Oubliez les pistons, les engrenages et les courroies, les voitures électriques n’en ont pas ! Ces véhicules fonctionnent beaucoup plus facilement que les voitures diesel et essence. Visuellement, une voiture électrique ressemble à n’importe quel autre véhicule. Il faut regarder sous le plancher ainsi que sous le capot pour voir la différence. L’électricité est utilisée à la place d’un moteur à combustion interne qui utilise la chaleur comme énergie. Pour comprendre comment fonctionnent les véhicules électriques, traçons le flux d’électricité du réseau public jusqu’aux roues. Nous vous expliquons tous les détails sur leur mécanique !
Le fonctionnement de la voiture électrique
Tout commence par la charge. Pour faire le plein, un véhicule électrique doit être branché sur une prise domestique, un boîtier mural ou une borne de recharge. Les connexions se font via des câbles avec des fiches appropriées. Il en existe plusieurs selon le mode de charge souhaité. La recharge à la maison, au travail ou sur de petits terminaux publics utilise généralement un câble propriétaire avec une prise « Type 2 ». Ce câble se connecte à des périphériques rapides et offre deux normes :
- le « Combo CCS » européen,
- et le « Chademo » japonais.
Cela peut sembler compliqué au début, mais c’est en fait facile une fois qu’on s’y est habitué. Aucun risque d’erreur. Les fiches n’ont pas la même forme, vous ne pouvez donc pas les brancher dans la mauvaise prise. Une fois la connexion établie, le courant alternatif (AC) circulant dans le réseau électrique circule dans les câbles connectés au véhicule. Il exécute une série de vérifications via l’ordinateur de bord. En particulier, nous veillons à ce que le courant soit de bonne qualité et bien configuré, et que la phase de masse soit suffisante pour garantir une charge en toute sécurité.
Si tout va bien, la voiture laissera passer le courant vers le premier élément embarqué, le convertisseur, aussi appelé « chargeur embarqué ». La puissance est ensuite envoyée à un ou plusieurs moteurs électriques. L’onduleur convertit le courant continu stocké dans la batterie en courant alternatif pour entraîner le moteur. La rotation est assurée par le rotor du moteur qui se déplace sous l’action du champ magnétique produit par le stator (les bobines statiques du moteur).
Avant d’atteindre les roues, le mouvement passe généralement par une boîte de vitesses à rapport fixe pour optimiser la vitesse. Une caractéristique distinctive des véhicules électriques est l’absence de boîte de vitesses, ce qui réduit considérablement les coûts de maintenance. Un moteur de voiture électrique peut facilement tourner jusqu’à des dizaines de milliers de tours par minute, c’est donc inutile. Il assure directement la rotation, contrairement à un moteur thermique qui doit convertir le mouvement linéaire du piston en mouvement circulaire via un vilebrequin.
Logiquement, les véhicules électriques comportent beaucoup moins de pièces mobiles que les véhicules thermiques. Sans huile nécessaire pour le moteur et sans courroies crantées, l’entretien est considérablement réduit.
Le freinage de la voiture électrique
Un autre avantage des véhicules à batterie est la capacité de produire de l’électricité. C’est ce qu’on appelle le « freinage régénératif » ou « mode B ». L’électricité est produite lorsqu’un moteur électrique tourne « dans le vide » sans électricité. Cela se produit chaque fois que vous retirez votre pied de l’accélérateur ou du frein. L’énergie récupérée est ainsi directement acheminée vers la batterie. Les derniers modèles de véhicules électriques proposent également des modes permettant de sélectionner les performances de ce freinage récupératif. Au réglage maximal, il ralentit sensiblement le véhicule sans solliciter les disques ni les plaquettes, économisant ainsi plusieurs kilomètres d’autonomie. Lorsque vous roulez dans une voiture thermique, cette énergie est simplement gaspillée et accélère l’usure du système de freinage.