Comprendre le fonctionnement de la voiture électrique

La première voiture électrique date du 19ème siècle ! Ces véhicules sont en vogue aujourd’hui, mais beaucoup de gens se demandent encore comment ils fonctionnent, car ils sont très différents des voitures à essence ou diesel. Le Média Vert vous explique en détail leur mécanique.

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Le système de propulsion de la voiture électrique

En apparence, une voiture électrique ressemble généralement à tous les véhicules. Côté conducteur, sa conduite est également la même que celle d’une voiture thermique : elle est dotée d’une pédale d’accélérateur pour la faire avancer.

La différence se trouve sous le capot et sous le plancher. Au lieu d’un moteur thermique (à essence ou diesel), elle utilise de l’électricité. Ce type de véhicule n’a pas besoin d’embrayage, lorsque le conducteur appuie sur la pédale d’accélérateur, un signal électrique est envoyé à un module appelé convertisseur onduleur. Un autre convertisseur complémentaire alimente le moteur électrique tout en traitant des capteurs (capteur de vitesse, capteur de roue, etc.) et d’autres composants disséminés dans la voiture.

Les éléments suivants composent cette chaîne cinématique :

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  • Les batteries Haute Tension ou HT : pour stocker l’énergie électrique. À la place des réservoirs de carburants pour les voitures à moteur thermique, le véhicule électrique est équipé de batteries pour alimenter le moteur en énergie électrique ;
  • Le module chargeur : son rôle est de recharger les batteries HT. Cet élément sert aussi d’interface entre celles-ci et le réseau électrique de distribution. En effet, les batteries ne peuvent stocker l’énergie que sous forme de courant continu. Cet organe convertit donc le courant alternatif du réseau (220 volts) en courant continu (400 volts) ;
  • Le convertisseur onduleur : c’est l’interface entre les batteries HT et le moteur électrique ;
  • Le moteur électrique : il entraîne les roues. Le moteur transforme l’énergie électrique des batteries en énergie mécanique pendant les phases de traction de la voiture. En phase de freinage, il inverse le processus. Dans ce cas, on parle de régénération électrique.
  • La batterie 12 volts : son rôle est d’alimenter le circuit de bord et les consommateurs électriques comme pour les autres types de voitures (confort : multimédia, lève-vitres électriques, climatisation… ; signalisation : essuie-glaces, feux… ; etc.)
  • Le convertisseur 400 – 12 V : il assure la recharge de la batterie 12 volts.

Voiture électrique : principe et phases de fonctionnement

La phase d’accélération

Les batteries HT alimentent le moteur électrique à travers le convertisseur onduleur, ce qui entraîne le mouvement des roues.

La phase de décélération ou freinage

Le moteur, entraîné par le mouvement des roues, produit un courant électrique, transmis par le convertisseur onduleur aux batteries HT.

La phase de charge

Lorsque la voiture est immobilisée, le convertisseur 400 – 12 V recharge les batteries HT.

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Avantages et inconvénients du moteur électrique

Les qualités

  • Il n’émet aucune pollution (CO2 et pollution sonore)
  • Il est performant. Son rendement théorique est estimé à 100 % (contre 35 % pour les moteurs thermiques). Quelles que soient les conditions météorologiques, il démarre au quart de tour.
  • Il est silencieux
  • Son entretien est très limité. D’une conception simple, le moteur électrique est équipé de très peu d’éléments mécaniques en mouvement. Il ne requiert ni vidange, ni contrôle pollution, etc.
  • Il utilise une énergie propre.

Les défauts

  • L’autonomie : en dépit des progrès technologiques constants, son autonomie se révèle limitée (entre 150 et 300 km)
  • Le poids : les batteries sont plutôt lourdes et chargent considérablement la masse totale de la voiture
  • L’impact environnemental : la production de batteries, son utilisation et son recyclage ont un impact comparable à celui des moteurs thermiques

Le coût d’achat : il est conditionné par les aides gouvernementales pouvant atteindre les 6 000 euros et jusqu’à 11 000 euros avec la prime à la conversion.