également de deux modes de maintien de charge supplémentaires :

Maintien de la batterie : le moteur électrique est verrouillé et le véhicule fonctionne exclusivement à l'énergie thermique, de sorte que la charge restante dans la batterie reste disponible pour le retour en mode mixte ou en mode tout électrique, tandis que le freinage régénératif sera toujours disponible pour augmenter la charge de la batterie. Sur certains PHEV, les services du véhicule qui utilisent la batterie de traction (comme le chauffage et la climatisation) sont placés dans un mode de faible consommation d'énergie pour conserver davantage la charge restante de la batterie. Le verrouillage du moteur électrique est automatiquement annulé (si la charge le permet) si une accélération complète est nécessaire.

Auto-charge ; l'armature du moteur électrique est en prise avec la transmission, mais est connectée à la batterie de sorte qu'elle fonctionne comme un générateur et recharge donc la batterie pendant que la voiture est en mouvement, bien que cela se fasse au détriment d'une consommation de carburant plus élevée, car le moteur à combustion doit à la fois alimenter le véhicule lui-même et charger la batterie. Cela est utile pour « charger en déplacement » lorsque les emplacements pour brancher le véhicule sont limités.

Français La taille optimale de la batterie varie selon que l'objectif est de réduire la consommation de carburant, les coûts de fonctionnement ou les émissions, mais une étude de 2009 a conclu que « le meilleur choix de capacité de batterie PHEV dépend essentiellement de la distance parcourue par le véhicule entre les charges. Nos résultats suggèrent que pour les conditions de conduite urbaine et les charges fréquentes tous les 10 miles ou moins, un PHEV de faible capacité avec une autonomie tout électrique (AER) d'environ 7 miles serait un choix solide pour minimiser la consommation d'essence, le coût et les émissions de gaz à effet de serre. Pour des charges moins fréquentes, tous les 20 à 100 miles, les PHEV émettent moins de GES, mais les HEV sont plus rentables. »

Les PHEV nécessitent généralement des cycles de charge et de décharge de batterie plus longs que les hybrides classiques. Étant donné que le nombre de cycles complets influence la durée de vie de la batterie, ce nombre peut être inférieur à celui des véhicules hybrides rechargeables traditionnels, qui n'épuisent pas leurs batteries aussi complètement. Néanmoins, certains auteurs affirment que les PHEV deviendront bientôt la norme dans l'industrie automobile. Les problèmes de conception et les compromis entre la durée de vie de la batterie, la capacité, la dissipation de chaleur, le poids, les coûts et la sécurité doivent être résolus. Une technologie de batterie avancée est en cours de développement, promettant des densités énergétiques plus importantes en masse et en volume, et l'espérance de vie de la batterie devrait augmenter.

Les cathodes de certaines batteries lithium-ion du début de l'année 2007 sont fabriquées à partir d'oxyde métallique lithium-cobalt. Ce matériau est coûteux et les cellules fabriquées avec ce matériau peuvent libérer de l'oxygène en cas de surcharge. Si le cobalt est remplacé par des phosphates de fer , les cellules ne brûleront pas et ne libéreront pas d'oxygène quelle que soit la charge. Aux prix de l'essence et de l'électricité du début de l'année 2007, le seuil de rentabilité est atteint après six à dix ans de fonctionnement. La période de récupération peut être plus longue pour les hybrides rechargeables, en raison de leurs batteries plus grandes et plus chères.

Les batteries nickel-hydrure métallique et lithium-ion peuvent être recyclées. Toyota, par exemple, a mis en place un programme de recyclage dans le cadre duquel les concessionnaires reçoivent un crédit de 200 dollars pour chaque batterie retournée. Les hybrides rechargeables utilisent généralement des blocs-batteries plus gros que les hybrides conventionnels comparables, et nécessitent donc plus de ressources. La Pacific Gas and Electric Company (PG&E) a suggéré que les services publics pourraient acheter des batteries usagées à des fins de secours et de nivellement de charge. Elle affirme que même si ces batteries usagées ne sont plus utilisables dans les véhicules, leur capacité résiduelle a toujours une valeur significative. Plus récemment, General Motors (GM) a déclaré avoir été « approché par des services publics intéressés par l'utilisation de batteries Volt recyclées comme système de stockage d'énergie, un marché secondaire qui pourrait faire baisser le coût de la Volt et d'autres véhicules rechargeables pour les consommateurs ».

Les ultracondensateurs (ou « supercondensateurs ») sont utilisés dans certains véhicules hybrides rechargeables, comme le prototype conceptuel d' AFS Trinity , pour stocker l'énergie rapidement disponible grâce à leur densité de puissance élevée , afin de maintenir les batteries dans des limites de chauffage résistif sûres et de prolonger leur durée de vie. L' UltraBattery du CSIRO combine un supercondensateur et une batterie au plomb-acide dans une seule unité, créant une batterie de voiture hybride qui dure plus longtemps, coûte moins cher et est plus puissante que les technologies actuelles utilisées dans les véhicules électriques hybrides rechargeables (PHEV).

Plusieurs entreprises convertissent les véhicules non hybrides à combustible fossile en véhicules hybrides rechargeables :

La conversion après-vente d'un véhicule hybride de production existant en véhicule hybride rechargeable implique généralement d'augmenter la capacité de la batterie du véhicule et d'ajouter un chargeur CA/CC embarqué. Idéalement, le logiciel du groupe motopropulseur du véhicule serait reprogrammé pour exploiter pleinement la capacité de stockage d'énergie supplémentaire et la puissance de sortie de la batterie.

De nombreuses conversions de véhicules électriques hybrides rechargeables ont été basées sur la Toyota Prius . Certains systèmes ont nécessité le remplacement de la batterie NiMH d'origine du véhicule et de son unité de commande électronique. D'autres rajoutent une batterie supplémentaire à la batterie d'origine.

Ces dernières années, la demande de véhicules entièrement électriques, en particulier sur le marché américain, a été stimulée par les incitations gouvernementales par le biais de subventions, de lobbying et de taxes. En particulier, les ventes américaines de la Nissan Leaf ont dépendu d'incitations généreuses et d'un traitement spécial dans l' État de Géorgie , le marché le plus vendu pour la Leaf. Selon une étude de marché internationale, 60 % des personnes interrogées estiment qu'une autonomie de batterie inférieure à 160 km (99 mi) est inacceptable, même si seulement 2 % parcourent plus que cette distance par jour. Parmi les véhicules entièrement électriques populaires actuels, seule la Tesla (la version la plus chère du Model S offrant une autonomie de 265 miles (426 km) dans le test à 5 cycles de l' Agence américaine de protection de l'environnement ) dépasse significativement ce seuil. En 2021, pour l'année modèle 2022, la Nissan Leaf a une autonomie évaluée par l'EPA de 212 miles (341 km) pour le modèle 60 kWh.

Les véhicules hybrides rechargeables offrent l'autonomie et le potentiel de ravitaillement accrus des véhicules hybrides classiques tout en permettant aux conducteurs d'utiliser l'énergie électrique de la batterie pour au moins une partie importante de leur conduite quotidienne typique. Le trajet moyen entre le domicile et le travail aux États-Unis en 2009 était de 11,8 miles (19,0 km), tandis que la distance moyenne parcourue pour se rendre au travail en Angleterre et au Pays de Galles en 2011 était légèrement inférieure, à 9,3 miles (15 km). Étant donné que la construction d'un PHEV avec une autonomie entièrement électrique plus longue ajoute du poids et des coûts, et réduit l'espace de chargement et/ou de passagers, il n'existe pas d'autonomie entièrement électrique spécifique qui soit optimale. Le graphique ci-joint montre l'autonomie entièrement électrique observée, en miles, pour quatre hybrides rechargeables populaires du marché américain, telle que testée par le magazine Popular Mechanics .

L'un des paramètres clés de la conception de la Chevrolet Volt était un objectif de 64 km pour l'autonomie tout électrique, choisi pour conserver une petite taille de batterie et des coûts plus faibles, et principalement parce que les recherches ont montré que 78 % des navetteurs quotidiens aux États-Unis parcourent 64 km ou moins. Cet objectif d'autonomie permettrait d'effectuer la plupart des déplacements en mode électrique et l'hypothèse a été faite que la charge aurait lieu à domicile pendant la nuit. Cette exigence s'est traduite par l'utilisation d'un bloc -batterie lithium-ion d'une capacité de stockage d'énergie de 16 kWh, sachant que la batterie serait utilisée jusqu'à ce que l' état de charge (SOC) de la batterie atteigne 30 %.

En octobre 2014, General Motors a indiqué, sur la base des données collectées via son système télématique OnStar depuis le début des livraisons de Volt, et avec plus d'un milliard de miles (1,6 milliard de km) parcourus, que les propriétaires de Volt conduisent environ 62,5 % de leurs déplacements en mode tout électrique . En mai 2016, Ford a indiqué, sur la base des données collectées sur plus de 610 millions de miles (976 millions de km) enregistrés par ses véhicules électrifiés via son système télématique, que les conducteurs de ces véhicules parcourent en moyenne 13 500 miles (21 700 km) par an avec leurs véhicules, dont environ la moitié en mode tout électrique. Une ventilation de ces chiffres montre un trajet quotidien moyen de 42 miles (68 km) pour les conducteurs de Ford Energi hybride rechargeable. Ford note qu'avec l'autonomie électrique améliorée du modèle 2017, le conducteur moyen de la Fusion Energi pourrait passer toute la journée sans utiliser d'essence, si la voiture est complètement chargée, avant de partir au travail et avant de rentrer chez lui. Selon les données de Ford, la plupart des clients chargent actuellement leur véhicule uniquement à la maison.

L'édition 2015 du rapport annuel de l'EPA « Light-Duty Automotive Technology, Carbon Dioxide Emissions, and Fuel Economy Trends » estime que les facteurs d'utilité suivants pour les modèles hybrides rechargeables de l'année 2015 représentent le pourcentage de kilomètres qui seront parcourus en utilisant l'électricité par un conducteur moyen, que ce soit en mode électrique uniquement ou en mode mixte : 83 % pour la BMW i3 REx , 66 % pour la Chevrolet Volt, 45 % pour les modèles Ford Energi , 43 % pour la McLaren P1 , 37 % pour la BMW i8 et 29 % pour la Toyota Prius PHV . Une analyse de 2014 menée par l' Idaho National Laboratory à l'aide d'un échantillon de 21 600 voitures entièrement électriques et hybrides rechargeables a révélé que les propriétaires de Volt parcouraient en moyenne 9 112 miles en mode entièrement électrique (e-miles) par an, tandis que les propriétaires de Leaf parcouraient 9 697 e-miles par an, malgré l'autonomie entièrement électrique plus courte de la Volt, environ la moitié de celle de la Leaf.

Les hybrides rechargeables ont le potentiel d'être encore plus efficaces que les hybrides conventionnels, car une utilisation plus limitée du moteur à combustion interne du PHEV peut permettre d'utiliser le moteur à un niveau plus proche de son efficacité maximale. Alors qu'une Toyota Prius est susceptible de convertir le carburant en énergie motrice avec une efficacité moyenne d'environ 30 % (bien en dessous de l'efficacité maximale de 38 % du moteur), le moteur d'un PHEV avec 70 km (43 mi) d'autonomie électrique serait susceptible de fonctionner beaucoup plus souvent près de son efficacité maximale, car les batteries peuvent répondre aux modestes besoins en énergie à des moments où le moteur à combustion serait obligé de fonctionner bien en dessous de son efficacité maximale. L'efficacité réelle obtenue dépend des pertes dues à la production d'électricité, à l'inversion, à la charge/décharge de la batterie, au contrôleur du moteur et au moteur lui-même, à la façon dont un véhicule est utilisé (son cycle de service ) et aux possibilités de recharge en se connectant au réseau électrique.

Chaque kilowattheure de capacité de batterie utilisé remplacera jusqu'à 50 gallons américains (190 L ; 42 gallons impériaux) de carburants pétroliers par an ( essence ou diesel ). De plus, l'électricité est multi-sources et, par conséquent, elle offre le plus haut degré de résilience énergétique .

La consommation réelle de carburant des véhicules hybrides rechargeables dépend des modes de fonctionnement de leur groupe motopropulseur, de l'autonomie en mode tout électrique et de la durée de conduite entre les charges. Si aucune essence n'est utilisée, l' équivalent en miles par gallon d'essence (MPG-e) ne dépend que de l'efficacité du système électrique. Le premier PHEV de production de masse disponible sur le marché américain, la Chevrolet Volt 2011 , avec une autonomie entièrement électrique évaluée par l'EPA de 56 km (35 mi) et une autonomie supplémentaire étendue à l'essence uniquement de 554 km (344 mi), a une consommation de carburant combinée ville/autoroute EPA de 93 MPG-e en mode entièrement électrique et de 37 mpg _‑US (6,4 L/100 km ; 44 mpg _‑imp ) en mode essence uniquement, pour une consommation de carburant combinée globale essence-électricité de _3,9 L/100 km ; 72 mpg _‑imp ) équivalente (MPG-e). étiquette de consommation de carburant de la Volt un tableau indiquant la consommation de carburant et d'électricité pour cinq scénarios différents : 30, 45, 60 et 75 mi (121 km) parcourus entre une charge complète et un scénario sans charge. Selon ce tableau, la consommation de carburant monte jusqu'à 168 mpg _‑US (1,40 L/100 km; 202 mpg _‑imp ) équivalent (MPG-e) avec 45 mi (72 km) parcourus entre des charges complètes.

Pour l' étiquetage plus complet de la consommation de carburant et de l'environnement qui sera obligatoire aux États-Unis à partir de l'année modèle 2013, la National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) et l'Environmental Protection Agency (EPA) ont émis deux étiquettes de consommation de carburant distinctes pour les hybrides rechargeables en raison de leur complexité de conception, car les PHEV peuvent fonctionner selon deux ou trois modes de fonctionnement : tout électrique, mixte et essence uniquement. Une étiquette est destinée aux véhicules hybrides série ou électriques à autonomie étendue (comme la Chevy Volt), avec des modes tout électrique et essence uniquement ; et une deuxième étiquette pour le mode mixte ou hybride série-parallèle , qui comprend une combinaison de fonctionnement à essence et électrique rechargeable ; et essence uniquement, comme un véhicule hybride conventionnel.

En 1999, la Society of Automotive Engineers (SAE) a élaboré une pratique recommandée pour tester et communiquer la consommation de carburant des véhicules hybrides et a inclus des dispositions concernant les PHEV. Un comité de la SAE travaille actuellement à l'examen des procédures de test et de communication de la consommation de carburant des PHEV. Le Toronto Atmospheric Fund a testé dix véhicules hybrides rechargeables modernisés qui ont atteint une moyenne de 5,8 litres aux 100 kilomètres ou 40,6 milles par gallon sur six mois en 2008, ce qui a été considéré comme inférieur au potentiel de la technologie.

Lors de tests en conditions réelles avec des conducteurs normaux, certaines conversions Prius PHEV ne permettent pas d'obtenir une économie de carburant bien meilleure que les véhicules hybrides rechargeables. Par exemple, une flotte de Prius rechargeables, chacune avec une autonomie de 48 km en mode tout électrique, n'a obtenu en moyenne que 4,6 L/100 km (51 mpg _{‑US )} lors d'un test de 27 000 km (17 000 miles) à Seattle, et des résultats similaires avec le même type de modèles de batterie de conversion dans le cadre de l'initiative RechargeIT de Google . De plus, le pack de batterie supplémentaire coûte entre 10 000 et 11 000 dollars américains .

Une étude publiée en 2014 par des chercheurs de l'Université Lamar , de l'Université d'État de l'Iowa et du Laboratoire national d'Oak Ridge a comparé les coûts d'exploitation des PHEV de différentes gammes électriques (10, 20, 30 et 40 miles) avec des véhicules à essence conventionnels et des véhicules hybrides électriques non rechargeables (HEV) pour différentes périodes de récupération, en tenant compte des différents niveaux de déploiement des infrastructures de recharge et des prix de l'essence. L'étude a conclu que :

• Les véhicules hybrides rechargeables permettent d'économiser environ 60 % ou 40 % de la facture énergétique par rapport aux véhicules à essence classiques et aux véhicules hybrides rechargeables, respectivement. Pour les conducteurs qui parcourent quotidiennement un nombre important de kilomètres, les véhicules hybrides peuvent toutefois constituer un meilleur choix que les véhicules hybrides rechargeables avec une autonomie de 64 km, en particulier lorsqu'il n'y a pas d'infrastructure de recharge publique.
• Le coût supplémentaire de la batterie des véhicules hybrides rechargeables à grande batterie est difficile à justifier sur la base des économies supplémentaires sur les coûts d'exploitation des PHEV, à moins qu'une subvention ne soit offerte pour les PHEV à grande batterie.
• Lorsque le prix de l'essence passe de 4 $ US le gallon à 5 $ US le gallon, le nombre de conducteurs qui bénéficient d'une batterie plus grande augmente considérablement. Si le prix de l'essence est de 3 $ US , un véhicule hybride rechargeable avec une autonomie de 16 km (10 mi) est l'option la moins coûteuse, même si le coût de la batterie est de 200 $ US/kWh.
• Bien que les chargeurs rapides puissent réduire le temps de charge, ils contribuent peu aux économies d’énergie pour les PHEV, par opposition aux chargeurs de niveau 2 .

Les inconvénients des PHEV incluent le coût supplémentaire, le poids et la taille d'un bloc-batterie plus grand . Selon une étude de 2010 du National Research Council , le coût d'un bloc-batterie lithium-ion est d'environ 1 700 USD / kWh d'énergie utilisable, et sachant qu'un PHEV avec 10 km d'autonomie électrique nécessite environ 2,0 kWh et un PHEV avec 40 km d'autonomie électrique environ 8 kWh, le coût estimé par le fabricant du bloc-batterie pour un PHEV avec 10 km d'autonomie électrique est d'environ 3 000 USD et il monte à 14 000 USD pour un PHEV avec 40 km d'autonomie électrique. Selon la même étude, même si les coûts devraient diminuer de 35 % d’ici 2020, la pénétration du marché devrait être lente et, par conséquent, les PHEV ne devraient pas avoir d’impact significatif sur la consommation de pétrole ou les émissions de carbone avant 2030, à moins qu’une percée fondamentale dans les technologies de batterie ne se produise.

Selon l'étude de 2010 du NRC, même si un kilomètre parcouru à l'électricité revient moins cher qu'un kilomètre parcouru à l'essence, les économies de carburant réalisées sur toute la durée de vie ne suffisent pas à compenser les coûts initiaux élevés des véhicules rechargeables, et il faudra des décennies avant que le seuil de rentabilité ne soit atteint. En outre, des centaines de milliards de dollars de subventions et d'incitations gouvernementales seront probablement nécessaires pour parvenir à une pénétration rapide du marché des véhicules rechargeables aux États-Unis

Une étude réalisée en 2013 par l' American Council for an Energy-Efficient Economy a révélé que le coût des batteries était passé de 1 300 dollars par kilowattheure en 2007 à 500 dollars par kilowattheure en 2012. Le ministère américain de l'Énergie a fixé des objectifs de coûts pour ses recherches sur les batteries sponsorisées de 300 dollars par kilowattheure en 2015 et de 125 dollars par kilowattheure d'ici 2022. Les réductions de coûts grâce aux progrès de la technologie des batteries et à des volumes de production plus élevés permettront aux véhicules électriques rechargeables d'être plus compétitifs par rapport aux véhicules à moteur à combustion interne conventionnels.

Une étude publiée en 2011 par le Belfer Center de l'université Harvard a révélé que les économies de coûts d'essence réalisées par les PHEV au cours de leur durée de vie ne compensent pas leur prix d'achat plus élevé. Ce résultat a été estimé en comparant leur valeur actuelle nette à vie aux coûts d'achat et d'exploitation de 2010 pour le marché américain, et en supposant l'absence de subventions gouvernementales . Selon les estimations de l'étude, un PHEV avec 40 km (25 mi) d'autonomie électrique coûte 5 377 $ US de plus qu'un moteur à combustion interne classique, tandis qu'un véhicule électrique à batterie (BEV) coûte 4 819 $ US de plus. L'étude a également examiné comment cet équilibre évoluera au cours des 10 à 20 prochaines années, en supposant que les coûts des batteries diminueront tandis que les prix de l'essence augmenteront. Selon les scénarios futurs envisagés, l'étude a révélé que les véhicules électriques seront nettement moins chers que les voitures conventionnelles ( de 1 155 à 7 181 dollars américains de moins), tandis que les véhicules hybrides rechargeables seront plus chers que les véhicules électriques dans presque tous les scénarios de comparaison, et seulement moins chers que les voitures conventionnelles dans un scénario où les coûts de batterie sont très faibles et les prix de l'essence élevés. Les véhicules électriques sont plus simples à construire et n'utilisent pas de carburant liquide, tandis que les véhicules hybrides rechargeables ont des groupes motopropulseurs plus complexes et ont toujours des moteurs à essence.

L’adoption des PHEV devrait entraîner une augmentation de la pollution dans certaines régions, mais la plupart des régions connaîtront une diminution. Une étude de l’ACEEE prédit que l’utilisation généralisée des PHEV dans les régions fortement dépendantes du charbon entraînerait une augmentation des émissions nettes locales de dioxyde de soufre et de mercure , compte tenu des niveaux d’émissions de la plupart des centrales au charbon qui alimentent actuellement le réseau. Bien que les technologies du charbon propre puissent créer des centrales électriques qui alimentent le réseau à partir du charbon sans émettre de quantités importantes de ces polluants, le coût plus élevé de l’application de ces technologies peut augmenter le prix de l’électricité produite au charbon. L’effet net sur la pollution dépend de la source de combustible du réseau électrique (fossile ou renouvelable, par exemple) et du profil de pollution des centrales électriques elles-mêmes. L’identification, la réglementation et la modernisation d’une source de pollution ponctuelle telle qu’une centrale électrique – ou le remplacement complet d’une centrale – peuvent également être plus pratiques. Du point de vue de la santé humaine, déplacer la pollution loin des grandes zones urbaines peut être considéré comme un avantage significatif.

Selon une étude de 2009 de la National Academy of Science, « les véhicules électriques et les véhicules hybrides dépendants du réseau (rechargeables) ont montré des dommages non climatiques légèrement plus élevés que de nombreuses autres technologies ». L'efficacité des hybrides rechargeables est également affectée par l'efficacité globale de la transmission de l'énergie électrique . Les pertes de transmission et de distribution aux États-Unis ont été estimées à 7,2 % en 1995 et à 6,5 % en 2007. Selon l'analyse du cycle de vie des émissions de pollution atmosphérique, les véhicules au gaz naturel sont actuellement les moins émetteurs .

La consommation électrique supplémentaire nécessaire à la recharge des véhicules rechargeables pourrait pousser de nombreux ménages dans les zones qui ne disposent pas de tarifs en heures creuses vers la tranche tarifaire supérieure et annuler les avantages financiers. Les clients soumis à de tels tarifs pourraient réaliser des économies importantes en faisant attention au moment où le véhicule est chargé, par exemple en utilisant une minuterie pour limiter la charge aux heures creuses. Ainsi, une comparaison précise des avantages nécessite que chaque ménage évalue son niveau de consommation électrique actuel et ses tarifs par rapport au coût de l'essence et au coût opérationnel réel observé du fonctionnement du véhicule en mode électrique.

L'effet des PHEV sur les émissions de gaz à effet de serre est complexe. Les véhicules hybrides rechargeables fonctionnant en mode tout électrique n'émettent pas de polluants nocifs dans les gaz d'échappement provenant de la source d'énergie embarquée. L'avantage en matière d'air pur est généralement local, car selon la source d'électricité utilisée pour recharger les batteries, les émissions de polluants atmosphériques sont déplacées vers l'emplacement des centrales de production. De la même manière, les PHEV n'émettent pas de gaz à effet de serre provenant de la source d'énergie embarquée, mais du point de vue d'une évaluation du puits à la roue , l'ampleur de l'avantage dépend également du carburant et de la technologie utilisés pour la production d'électricité . Du point de vue d'une analyse du cycle de vie complet , l'électricité utilisée pour recharger les batteries doit être produite à partir de sources à zéro émission telles que les énergies renouvelables (par exemple l'énergie éolienne , l'énergie solaire ou l'hydroélectricité ) ou l'énergie nucléaire pour que les PEV n'aient quasiment aucune ou aucune émission du puits à la roue. D'autre part, lorsque les véhicules électriques rechargeables sont rechargés à partir de centrales au charbon , ils produisent généralement légèrement plus d'émissions de gaz à effet de serre que les véhicules à moteur à combustion interne . Dans le cas d'un véhicule électrique hybride rechargeable fonctionnant en mode hybride avec l'assistance du moteur à combustion interne, les émissions de gaz d'échappement et de gaz à effet de serre sont inférieures à celles des voitures conventionnelles en raison de leur économie de carburant plus élevée .

En 2009, des chercheurs du laboratoire national d'Argonne ont adapté leur modèle GREET pour effectuer une analyse complète de la consommation d'énergie et des émissions de gaz à effet de serre (GES) des véhicules électriques hybrides rechargeables pour plusieurs scénarios, en tenant compte des différents carburants embarqués et des différentes sources de production d'électricité pour recharger les batteries des véhicules. Trois régions américaines ont été sélectionnées pour l'analyse, la Californie , New York et l'Illinois , car ces régions comprennent de grandes zones métropolitaines avec des variations importantes dans leurs mix de production d'énergie. Les résultats de l'analyse du cycle complet ont également été rapportés pour le mix de production américain et l'électricité renouvelable afin d'examiner les cas de mix moyen et propre, respectivement Cette étude de 2009 a montré une large répartition de l'utilisation du pétrole et des émissions de GES entre les différentes technologies de production de carburant et les mix de production du réseau. Le tableau suivant résume les principaux résultats :

L'étude d'Argonne a révélé que les PHEV offraient des réductions de la consommation d'énergie pétrolière par rapport aux véhicules électriques hybrides classiques. Des économies d'énergie pétrolière et des réductions d'émissions de GES plus importantes ont été réalisées à mesure que l'autonomie entièrement électrique augmentait, sauf lorsque l'électricité utilisée pour la recharge était dominée par la production d'électricité au charbon ou au fioul. Comme prévu, l'électricité provenant de sources renouvelables a permis les plus grandes réductions de la consommation d'énergie pétrolière et des émissions de GES pour tous les PHEV à mesure que l'autonomie entièrement électrique augmentait. L'étude a également conclu que les véhicules rechargeables qui utilisent des carburants à base de biomasse (biomasse-E85 et -hydrogène) pourraient ne pas bénéficier des avantages en termes d'émissions de GES par rapport aux hybrides classiques si la production d'électricité est dominée par des sources fossiles.

Une étude de 2008 menée par des chercheurs du laboratoire national d'Oak Ridge a analysé la consommation de pétrole et les émissions de gaz à effet de serre (GES) des véhicules hybrides rechargeables par rapport aux véhicules électriques hybrides selon plusieurs scénarios pour les années 2020 et 2030. L'étude a pris en compte le mélange de sources d'énergie pour 13 régions américaines qui seraient utilisées lors de la recharge des véhicules, généralement une combinaison de charbon, de gaz naturel et d'énergie nucléaire, et dans une moindre mesure d'énergie renouvelable. Une étude de 2010 menée au laboratoire national d'Argonne est parvenue à des conclusions similaires, concluant que les PHEV réduiront la consommation de pétrole mais pourraient produire des émissions de gaz à effet de serre très différentes pour chaque région en fonction du mélange énergétique utilisé pour générer l'électricité nécessaire à la recharge des véhicules hybrides rechargeables.

En octobre 2014, l' Agence américaine de protection de l'environnement a publié l'édition 2014 de son rapport annuel Light-Duty Automotive Technology, Carbon Dioxide Emissions, and Fuel Economy Trends . Pour la première fois, le rapport présente une analyse de l'impact des véhicules à carburant alternatif , en mettant l'accent sur les véhicules électriques rechargeables , car leur part de marché s'approchant de 1 %, les véhicules électriques rechargeables ont commencé à avoir un impact mesurable sur l'économie de carburant et les émissions de CO2 des nouveaux véhicules aux États-Unis _. [

Le rapport de l'EPA comprenait l'analyse de 12 voitures particulières entièrement électriques et de 10 hybrides rechargeables disponibles sur le marché en tant que modèle de l'année 2014. Aux fins d'une estimation précise des émissions, l'analyse a pris en compte les différences de fonctionnement entre les PHEV comme la Chevrolet Volt qui peuvent fonctionner en mode entièrement électrique sans utiliser d'essence, et ceux qui fonctionnent en mode mixte comme la Toyota Prius PHV , qui utilise à la fois l'énergie stockée dans la batterie et l'énergie du réservoir d'essence pour propulser le véhicule, mais qui peut offrir une conduite entièrement électrique substantielle en mode mixte. De plus, comme l'autonomie entièrement électrique des hybrides rechargeables dépend de la taille de la batterie, l'analyse a introduit un facteur d'utilité comme projection, en moyenne, du pourcentage de kilomètres qui seront parcourus en utilisant l'électricité (en modes électrique uniquement et mixte) par un conducteur moyen. Le tableau suivant montre la consommation globale de carburant des véhicules électriques/hybrides exprimée en termes d' équivalent essence en miles par gallon (mpg-e) et le facteur d'utilité pour les dix hybrides rechargeables MY2014 disponibles sur le marché américain. L'étude a utilisé le facteur d'utilité (puisqu'en mode purement électrique, il n'y a pas d'émissions d'échappement) et la meilleure estimation de l'EPA des émissions d'échappement de _CO2 produites par ces véhicules en fonctionnement réel en ville et sur autoroute, sur la base de la méthodologie d'étiquetage à 5 cycles de l'EPA, en utilisant une conduite pondérée de 55 % en ville et de 45 % sur autoroute. Les résultats sont présentés dans le tableau suivant.

En outre, l'EPA a pris en compte les émissions de CO2 en amont _associées à la production et à la distribution de l'électricité nécessaire pour recharger les PHEV. Étant donné que la production d'électricité aux États-Unis varie considérablement d'une région à l'autre, l'EPA a envisagé trois scénarios/plages, l'extrémité inférieure de la plage correspondant au facteur d'émissions de la centrale électrique de Californie, le milieu de la plage représenté par le facteur d'émissions moyen national de la centrale électrique et l'extrémité supérieure de la plage correspondant au facteur d'émissions de la centrale électrique des Rocheuses. L'EPA estime que les facteurs d'émission de GES de l'électricité pour diverses régions du pays varient de 346 g de CO2 _/ kW-h en Californie à 986 g de CO2 _/ kW-h dans les Rocheuses, avec une moyenne nationale de 648 g de CO2 _/ kW-h. Le tableau suivant montre les émissions d'échappement et les émissions combinées d'échappement et en amont pour chacun des 10 PHEV MY 2014 disponibles sur le marché américain.

Français La plupart des analyses d'émissions utilisent des taux d'émission moyens dans les régions au lieu de la production marginale à différents moments de la journée. La première approche ne prend pas en compte le mix de production au sein des marchés de l'électricité interconnectés et les profils de charge changeants tout au long de la journée. Une analyse réalisée par trois économistes affiliés au National Bureau of Economic Research (NBER), publiée en novembre 2014, a développé une méthodologie pour estimer les émissions marginales de la demande d'électricité qui varient selon le lieu et l'heure de la journée à travers les États-Unis. L'étude a utilisé des données sur les émissions et la consommation de 2007 à 2009, et a utilisé les spécifications de la Chevrolet Volt (autonomie tout électrique de 35 mi (56 km)). L'analyse a révélé que les taux d'émission marginaux sont plus de trois fois plus élevés dans le Haut-Midwest que dans l' Ouest des États-Unis , et au sein des régions, les taux pour certaines heures de la journée sont plus de deux fois supérieurs à ceux d'autres. En appliquant les résultats de l'analyse marginale aux véhicules électriques rechargeables, les chercheurs du NBER ont constaté que les émissions des PEV en charge varient selon la région et les heures de la journée. Dans certaines régions, comme l’Ouest des États-Unis et le Texas, les émissions de CO2 _par kilomètre produites par les véhicules électriques sont inférieures à celles produites par les véhicules hybrides. Dans d’autres régions, comme le Haut-Midwest, la recharge pendant les heures recommandées de minuit à 4 heures du matin implique que les véhicules électriques produisent plus d’émissions par kilomètre que la voiture moyenne actuellement en circulation. Les résultats montrent une tension fondamentale entre la gestion de la charge électrique et les objectifs environnementaux, car les heures où l’électricité est la moins chère à produire ont tendance à être celles où les émissions sont les plus élevées. Cela se produit parce que les unités alimentées au charbon, qui ont des taux d’émission plus élevés, sont le plus souvent utilisées pour répondre à la demande d’électricité de base et hors pointe, tandis que les unités au gaz naturel, qui ont des taux d’émission relativement faibles, sont souvent mises en service pour répondre à la demande de pointe. Ce modèle de changement de combustible explique pourquoi les taux d’émission ont tendance à être plus élevés la nuit et plus faibles pendant les périodes de demande de pointe le matin et le soir.

Depuis 2008, les véhicules hybrides rechargeables sont disponibles dans le commerce auprès des constructeurs spécialisés et des principaux producteurs de véhicules à moteur à combustion interne. La F3DM , commercialisée en Chine en décembre 2008, a été la première voiture hybride rechargeable de série vendue au monde. La Chevrolet Volt , lancée aux États-Unis en décembre 2010, a été la première voiture hybride rechargeable de série produite par un grand constructeur automobile.

Il y avait 1,2 million de voitures hybrides rechargeables sur les routes du monde à la fin de 2017. Le parc de véhicules hybrides rechargeables est passé à 1,8 million en 2018, sur un parc mondial d'environ 5,1 millions de voitures particulières électriques rechargeables . En décembre 2017 , les États-Unis se classaient comme le plus grand marché mondial de voitures hybrides rechargeables avec un parc de 360 ​​510 unités, suivis par la Chine avec 276 580 véhicules, le Japon avec 100 860 unités, les Pays-Bas avec 98 220 et le Royaume-Uni avec 88 660.

Les ventes mondiales de véhicules hybrides rechargeables sont passées de plus de 300 unités en 2010 à près de 9 000 en 2011, pour atteindre plus de 60 000 en 2012 et près de 222 000 en 2015. En décembre 2015 , les États-Unis étaient le plus grand marché mondial de voitures hybrides rechargeables avec un parc de 193 770 unités. Environ 279 000 véhicules hybrides rechargeables légers ont été vendus en 2016, portant le parc mondial à près de 800 000 véhicules hybrides rechargeables homologués sur autoroute à la fin de 2016. Au total, 398 210 véhicules hybrides rechargeables ont été vendus en 2017, la Chine étant le pays le plus vendeur avec 111 000 unités, et le parc mondial de véhicules hybrides rechargeables a franchi le cap du million d'unités à la fin de 2017.

Les ventes mondiales de véhicules électriques rechargeables évoluent depuis plusieurs années vers des voitures à batterie entièrement électriques. Le ratio mondial entre les véhicules tout électriques (BEV) et les hybrides rechargeables (PHEV) est passé de 56:44 en 2012, à 60:40 en 2015, à 66:34 en 2017, et est passé à 69:31 en 2018. En 2023, le ratio était de 70:30, une augmentation pour les hybrides rechargeables par rapport au précédent ratio de 73:27 en 2022.

La part de la Chine dans le marché mondial des hybrides rechargeables variait entre 30 % et 50 % en 2017-2018, avant de chuter à 25 % en 2020. En 2021, la part de la Chine dans le marché mondial des hybrides rechargeables était de 32,3 %, passant à 55,5 % en 2022 et à 69,3 % en 2023. De janvier à août 2024, la part est passée à 775 %, dont 82,8 % au troisième trimestre. Dans le même temps, la part des hybrides rechargeables en Europe est passée de 28 % en 2018 à 65 % en 2020, avant de chuter à 15 % en 2024.

Entre 2019 et 2014, la part de marché mondiale des hybrides rechargeables a été largement dominée par BYD Auto , qui a vu sa part de marché mondiale des hybrides rechargeables passer de 6,0 % en 2020 à 36,7 % en 2024. Geely Holding était le deuxième plus grand fabricant de véhicules hybrides rechargeables au monde en 2024, maintenant une part de 8,1 %.

En raison de la croissance rapide du marché des véhicules hybrides rechargeables en Chine, les fabricants extérieurs à la Chine ont connu une baisse de leur part de marché mondiale des véhicules hybrides rechargeables. La part mondiale des hybrides rechargeables du groupe Volkswagen a culminé à 16,4 % en 2020 avant de baisser régulièrement à 4,2 % en 2024. La part de BMW a suivi une tendance similaire, passant de 9,8 % en 2021 à 2,2 % en 2024. Stellantis a atteint sa part la plus élevée de 8,1 % en 2021, mais est tombée à 4,3 % en 2024. La part des hybrides rechargeables de Toyota a diminué au fil du temps, passant de 9,9 % en 2019 à 2,4 % en 2024. La part de Hyundai est passée de 6,4 % en 2019 à 1,7 % en 2024. La part des hybrides rechargeables de General Motors est restée faible, culminant à 1,4 % en 2019 et diminuant à 0,4 % en 2024.

Les Pays-Bas, la Suède, le Royaume-Uni et les États-Unis sont les pays qui ont la plus grande part des ventes de véhicules hybrides rechargeables en pourcentage des ventes totales de véhicules de tourisme électriques rechargeables. Les Pays-Bas détiennent la plus grande part mondiale de véhicules hybrides rechargeables parmi leur parc de voitures particulières électriques rechargeables, avec 86 162 véhicules hybrides rechargeables immatriculés à la fin octobre 2016, sur 99 945 voitures et fourgonnettes électriques rechargeables, ce qui représente 86,2 % du parc de véhicules électriques rechargeables légers du pays.

La Suède se classe ensuite avec 16 978 voitures hybrides rechargeables vendues entre 2011 et août 2016, ce qui représente 71,7 % du total des immatriculations de voitures particulières électriques rechargeables. Les immatriculations de véhicules hybrides rechargeables au Royaume-Uni jusqu'en août 2016 ont totalisé 45 130 unités, soit 61,6 % du total des immatriculations de voitures rechargeables depuis 2011. Aux États-Unis, les véhicules hybrides rechargeables représentent 47,2 % des 506 450 voitures électriques rechargeables vendues entre 2008 et août 2016.

En novembre 2013, les Pays-Bas sont devenus le premier pays où un véhicule hybride rechargeable est arrivé en tête du classement mensuel des ventes de voitures neuves. En novembre, les ventes ont été menées par le Mitsubishi Outlander PHEV avec 2 736 unités, captant une part de marché de 6,8 % des voitures particulières neuves vendues ce mois-là. En décembre 2013, l'Outlander PHEV s'est de nouveau classé comme la voiture neuve la plus vendue dans le pays avec 4 976 unités, représentant une part de marché de 12,6 % des ventes de voitures neuves. Ces ventes record ont permis aux Pays-Bas de devenir le deuxième pays, après la Norvège, où les voitures électriques rechargeables ont dominé le classement mensuel des ventes de voitures neuves. En décembre 2013 , les Pays-Bas étaient le pays avec la plus forte concentration de marché de véhicules hybrides rechargeables, avec 1,45 véhicule immatriculé pour 1 000 personnes.

Le tableau suivant présente les pays les mieux classés en fonction de la part de marché du segment hybride rechargeable dans les ventes totales de voitures neuves en 2013 :

Selon JATO Dynamics , en décembre 2018, le Mitsubishi Outlander PHEV était l'hybride rechargeable le plus vendu au monde. Depuis sa création, 290 000 unités ont été vendues dans le monde jusqu'en septembre 2021. L'Europe est le premier marché de l'Outlander PHEV avec 126 617 unités vendues jusqu'en janvier 2019, suivie du Japon avec 42 451 unités jusqu'en mars 2018. Les ventes européennes sont menées par le Royaume-Uni avec 50 000 unités en avril 2020, suivi des Pays-Bas avec 25 489 unités et de la Norvège avec 14 196, tous deux jusqu'en mars 2018.

Français Les ventes mondiales combinées de la Chevrolet Volt et de ses variantes ont totalisé environ 186 000 unités à la fin de 2018, dont environ 10 000 Opel/Vauxhall Amperas vendues en Europe jusqu'en juin 2016, et plus de 4 300 Buick Velite 5 vendues uniquement en Chine ( Volt de deuxième génération rebaptisée ) jusqu'en décembre 2018. Les ventes de Volt sont menées par les États-Unis avec 152 144 unités livrées jusqu'en décembre 2018, suivis du Canada avec 17 311 unités jusqu'en novembre 2018. Jusqu'en septembre 2018, la Chevrolet Volt était l'hybride rechargeable la plus vendue au monde.

La Toyota Prius hybride rechargeable ( Toyota Prius Prime ) occupe la troisième place avec environ 174 600 unités vendues dans le monde des deux générations jusqu'en décembre 2018. Les États-Unis sont le premier marché avec plus de 93 000 unités livrées jusqu'en décembre 2018. Le Japon se classe ensuite avec environ 61 200 unités jusqu'en décembre 2018, suivi de l'Europe avec près de 14 800 unités jusqu'en juin 2018.

Le tableau suivant présente les modèles hybrides rechargeables dont les ventes mondiales cumulées sont d'environ 100 000 unités ou plus depuis l'introduction de la première voiture hybride rechargeable de série moderne, la BYD F3DM , en 2008 jusqu'en décembre 2020 :

Plusieurs pays ont mis en place des subventions et des crédits d'impôt pour l'achat de nouveaux véhicules électriques rechargeables (VE), y compris des véhicules électriques hybrides rechargeables, et l'incitation économique dépend généralement de la taille de la batterie. Les États-Unis offrent un crédit d'impôt fédéral sur le revenu pouvant atteindre 7 500 USD et plusieurs États ont des incitations supplémentaires [ . Le Royaume-Uni offre une subvention pour les voitures rechargeables jusqu'à un maximum de 5 000 £ ( 7 600 USD ). En avril 2011, 15 des 27 États membres de l'Union européenne accordaient des incitations fiscales pour les véhicules rechargeables électriquement, ce qui inclut tous les pays d'Europe occidentale ainsi que la République tchèque et la Roumanie . En outre, 17 pays prélèvent des taxes sur le dioxyde de carbone sur les voitures particulières à titre dissuasif. Les incitations consistent en des réductions et des exonérations fiscales, ainsi que des primes pour les acheteurs de véhicules entièrement électriques et hybrides rechargeables, de véhicules hybrides et de certains véhicules à carburant alternatif .

États-Unis

Les mesures incitatives pour le développement des PHEV sont incluses dans la loi sur l'indépendance et la sécurité énergétiques de 2007. [ La loi sur l'amélioration et l'extension de l'énergie de 2008 , signée le 3 octobre 2008, accorde des crédits d'impôt pour l'achat de PHEV. Le plan New Energy for America du président Barack Obama prévoit le déploiement d'un million de véhicules hybrides rechargeables d'ici 2015, et le 19 mars 2009, il a annoncé des programmes consacrant 2,4 milliards de dollars au développement de véhicules électriques.

L' American Recovery and Reinvestment Act de 2009 les kits de conversion à la propulsion électrique rechargeable et pour les véhicules à 2 ou 3 roues. Le total final inclus dans la loi qui va aux PHEV s'élève à plus de 6 milliards de dollars.

En mars 2009, dans le cadre de l'American Recovery and Reinvestment Act, le ministère américain de l'Énergie a annoncé la publication de deux appels d'offres pour un financement fédéral pouvant atteindre 2 milliards de dollars pour des accords de partage des coûts attribués de manière compétitive pour la fabrication de batteries avancées et de composants de propulsion associés, ainsi que jusqu'à 400 millions de dollars pour des projets de démonstration et de déploiement d'électrification des transports . Cette annonce contribuera également à atteindre l'objectif du président Barack Obama de mettre un million de véhicules hybrides rechargeables sur les routes d'ici 2015.

Les déploiements publics incluent également :

• Le département américain de l'Énergie a annoncé qu'il verserait 30 millions de dollars de financement à trois entreprises sur trois ans pour favoriser le développement des véhicules hybrides rechargeables
• L'USDOE a annoncé la sélection de Navistar Corporation pour une subvention à frais partagés pouvant atteindre 10 millions de dollars pour développer, tester et déployer des autobus scolaires électriques hybrides rechargeables (PHEV).
• Le DOE et la Suède ont signé un protocole d'accord pour faire progresser l'intégration du marché des véhicules hybrides rechargeables
• Centre de recherche PHEV
• Le maire de San Francisco, Gavin Newsom , le maire de San Jose, Chuck Reed , et le maire d'Oakland, en Californie, Ron Dellums, ont annoncé un plan politique en neuf étapes pour transformer la région de la baie de San Francisco en « capitale des véhicules électriques (VE) des États-Unis » et du monde . Des partenariats avec Coulomb , Better Place et d'autres sont également en cours. Les premières stations de recharge ont été installées à San Jose (plus d'informations dans Hybrides rechargeables en Californie ).
• Projet pilote PHEV de l’État de Washington
• Proposition du gouverneur du Texas Rick Perry pour un crédit d'impôt de 5 000 $ pour les véhicules hybrides rechargeables dans les communautés « non conformes »
• Seattle , qui comprend les véhicules convertis de la flotte publique de la ville, le port de Seattle , le comté de King et la Puget Sound Clean Air Agency

Union européenne

L'électrification des transports ( électromobilité ) est une priorité du programme de recherche de l'Union européenne . Elle figure également en bonne place dans le plan européen de relance économique présenté en novembre 2008, dans le cadre de l'initiative Voiture verte. La DG TREN soutiendra un grand projet européen d'«électromobilité» sur les véhicules électriques et les infrastructures associées, doté d'un budget total d'environ 50 millions d'euros dans le cadre de l'initiative Voiture verte.

Les organisations qui soutiennent les véhicules hybrides rechargeables comprennent le Fonds mondial pour la nature , la National Wildlife Federation , et CalCars .

D'autres organisations de soutien sont Plug In America , l' Alliance pour la protection du climat , les Amis de la Terre , le Rainforest Action Network , le Rocky Mountain Institute (Project Get Ready), le San Francisco Bay Area Council , l'Apollo Alliance, la Set America Free Coalition , le Silicon Valley Leadership Group et le Plug-in Hybrid Electric School Bus Project .

FPL et Duke Energy ont déclaré que d'ici 2020, tous les nouveaux achats de véhicules de flotte seront des véhicules hybrides rechargeables ou entièrement électriques.