Comment fonctionne une voiture électrique ?

Aujourd’hui, plusieurs concepts existent sous le terme de « voiture électrique » (VE). Ils ont tous un moteur électrique pour tout ou pour une partie de leur propulsion et se rechargent par le biais de bornes de recharge publiques. Elle sont reconnues du fait qu’elles ne provoque aucune pollution (zéro émission) et constituent donc des véhicules plus respectueux de l’environnement. Leurs différences se trouvent au niveau de leur autonomie et de leur taux de rejet en CO2. Veuillez consulter notre guide d’achat des voitures électriques d’occasion. On compte actuellement trois concepts sur le marché :

• Les voitures hybrides rechargeables (PHEV en anglais pour Plug-in Hybrid Electric Vehicle). Ces voitures sont propulsées sur route par un moteur thermique. Pour la circulation en ville, elles y substituent un moteur électrique qui fonctionne grâce à des batteries rechargeables en route par l’alternateur couplé au moteur thermique et/ou à l’arrêt sur le secteur ;
• Les voitures à prolongateur d’autonomie (EREV pour Extended Range Electric Vehicle). La propulsion du véhicule se fait par un moteur électrique alimenté par des batteries de grande capacité chargées par un petit bloc alternateur ou moteur thermique. Ce dernier permet de réduire les consommations sur route à 2 litres d’essence (ou diesel) aux 100 km et de grandes autonomies ;
• Les voitures tout-électrique (BEV pour Battery Electric Vehicle) à moteur et batterie électrique. Le rechargement de leur batterie à grande capacité doit se faire à l’arrêt sur prise électrique fixe. Elles correspondent plutôt à un usage urbain étant donné que l’autonomie des véhicules électriques encore limitée.

Le développement de ces trois concepts est encore limité, notamment par le coût, le poids ainsi que la durée de vie des batteries rechargeables (batteries lithium-ion).

Les voitures équipées de piles à hydrogène sont souvent qualifiées de véhicules électriques.Ces dernières disposant d'une motorisation électrique produisent leur électricité à bord à partir de l'hydrogène stocké dans des réservoirs sous pression.

Pour le conducteur, la conduite d’une automobile électrique n’est pas plus compliquée que celle d’une voiture à moteur thermique. L’automobiliste n’a qu’à presser la pédale d’accélérateur pour faire avancer la voiture.
Un capteur enregistre alors la demande du conducteur à la position pédale accélérateur par un signal électrique envoyé au convertisseur onduleur. Cette information, associée à d’autres fournies par des capteurs disséminés dans le véhicule (capteurs de roue, capteur de vitesse, etc.) est traitée par le convertisseur qui alimente le ou les moteurs électriques de traction des roues suivant les besoins du conducteur.

Différents éléments interviennent dans cette chaîne :

• Les batteries Haute tension ou HT : Pour fonctionner, le véhicule électrique a besoin de l’énergie électrique embarquée. Ces batteries alimentent le moteur avec l’énergie électrique qu’elles ont stocké pour permettre la traction du véhicule ;
• Le module chargeur : Il permet la recharge des batteries HT ainsi que l’échange entre celles-ci et le réseau électrique de distribution. Il transforme la tension domestique de 220 volts alternatif en tension continue, soit 400 volts ;
• Le convertisseur onduleur : C’est en quelques sortes le « cerveau » du système. Après avoir reçu les informations des différents capteurs du véhicule, il peut contrôler le moteur électrique à travers ses différentes phases de fonctionnement (traction, régénération…). Ainsi, il constitue l’interface entre les batteries HT et le moteur électrique ;
• Le moteur électrique : Intervenant à la fin de la chaîne cinématique, il entraîne le mouvement des roues. Son rôle est de convertir l’énergie électrique des batteries en énergie mécanique durant les phases de traction du véhicule. Ainsi, il exécute le processus inverse lors du freinage (régénération électrique) ;
• La batterie 12 volts : Elle alimente le circuit de bord et les consommateurs électriques comme pour n’importe quel autre type de véhicule (feux, avertisseur sonore, essuies glaces, ventilation, multimédias…) ;
• Le convertisseur 400-12v : Il assure la recharge de la batterie 12v.

A l’inverse des véhicules à moteur thermique, la plage d’utilisation du moteur électrique lui permet de ne pas utiliser de boite de vitesses.

1. La phase d’accélération

Dans la phase d’accélération, le moteur électrique est alimenté par les batteries HT par le biais du convertisseur onduleur entraînant les roues.

2. La phase de décélération / freinage

Le processus est effectué à l’envers dans cette phase. Le moteur, entraîné par les roues, produit une tension électrique, transmise par le convertisseur onduleur aux batteries HT.