Les voitures électriques stockent l’énergie dans des batteries rechargeables et utilisent un ou plusieurs moteurs électriques pour alimenter le véhicule – pas besoin d’essence! Ce qui distingue les BEV (véhicules électriques à batterie) des autres véhicules, c’est qu’ils fonctionnent uniquement à l’électricité. Les hybrides (ou HEV, véhicules hybrides électriques) et les hybrides rechargeables (PHEV) associent toujours l’énergie électrique à un moteur à essence.

Les voitures électriques sont beaucoup moins complexes que les voitures à essence. Ils ont beaucoup moins de pièces mobiles – il n’y a pas de vidange d’huile, pas de reconstruction de transmission, et même l’usure du système de freinage est réduite. La réduction des coûts de maintenance est donc l’un des principaux avantages du passage à l’électrique.

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Batterie rechargeable

Si vous êtes habitué aux véhicules à essence, par souci de simplicité, considérez l’électricité comme du carburant, la batterie rechargeable comme le réservoir de carburant et le moteur électrique comme le moteur.

La batterie est le composant le plus gros, le plus cher et le plus important d’une voiture électrique. Il stocke l’énergie électrique nécessaire à la voiture et alimente ses composants. La plupart des batteries de voitures électriques modernes sont au lithium-ion, car elles stockent des niveaux d’énergie élevés tout en restant relativement légères. En règle générale, une batterie plus grosse (mesurée en kilowattheures ou kWh) signifie une plus grande autonomie électrique.

La batterie est chargée à l’aide d’une source d’alimentation externe – une prise de charge est insérée dans le port de charge de la voiture. Considérez la prise de charge comme l’équivalent EV d’une buse de carburant dans une station-service. Le chargeur embarqué de la voiture convertit le courant électrique de la prise en un format capable de charger la batterie, qu’il s’agisse de courant alternatif (AC) – comme le type d’alimentation de nos prises murales domestiques – ou de DC (courant continu) – comme le type disponible dans les bornes de recharge rapide publiques.

Électronique de puissance et systèmes auxiliaires

L’électronique de puissance est un autre composant important des voitures électriques. Ils gèrent le flux d’énergie électrique délivré par la batterie de traction au moteur électrique. L’électronique de puissance gère également la vitesse de rotation du moteur et contrôle le couple produit par le moteur.

L’électronique de puissance aide également à distribuer l’énergie électrique de la batterie de traction aux systèmes auxiliaires du véhicule, tels que les systèmes d’éclairage, de chauffage, de ventilation et d’infodivertissement. Plutôt que la batterie principale, une batterie auxiliaire séparée – identique à celles que l’on trouve dans les véhicules à essence – est responsable de l’alimentation de ces systèmes. Cette batterie est maintenue chargée par le convertisseur CC/CC, qui convertit le courant continu haute tension de la batterie de traction en courant continu basse tension nécessaire pour alimenter les systèmes auxiliaires.

Le système de gestion thermique du véhicule doit également être mentionné. Il permet de s’assurer que les batteries du véhicule fonctionnent dans la bonne plage de température. Lorsqu’une voiture électrique accélère, l’énergie électrique de la batterie est déchargée et de la chaleur est générée ; étant donné que l’accélération est souvent la principale méthode de décharge de la batterie, sans un système de refroidissement approprié, la batterie surchaufferait rapidement.

Comment fonctionnent les moteurs de voitures électriques

En utilisant l’énergie électrique de la batterie, le moteur électrique convertit cette énergie en énergie mécanique, qui entraîne les roues. La plupart des véhicules électriques n’ont pas de transmission à plusieurs vitesses, il n’y a donc pas de vitesse à changer. Selon le nombre et l’emplacement des moteurs, une voiture électrique peut être à traction avant (FWD), à propulsion arrière (RWD) ou à traction intégrale (AWD). Certaines voitures électriques ont même un moteur à chaque roue !

Un moteur électrique a deux composants principaux : le stator, qui est la partie fixe du moteur, et le rotor, qui est la partie mobile du moteur. Le stator est construit en empilant des anneaux minces et stratifiés et en les formant dans un cylindre creux; des fentes à l’intérieur creux permettent au fil conducteur de s’enrouler et de façonner les bobines.

Le rotor a un noyau, des tiges conductrices et deux anneaux d’extrémité. De minces disques stratifiés sont empilés, les formant en un cylindre solide avec une tige traversant le centre. À l’extérieur du noyau du rotor, il y a des fentes comme sur le noyau du stator qui s’étendent en diagonale à travers le cylindre au lieu d’être parallèles à la tige au centre.

Le long de ces lignes diagonales du noyau du rotor, des tiges conductrices sont insérées et des anneaux d’extrémité sont placés des deux côtés du noyau pour verrouiller les tiges en place. Le rotor glisse dans le noyau creux du stator et deux cloches d’extrémité sont placées de chaque côté de la tige centrale du noyau du rotor.

Lorsque l’énergie électrique est fournie au moteur, les bobines produisent un champ magnétique rotatif qui induit un courant à travers les bielles du rotor à cage d’écureuil, ce qui fait tourner le rotor. Ce rotor en rotation crée l’énergie mécanique nécessaire pour faire tourner les roues de la voiture.

Freinage récupératif

L’un des avantages des moteurs électriques est la fonction de « freinage régénératif ». Lorsque vous retirez votre pied de la pédale d’accélérateur (pas d’accélérateur !), Le moteur s’inverse et convertit le mouvement vers l’avant de la voiture en énergie électrique. L’énergie est ensuite renvoyée à la batterie, récupérant l’énergie qui serait autrement gaspillée. Il ne sera pas près de recharger complètement la batterie de votre voiture électrique, mais le freinage régénératif vous donne un peu plus d’autonomie.