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La première fois que j'ai conduit un véhicule électrique, j'ai été stupéfait. Ce n'était pas le silence de roulement ou la rapidité du pick-up. C'est ce qui s'est passé lorsque j'ai levé le pied de l'accélérateur. La voiture a commencé à ralentir d'elle-même et j'ai vu une petite jauge sur le tableau de bord qui indiquait que je mettais de l'énergie dans la voiture. dans la batterie. C'était comme de la magie. C'est ce qu'on appelle le freinage par récupération.
Dans cet article, je vais lever le voile sur cette "magie". Nous verrons comment ce système fonctionne et, surtout, comment les ingénieurs en mesurent l'efficacité. Pourquoi s'en préoccuper ? Parce qu'en comprenant cela, vous pourrez parcourir plus de kilomètres à chaque charge, économiser de l'argent et devenir un propriétaire de véhicule électrique ou hybride plus avisé.
Pensez-y de la manière suivante. Dans une voiture normale équipée d'un moteur à combustion interne, lorsque vous appuyez sur les freins, vous utilisez un frein à friction. Ce système utilise des plaquettes de frein qui s'écrasent contre un disque, créant ainsi un frottement qui ralentit la voiture. Toute l'énergie de votre voiture en mouvement, son énergie cinétique, est transformée en chaleur et se perd simplement dans l'air. C'est un véritable gaspillage d'énergie.
Un véhicule électrique (VE) est beaucoup plus intelligent. Il est équipé d'un système de freinage régénératif qui a une fonction étonnante. Au lieu de gaspiller cette énergie cinétique, le frein régénératif la capture. Le système utilise le moteur de la voiture pour la ralentir. Ce processus transforme l'énergie captée en électricité, qui est ensuite renvoyée vers la batterie. Ainsi, chaque fois que vous ralentissez, vous remettez un peu de charge dans la batterie de votre voiture. Il s'agit d'une forme très courante de freinage par récupération dans les véhicules routiers modernes. Le frein régénératif est un élément clé de l'efficacité d'un véhicule électrique.
C'est là qu'intervient la véritable intelligence. Comment un moteur qui pousse la voiture vers l'avant peut-il également la ralentir et créer de l'énergie ? L'idée est simple. Un moteur électrique utilise l'électricité pour créer un mouvement. Il est composé d'aimants et de fils. Lorsque l'électricité circule dans les fils, elle crée un champ magnétique qui fait tourner le moteur et les roues.
Lorsque vous souhaitez ralentir, le système de freinage par récupération inverse ce processus. Il transforme le moteur en générateur. Au lieu de consommer de l'énergie, il commence à en produire. Les roues, qui continuent de tourner grâce à l'élan de la voiture, font maintenant tourner le moteur. Le moteur se comporte alors comme une petite centrale électrique ou un générateur électrique. Voici comment fonctionne le moteur en tant que générateur. Le moteur de traction d'un véhicule électrique est conçu pour remplir parfaitement ces deux fonctions. Ce processus crée une force de freinage qui ralentit la voiture tout en générant de l'énergie électrique. Le frein régénérateur est un bel ouvrage d'ingénierie.
Lorsque votre véhicule électrique se déplace, il possède beaucoup d'énergie cinétique. Il s'agit d'un terme scientifique qui désigne l'énergie du mouvement. Plus vous allez vite et plus votre voiture est lourde, plus vous avez d'énergie cinétique. Lorsque vous voulez ralentir, vous devez vous débarrasser de cette énergie. Le frein à récupération est le premier outil utilisé par votre voiture.
Lorsque vous levez le pied de l'accélérateur ou que vous appuyez légèrement sur la pédale de frein, le système de freinage par récupération entre en action. Le moteur électrique commence à s'opposer à la rotation des roues, créant ainsi une force de freinage. C'est cette résistance qui vous ralentit. L'énergie cinétique excédentaire est convertie en électricité. Le système transforme l'énergie en énergie électrique. Cette nouvelle énergie régénérative est envoyée à la batterie pour y être stockée. La quantité d'énergie récupérée dépend de nombreux facteurs, mais le frein régénérateur travaille toujours pour économiser ce qu'il peut.
J'aimerais pouvoir vous dire qu'un frein à récupération est 100% parfait, mais ce n'est pas le cas. Vous ne pouvez pas récupérer toute l'énergie cinétique que vous avez investie. Une partie de l'énergie est perdue au cours du processus. Imaginez que vous versiez de l'eau d'une tasse à l'autre ; vous risquez d'en renverser quelques gouttes. Le moteur lui-même n'est pas parfaitement efficace. Il génère un peu de chaleur lorsqu'il agit comme un générateur. L'électronique qui contrôle le système consomme de l'énergie et la batterie ne peut pas non plus absorber parfaitement l'énergie électrique.
Il existe également d'autres limites. Si votre batterie est déjà pleine à 100%, la nouvelle énergie ne peut aller nulle part. Dans ce cas, le frein régénératif ne fonctionnera pas et la voiture utilisera son frein à friction habituel. Il en va de même si la batterie est très froide, car les batteries froides ne peuvent pas accepter une charge aussi rapidement. Ainsi, même si le frein régénératif est excellent, il peut parfois être limité. Vous ne pouvez pas récupérer autant d'énergie que vous le pensez, mais ce que vous récupérez est gratuit. L'efficacité du freinage régénératif est un paramètre clé.
Telle est la question principale, et la réponse est à la fois simple et complexe. Au fond, mesurer l'efficacité du freinage régénératif revient à comparer deux chiffres : la quantité d'énergie captée par le frein régénératif par rapport à la quantité d'énergie cinétique perdue par la voiture lors du freinage. La formule de base est la suivante : Énergie récupérée / Énergie perdue = Efficacité du freinage régénératif.
Pour obtenir ces chiffres, les ingénieurs utilisent des capteurs spéciaux sur le véhicule électrique. Ils mesurent la vitesse des voitures pour calculer la variation de l'énergie cinétique. Ils disposent également de capteurs sur la batterie pour mesurer exactement la quantité d'énergie qui lui est restituée lors d'un freinage. Ils mesurent la puissance de freinage et l'effort de freinage du frein régénérateur. Ce processus de récupération de l'énergie cinétique est testé à maintes reprises dans des laboratoires et sur des pistes d'essai afin d'obtenir des chiffres précis. Cela permet d'améliorer le système de freinage régénératif des futures voitures.
L'efficacité globale du véhicule ne dépend pas uniquement des pièces qui le composent. Vous, le conducteur, avez une grande influence sur le fonctionnement du frein régénérateur. Si vous freinez fort et tardivement, la voiture devra utiliser son puissant frein à friction en même temps que le frein à récupération. Cela signifie que la récupération de l'énergie cinétique est moindre. Mais si vous vous entraînez à utiliser le freinage régénératif en ralentissant doucement et en regardant devant vous, vous donnez au frein régénératif plus de temps pour agir.
D'autres facteurs entrent également en ligne de compte. La conduite à vitesse constante sur l'autoroute n'utilise pas beaucoup le frein régénératif. C'est en ville, avec de nombreux arrêts et démarrages, qu'il est le plus efficace. La conception du moteur et le poids de la voiture jouent également un rôle. La conduite en descente est un moment idéal pour le frein régénératif. Il offre un excellent contrôle dans les descentes et peut agir comme un générateur net d'électricité, ce qui augmente considérablement l'autonomie. L'utilisation du freinage par récupération est une compétence.
Les véhicules électriques hybrides sont un cas particulier. Ils possèdent à la fois un moteur à combustion interne et un moteur électrique. Cela signifie qu'ils peuvent également utiliser un frein à récupération. Le système fonctionne à peu près de la même manière que dans un véhicule entièrement électrique. Lorsque le conducteur ralentit, le moteur contribue au freinage et envoie de l'énergie à la petite batterie.
Certains véhicules hybrides utilisent ce que l'on appelle le freinage par récupération parallèle. Cela signifie que l'ordinateur de la voiture décide comment combiner le frein à récupération et le frein à friction pour ralentir en douceur. L'objectif est toujours d'utiliser le frein régénératif autant que possible. Le freinage régénératif, associé à la coupure du moteur lors des arrêts, est la raison pour laquelle les voitures hybrides et électriques sont si bien adaptées à la conduite en ville. Ces véhicules hybrides électriques bénéficient d'une grande efficacité énergétique grâce à leur système de freinage régénératif.
De nombreux nouveaux modèles de véhicules électriques offrent une fonction appelée "conduite à une pédale". J'adore cette fonction. Cela signifie que le frein régénérateur est suffisamment puissant pour ralentir la voiture de manière significative, même jusqu'à l'arrêt complet, simplement en levant le pied de l'accélérateur. Vous n'avez presque jamais besoin de toucher la pédale de frein dans une circulation urbaine normale. Cela rend la conduite plus douce et permet d'exploiter au maximum l'énergie régénératrice.
Toutefois, vous disposez toujours d'un système de freinage à friction normal en guise de secours. Il s'agit d'un dispositif de sécurité essentiel. Le frein à récupération d'énergie peut ne pas être assez puissant pour un arrêt d'urgence soudain. Vous avez besoin du puissant freinage mécanique d'un frein à friction pour réduire la distance de freinage et assurer votre sécurité. En outre, si les systèmes de freinage électrique tombent en panne pour une raison quelconque, les systèmes de friction et de régénération fonctionnent ensemble, mais le bon vieux frein à friction reste la sécurité ultime. Le frein régénératif seul ne peut pas toujours vous arrêter complètement dans toutes les situations.
L'idée d'un frein régénérateur n'est pas nouvelle. En fait, elle existe depuis plus d'un siècle ! Le freinage régénératif a été utilisé pour la première fois sur les chemins de fer électriques. Pensez-y : les trains génèrent de grandes quantités d'énergie cinétique. L'utilisation d'un frein régénératif pour les ralentir et renvoyer de l'énergie au réseau présentait d'énormes avantages économiques et opérationnels. Au début, le freinage régénératif a changé la donne pour les systèmes de traction électrique.
L'idée a même été utilisée dans les premières voitures. Une voiture de 1900 appelée Krieger Electric Landaulet avait un moteur d'entraînement dans chaque roue avant. Ce landaulet électrique avait un système d'entraînement où les moteurs fonctionnaient comme des générateurs lorsque la voiture descendait une pente, ce qui permettait de recharger les batteries. Le Landaulet électrique Krieger était en avance sur son temps. Il a montré qu'un système de récupération de l'énergie cinétique était possible dans les véhicules routiers bien avant l'arrivée des véhicules électriques hybrides modernes. Au début des années 1930, le freinage de certains chariots électriques utilisait également ce principe.
Après toutes ces considérations techniques, qu'est-ce que cela signifie pour vous ? Comprendre ce qu'est le frein régénérateur vous aide de trois manières importantes. Premièrement, il augmente l'autonomie des véhicules électriques. En conduisant doucement et en laissant le frein régénérateur faire son travail, vous pouvez ajouter des kilomètres à la charge de votre batterie.
Deuxièmement, il vous permet d'économiser de l'argent en améliorant l'efficacité énergétique. L'énergie est récupérée au lieu d'être gaspillée, ce qui signifie que vous dépensez moins d'électricité. Il permet également d'éviter l'usure des plaquettes de frein à friction. Comme le frein régénérateur fait une grande partie du travail, vos freins mécaniques durent beaucoup plus longtemps. Cela prolonge la durée de vie du système de freinage. Enfin, cela fait de vous un meilleur conducteur, plus souple. Apprendre à maîtriser la pédale de frein et l'effet du freinage régénératif est une compétence satisfaisante pour tout conducteur de VE ou de véhicule hybride.
Pour accélérer votre projet, vous pouvez étiqueter les piles de laminage avec des détails tels que tolérance, matériel, finition de la surface, la nécessité ou non d'une isolation oxydée, quantitéet bien d'autres choses encore.
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