Un véhicule électrique, de l’extérieur, semble être une automobile typique. Il faut regarder sous le capot et sous le plancher pour découvrir les différences. Il utilise en effet de l’électricité provenant d’une source externe plutôt que la chaleur d’un moteur à combustion interne. Nous allons suivre le parcours de l’électricité depuis un réseau public jusqu’à une roue afin de comprendre le fonctionnement d’une voiture électrique étape par étape.
Qu’est-ce qu’une voiture électrique ?
Une voiture électrique, contrairement à une automobile à essence, est alimentée par une batterie. La technique consistant à créer un champ magnétique autour d’un élément fixe, qui a été mise au point à la fin du XIXe siècle, est connue sous le nom d’induction magnétique. Le stator transmet alors l’énergie nécessaire pour faire tourner le rotor. En d’autres termes, le courant produit va permettre de propulser le moteur et les roues grâce à l’énergie mécanique.
De l’extérieur, une voiture électrique et une voiture thermique semblent identiques. A l’intérieur, ce sont deux pôles opposés. Il n’y a plus de réservoir d’essence, de boîte de vitesses ou de courroies. La voiture électrique ne nécessite qu’une batterie, un moteur électrique et un programme informatique pour tout contrôler. Lorsque la batterie est déchargée, il suffit de la rebrancher à l’aide d’une prise, d’une wallbox ou d’une station de charge.
Comment fonctionne une voiture électrique ?
La batterie
La raison la plus importante pour laquelle les voitures électriques sont si chères est qu’elles sont toutes construites sur le même principe qu’un véhicule à essence. La capacité totale d’une batterie au lithium est exprimée en kWh. Un modèle standard a une capacité comprise entre 30 et 90 kWh. Une voiture électrique consomme en moyenne 15 kWh aux 100 kilomètres. C’est aussi l’élément le plus lourd et le plus coûteux d’une automobile électrique.
La majorité des voitures ont une autonomie de 200 kilomètres ou moins. D’autres facteurs, tels que le style de conduite, la température extérieure et l’utilisation d’équipements particuliers, peuvent affecter l’autonomie.
Une batterie a une durée de vie de dix ans et de 1 500 à 2 000 cycles de recharge. Au-delà, il faudra la remplacer. Le prix d’une batterie pour une petite automobile est d’environ 8 000 €. Pour limiter les dépenses, certains constructeurs proposent la location de la batterie plutôt que sa possession.
Après la date d’expiration, les piles conservent 80 % de leur puissance initiale. Par conséquent, elles peuvent être simplement recyclées pour un usage domestique.
La recharge
La première étape consiste à charger la batterie. Un véhicule électrique doit être raccordé à une prise de courant, une wallbox ou une station de recharge pour que ses batteries puissent être chargées. La liaison est établie à l’aide d’un câble dont les connexions sont adaptées. Il en existe plusieurs, en fonction de la technologie de charge utilisée.
Vous utilisez normalement votre propre câble avec des connexions de type 2 pour vous recharger à la maison, au travail ou sur de petites stations de recharge publiques. Le câble est connecté et offre deux normes : la norme européenne Combo CCS et la norme japonaise Chademo. Si cela peut paraître difficile au début, la prise en main est simple. Il n’y a aucune possibilité d’erreur car les connecteurs n’ont pas la même forme et ne peuvent donc pas être branchés sur la mauvaise prise.
Lorsque la connexion est réussie, le courant électrique alternatif (CA) qui circule dans le réseau de distribution suit le câble connecté à la voiture. Le véhicule effectue une série de tests à l’aide de son ordinateur de bord. Il vérifie, entre autres, que le courant est de qualité suffisante, qu’il est correctement réglé et que la phase de terre est adéquate pour assurer une charge sûre.
Le freinage régénératif
Le plus grand atout du véhicule électrique est sa capacité à convertir l’énergie cinétique en électricité grâce au “freinage par récupération” ou “mode B” Lorsque vous retirez votre pied de l’accélérateur et que vous freinez, le moteur électrique tourne dans le vide et produit de l’électricité. L’énergie générée est alors immédiatement réinjectée dans la batterie.
Le frein régénératif fonctionne en utilisant le processus de freinage naturel pour charger une batterie. Cette méthode de régénération est également appelée “regen” Le moteur ne fonctionnant pas en permanence, cette fonction vous permet d’économiser du carburant sans lever le pied de l’accélérateur. Il existe deux méthodes pour utiliser ce système : hybride parallèle et hybride série. -> Avec cette approche, les disques et les plaquettes de frein sont protégés, ce qui permet de les entretenir plus longtemps que dans un véhicule à combustion. Certains véhicules vous permettent même de régler le niveau de puissance du frein régénératif.
Le convertisseur
Cet appareil convertit le courant alternatif du secteur en courant continu (CC). Les batteries, en effet, ne stockent l’énergie que sous forme de courant continu. Pour éviter cette procédure et se charger plus rapidement, certains terminaux convertissent eux-mêmes l’électricité pour injecter directement du courant continu dans la batterie.
La majorité des bornes de recharge en courant continu sont des prises de recharge rapide “lente” et “ultra-rapide”, comme celles que l’on trouve sur les aires d’autoroute. Ces stations, plutôt coûteuses et encombrantes, ne sont pas destinées à être installées dans les résidences privées.
Conclusion
Une voiture électrique est alimentée en électricité par des batteries qui sont chargées à l’aide d’un convertisseur de courant alternatif en courant continu. L’électricité est tirée des batteries pour alimenter le moteur électrique, qui à son tour fait avancer la voiture. Lorsque vous freinez, le moteur électrique tourne dans le vide et produit de l’électricité qui est réinjectée dans la batterie. Ce processus de régénération permet d’économiser du carburant sans lever le pied de l’accélérateur. Il existe deux méthodes d’utilisation de ce système : l’hybride parallèle et l’hybride série
Certains constructeurs proposent de louer la batterie plutôt que de la posséder. Après la date d’expiration, les batteries conservent 80 % de leur puissance initiale. Elles peuvent donc être simplement recyclées pour un usage domestique
Pour recharger une voiture électrique, il faut la brancher sur une prise de courant, une wallbox ou une borne de recharge.