Si les voitures électriques sont aujourd’hui dans l’air du temps et voient leurs ventes en constante progression, cela n’a pas toujours été le cas. Dès la fin du XIXe siècle, les premières voitures disponibles étaient électriques. Oui, les premiers pas de l’automobile se sont faits à l’électricité. Les véhicules électriques ont continué à être utilisés pour le transport de marchandises ainsi que pour les transports publics, en particulier les véhicules ferroviaires. Face à une prise de conscience forte des problèmes associés aux hydrocarbures, et en particulier aux conséquences liées aux émissions de particules des véhicules thermiques sur l’environnement, l’intérêt pour la voiture électrique est revenu !
Vous vous interrogez sur le fonctionnement des voitures électriques ? C’est le moment d’étancher votre soif de connaissances. Découvrez tout ce qu’il y a savoir sur les technologies des voitures électriques avec Honda. Comptant 90 % de pièces mobiles en moins que sur les voitures à essence et une histoire bien plus ancienne que l’on pourrait imaginer, les véhicules électriques ne relèvent pas tant de la science-fiction à laquelle on pourrait les assimiler. Il s’agit tout bonnement des moyens de locomotion de demain.
Une voiture électrique fonctionne grâce à une batterie intégrée, sans boîte de vitesses, pistons ou courroies de transmission. Contrairement aux moteurs thermiques, elle utilise un moteur électrique pour propulser le véhicule. Découvrez tout ce que vous devez savoir pour comprendre le fonctionnement de ce type de véhicule révolutionnaire.
Composants et Technologies Clés
Pour faire simple, un moteur de voiture électrique produit et pompe l’énergie de la batterie pour l’acheminer aux roues. Il sert à guider l’électricité au bon endroit, créant ainsi un couple utilisable (une force de rotation qui fait bouger la voiture). Le couple se mesure en tr/min (ou tours par minute), un moteur électrique typique pouvant tourner entre 2 500 et 4 000 tr/min. Il s’agit donc d’une puissance importante puisqu’à titre de comparaison, un sèche-linge ordinaire tourne à environ 50 tr/min.
Ce fonctionnement se veut quelque peu plus complexe lorsque l’on se penche sur la « transmission électrique » du véhicule. Il s’agit pour ainsi dire de la salle des machines de la voiture électrique, composée du moteur, des arbres de transmission et de la transmission. Les arbres de transmission transfèrent la puissance du moteur aux roues, tandis que la transmission permet de réguler le moteur.
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Le Moteur Électrique
Le moteur électrique exploite la force électromagnétique pour générer du mouvement. Les pièces qui le composent convertissent l’électricité en énergie mécanique sur le principe physique de l’aimantation. La partie statique de la machine, le « stator », grâce à la force du courant, fait tourner le « rotor », la pièce mobile. Le moteur électrique est réversible.
La Batterie
La puissance de la batterie détermine la capacité d’autonomie de la voiture électrique. Des milliers de cellules composent cette pièce maîtresse, dans laquelle le courant se répartit. Il s’agit en fait de petites piles qui sont assemblées les unes avec les autres. Les batteries au plomb, du fait de leur faible autonomie et de leur encombrement, ont été remplacées par des batteries au lithium, qui permettent une plus grande autonomie. La batterie stocke l’énergie électrique avec une solution chimique. On soutire des électrons à cette solution chimique, qui devient stable et l’équilibre s’établit entre les bornes + et - de la batterie. Pour recharger la batterie, il faut réinjecter des électrons à la borne.
La quantité d’énergie que la batterie électrique peut stocker s’exprime en kilowattheure (kWh). Le kilowatt (kW) correspond au débit d’électricité que la batterie délivre. Concrètement : avec une puissance de 10 kW, une batterie de 50 kWh peut se recharger en cinq heures environ.
Freinage Régénératif
Les voitures électriques sont équipées de systèmes de régénération d'énergie. Une fois l'énergie récupérée, lors des freinages ou des décélérations, elle est stockée dans la batterie.
Néanmoins, les freins régénératifs sont une composante fondamentale des technologies de voitures électriques, qui est méconnue du grand public. Pour rentrer dans le dur, il y a le mode « régénératif » qui n’est qu’une question de recyclage de l’énergie, combiné aux freins qui servent à ralentir ou à arrêter les véhicules. En bref, le freinage régénératif récupère l’énergie cinétique habituellement perdue lors du freinage d’une voiture pour la transformer en électricité et ainsi améliorer l’efficacité de votre véhicule. En fonction des besoins de votre voiture, cette énergie peut être stockée et utilisée aussitôt.
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Recharge d'une Voiture Électrique
Les technologies des voitures électriques n’ont en réalité rien de bien compliqué. Pour faire simple, un moteur de voiture électrique produit et pompe l’énergie de la batterie pour l’acheminer aux roues. Il sert à guider l’électricité au bon endroit, créant ainsi un couple utilisable (une force de rotation qui fait bouger la voiture).
La recharge de votre véhicule électrique ne doit pas nécessairement être compliquée. Toutefois, il y a quelques points à savoir pour mieux appréhender le principe de fonctionnement.
- Depuis août 2019, le nombre de bornes de recharge disponibles au Royaume-Uni a plus que quadruplé, passant de 9 199 à près de 46 000.
- Bien que certaines d’entre elles soient gratuites, beaucoup nécessitent une inscription, un abonnement ou un paiement pour les utiliser.
Néanmoins, il n’y a pas que des bornes de recharge en libre service. Contrairement aux véhicules à essence, vous pouvez « faire le plein » de votre voiture électrique à domicile (et pas besoin d’un laboratoire pour ça). Pour bénéficier de ce processus, il suffit d’utiliser une prise ou plus idéalement, d’installer votre propre borne de recharge reliée à votre alimentation secteur. Le coût de l’opération peut être amorti par une subvention publique de jusqu’à 350 £, ce qui peut améliorer l’efficacité et l’aspect pratique de la recharge.
Une fois fin prêt à recharger, vous n’aurez qu’à brancher votre voiture, puis à vaquer à vos occupations (inutile d’attendre la fin de l’opération). Si la plupart des foyers sont équipés de prises 230 V, il y a d’autres options de recharge plus rapides.
Les temps de recharge peuvent varier en fonction de la taille de votre batterie, sachant que votre voiture électrique n’a pas besoin d’être rechargée à 100 % pour rouler. Il est également peu probable d’épuiser totalement la batterie au fil des jours sur de courts trajets, qui nécessitent pas de recharge complète.
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Vous ne pouvez charger la batterie d’un véhicule qu’au taux de charge maximal que le véhicule peut accepter. Par exemple, si votre véhicule a un taux de charge maximal de 7 kW, vous ne le rechargerez pas plus vite en utilisant une borne de recharge de 22 kW. Le temps nécessaire pour recharger sera également déterminé par le taux de charge maximal de la borne de recharge que vous utilisez.
Tableau Récapitulatif des Solutions de Recharge
| Type de Recharge | Description | Temps de Recharge Estimé |
|---|---|---|
| Prise Domestique Standard | Utilisation d'une prise 230V classique à domicile. | 8 à 12 heures pour une recharge complète. |
| Borne de Recharge Domicile (Wallbox) | Installation d'une borne dédiée pour une recharge plus rapide. | Variable selon la puissance (3,7 kW à 22 kW). |
| Bornes de Recharge Publiques | Disponibles dans les parkings, centres commerciaux, etc. | Variable selon la puissance de la borne. |
| Recharge Rapide (Courant Continu) | Bornes offrant une puissance de charge supérieure à 50 kW. | 30 minutes pour une recharge de 10 à 80 %. |
Avantages des Voitures Électriques
De plus en plus de constructeurs misent sur la voiture électrique et chaque année de nouveaux modèles sont lancés. Dans le même temps, un nombre croissant de conducteurs prennent le virage de l’électromobilité. La voiture électrique présente en effet un grand nombre d’avantages :
- Elle respecte l’environnement grâce à la réduction des émissions de CO2 : les véhicules électriques n’ayant pas de pot d’échappement, ils n’émettent pas de gaz d’échappement. Cela réduit considérablement la pollution atmosphérique, en particulier dans les villes encombrées. Encourager l’utilisation de voitures électriques est ainsi un levier pour les municipalités qui souhaitent assainir la qualité de l’air afin d’améliorer la santé et la qualité de vie de leurs habitants.
- Elle permet de faire des économies sur le long terme : le coût de revient de la voiture électrique est intéressant par rapport à l’essence ou au Diesel. En moyenne, on peut, sur un an, diviser par 5 les coûts du « plein » comparé à une voiture thermique, à kilométrage similaire.
- Elle est plus fiable qu’une voiture thermique : son fonctionnement est beaucoup plus simple. Il y a moins de pièces qui s’usent, et celles qui sont concernées s’usent moins rapidement, notamment les freins, grâce au freinage régénératif. L’entretien d’une voiture électrique permet de faire des économies assez substantielles par rapport aux véhicules thermiques. Même chose pour l’entretien d’une voiture hybride.
- Elle améliore l’expérience de conduite : le véhicule électrique permet une prise de vitesse rapide. Son centre de gravité est placé vers le bas. Son poids est plus léger qu’un véhicule traditionnel.
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