Audi duo 2 de 1991 – La seconde génération d’hybride sur base de 100 Avant quattro C4

Au salon automobile de Genève 1992, l’Audi duo 2 est présentée avec la nouvelle carrosserie de l’Audi 100 Avant quattro C4. Contrairement aux véhicules automobiles conventionnels, l’Audi duo possède deux moteurs. Un moteur à combustion qui entraîne les deux essieux et un moteur électrique supplémentaire qui entraîne, en cas de besoin, l’essieu arrière.

Cette nouvelle solution qui regroupe « deux systèmes en un seul » a bénéficié de perfectionnements permanents au cours des deux dernières années, se basant sur le concept de l’Audi duo 1 de 1989. En 1992, Audi a débuté la préparation de plusieurs Audi duo dotées de la nouvelle technique de transmission. Elles étaient destinées à différents utilisateurs qui prouveront par des essais pratiques qu’elles répondent parfaitement aux exigences de la circulation quotidienne. D’autres utilisations sont également prévues, comme par exemple à l’occasion des floralies d’Ingolstadt.

Une technique innovatrice
Développée en 1991, la seconde génération de l’Audi duo est équipée du moteur à essence bien connu, le moteur à 4 cylindres de 2,0 litres (2.0 E), développant 115 ch (85 kW) et monté à l’avant. Par l’intermédiaire d’une boîte mécanique à cinq vitesses, ce moteur commande en permanence les essieux avant et arrière. Les forces motrices étant réparties dans des proportions variables grâce au différentiel interponts autobloquant Torsen, l’Audi duo mue par le moteur à combustion offre les réserves de sécurité et avantages de traction bien connus du système quattro.

En cas de besoin, l’Audi duo 2 peut aussi être animée par un moteur électrique. Audi présente une nouveauté qui améliore considérablement ce système : un moteur synchrone triphasé de 28,6 ch (21 kW) à excitation permanente, refroidi par eau.

Le carter du moteur électrique – le « stator » qui supporte les enroulements en fils de cuivre – est vissé sur le boîtier de différentiel de l’essieu arrière pour former un
assemblage rigide. Le rotor doté des aimants permanents du moteur électrique relie l’arbre de cardan au pignon d’attaque du différentiel. L‘arbre de cardan de l’Audi duo est donc plus court que celui de l’Audi 100 quattro.

La puissance du moteur synchrone triphasé n’atteint que 25 % environ de la puissance du moteur à essence. Pourtant le moteur électrique permet à l’Audi duo d’un poids de 1 800 kg environ d’atteindre les vitesses autorisées en ville.

Ces performances sont obtenues grâce à l’inversion de l’enroulement du moteur triphasé – une autre nouveauté sur les voitures à moteur électrique. Le fonctionnement est comparable à celui d’une boîte à deux vitesses entièrement automatique. Grâce a l’inversion de l’enroulement, le moteur électrique fournit un couple de 360 Nm au premier rapport et de 220 Nm au deuxième rapport.

A une vitesse de 25 km/h, l’inversion s’effectue automatiquement. Si la vitesse tombe à moins de 20 km/h, le conducteur peut « rétrograder » en actionnant le kick-down avec la pédale d’accélérateur. Avec le moteur électrique, l’Audi duo fonctionne comme une voiture à boîte de vitesses automatique, le conducteur n’a qu’à actionner la pédale d’accélérateur.

La possibilité de changer de mode de propulsion dans toutes les conditions de fonctionnement est nouvelle. Sur l’étude du concept duo présentée pour la première fois au public en 1990, à Genève, le passage du moteur à combustion au moteur électrique n’était possible que sur la voiture arrêtée. Sur la nouvelle Audi duo, le conducteur peut aussi passer d’un mode de propulsion à l’autre lorsque la voiture roule à une vitesse inférieure à 65 km/h.

En mode de propulsion électrique, la vitesse maximale de l’Audi duo est de 65 km/h. Elle monte à 50 km/h en 12 sec. Avec une batterie au sodium-soufre, l’Audi duo a une autonomie de 80 km environ.

En mode de propulsion électrique, l’Audi duo est une voiture à propulsion vu que le différentiel interponts Torsen coupe automatiquement la transmission des forces au train avant.

Lorsque la voiture est mue par le moteur électrique, les systèmes tels que le servofrein, le système antiblocage et la direction assistée améliorant la sécurité et le confort sont entièrement efficaces. Par ailleurs, l’Audi duo offre le même niveau de sécurité exemplaire que la nouvelle et 4ème génération (type C4) de modèles Audi 100. Outre la carrosserie considérablement optimisée au point de vue rigidité, elle possède entre autres le système de sécurité procon-ten mis au point par Audi ainsi que les protecteurs latéraux supplémentaires dans les portes.

Les batteries
Les batteries constituent les éléments les plus importants de tous les véhicules électriques ou hybrides car elles déterminent dans une large mesure, non seulement les performances et l’autonomie du véhicule, mais aussi le volume utile, la charge utile et le prix.

L’Audi duo peut fonctionner avec trois types de batteries différentes. Les performances citées ci-dessus sont obtenues avec une batterie à base de sodium-soufre ayant une tension de 252 volts. Cependant, cette batterie à haute énergie n’était pas toujours disponible sans restriction et elle était proposée à un prix très élevé.

Sur le modèle précédent de l’Audi duo, le constructeur allemand avait utilisé une batterie à base de nickel-cadmium d’une tension de 64,8 volts. Des essais avec une batterie du même type de 252 volts, donc nettement plus puissante, étaient prévus sur l’Audi duo. Cette batterie est adaptée au nouveau moteur triphasé. Les batteries à base de nickel/cadmium présentent une plus grande longévité et autorisent une recharge rapide.

Avec les accumulateurs conventionnels au plomb, l’autonomie de l’Audi duo est nettement inférieure en raison de la plus faible capacité d’accumulation d’énergie.

Comparaison des trois types de batteries utilisables sur l’Audi duo : plomb 8,4 kWh, nickel-cadmium 12,0 kWh et sodium-soufre 20,2 kWh d’énergie accumulée. On note par ailleurs d’importantes différences au niveau du poids des batteries : 323 kg (plomb), 265 kg (nickel-cadmium), 224 kg (sodium-soufre).

Selon le chargeur utilisé, la technique appliquée et le type de batterie, la durée de recharge peut se situer entre une et huit heures. Un indicateur informe en permanence le conducteur sur l’état de charge de la batterie pour lui permettre de procéder en temps utile à la recharge. Durant le roulage, l’Audi duo utilise aussi l’énergie de freinage pour recharger les accumulateurs.

Sur l’Audi duo, le jeu de batteries est logé dans la cuvette de la roue de secours sous le coffre. Malgré ce fait, Audi n’a pas renoncé à la roue de secours, une roue galette étant logée dans le bac latéral gauche du compartiment de chargement.

Malgré l’encombrement et le poids supplémentaire du moteur électrique et des batteries, la charge utile et le volume de chargement de l’Audi duo n’ont pas été réduits. Le châssis et la suspension de l’Audi duo ont été adaptés au poids plus élevé du véhicule hybride.

Il est bien connu que le courant électrique arrive à la prise de courant, mais il ne faut pas oublier qu’il doit tout d’abord être produit. La production du courant par panneaux solaires est le procédé le plus écologique. Audi a mis au point une station-service solaire et a démontré à Genève les possibilités d’utilisation de l’énergie solaire pour recharger les accumulateurs des véhicules électriques.

Un système d’entraînement pour l’avenir
La circulation toujours croissante exige des concepts de véhicules entièrement nouveaux, en particulier pour les agglomérations. Les zones à circulation limitée et les zones piétonnes sont de plus en plus nombreuses. Pourtant on ne pourra pas renoncer entièrement à l’automobile car dans les zones à circulation limitée beaucoup d’habitants ont absolument besoin du transport individuel et il va sans dire que l’approvisionnement des hommes et des entreprises implantées dans les villes doit toujours être garanti.

L’Audi duo 2 a été conçue pour une fabrication en série. Les moyens supplémentaires à mettre en œuvre par rapport à un véhicule équipé uniquement d’un moteur à combustion, restent dans des limites acceptables vu que le moteur électrique supplémentaire est monté sur un véhicule de série.

Ce concept de véhicule avait vocation à réduire la pollution et les problèmes de circulation à l’intérieur des villes, car la formule « deux systèmes réunis en un seul » permet de résoudre des problèmes de transport qui, en général, exigent deux véhicules avec des moteurs différents : des véhicules à moteur électrique de plus faible autonomie pour les zones de circulation qui leur sont réservées et des voitures à moteur à combustion conventionnel pour la circulation en dehors des zones réglementées. Grâce à l’Audi duo, le parc automobile et les aires de parking nécessaires n’avaient pas besoin d’être agrandis.

Un concept hybride loin de convaincre
Malgré ses nombreuses qualité sur papier, l’Audi duo 2 n’est pas entrée en grande production, restant à l’état de petite série d’une vingtaine de modèles servant à tester la technologie en interne et avec des universitaires. Il faudra attendre 1996 pour voir arriver la troisième génération de l’Audi duo sur la base de l’Audi A4 Avant B5.

Photos : Audi