Nous avons décidé de mettre en place cette foire aux questions (FAQ) que nous allons enrichir au fur et à mesure. Ceci bien sûr grâce à vos contributions chères lecteurs.

Souvent les gens nous posent des questions, par e-mail, sur le forum ou encore sur les réseaux sociaux, concernant les concepts de base des véhicules électrique.

1. Qu’est-ce qu’un véhicule électrique (VE) ?

Un véhicule électrique est un véhicule qui fonctionne totalement ou partiellement grâce à un ou plusieurs moteurs électriques.

2. Quels sont les types de véhicules électriques qui existent ?

Il existe 4 types de véhicules électriques :

• Véhicule 100% électrique : c’est des véhicules équipés d’un moteur et d’une batterie qui l’alimente à 100%. Cette dernière se charge à son tour via les bornes de recharge. Ce genre de véhicules ne dispose pas encore de beaucoup d’autonomie et est généralement adapté au milieu urbain. Par ailleurs, il représente le type le moins polluant avec zéro émission de CO2.

  Exemple : Tesla X, Renault Zoé

• Véhicules électriques à autonomie prolongée : il s’agit de véhicules qui disposent d’un moteur électrique et d’une batterie rechargeable. Ils disposent également d’un petit moteur à essence qui fait office de générateur d’électricité. Ce dernier permet au véhicule de parcourir une distance de 50 kilomètres environ sans essence. Ceci avec une faible émission de gaz à effet de serre.

         Exemple : Chevrolet Volt

• Véhicules hybrides classiques : les véhicules hybrides disposent d’un moteur thermique (essence ou diesel) et d’un moteur électrique. Ce dernier fonctionne grâce à des piles qui se chargent lors de l’utilisation du véhicule. En récupérant notamment l’énergie générée par le freinage. Le moteur électrique s’utilise surtout au démarrage et à basse vitesse. Aussi, comme le véhicule a une batterie, le moteur thermique peut être désactivé par moment. Comme lors des arrêts aux feux rouges et dans les embouteillages par exemple. Ce qui permet de diminuer légèrement l’émission CO2

         Exemple : Hyundai Ioniq Hybride

•  Véhicules hybrides rechargeables : ils disposent d’un moteur électrique et d’un moteur à essence. Le véhicule fonctionne en combinant les deux, fonction de la conduite (vitesse, accélérations,…). Ce type diffère de l’hybride classique par le fait que le véhicule peut être rechargé via une prise de courant normal. Ce qui permet de doter le véhicule d’une autonomie de 20 à 60 km. L’avantage par rapport à l’hybride classique c’est qu’il permet de maximiser l’exploitation du moteur électrique. Ce qui représente bien évidement des émissions en moins.

         Exemple: Mini Countryman Hybride Rechargeable E-ALL4

3. Comment ce calcul l’autonomie d’un véhicule électrique ?

L’autonomie d’un véhicule électrique se mesure en Km. Il s’agit de la distance que peut parcourir un véhicule avec une batterie complètement chargée jusqu’à épuisement total de cette dernière.

Il existe actuellement plusieurs normes qui permettent de déterminer l’autonomie des véhicules, les plus importants sont :

• NEDC (New European Driving Cycle) : c’est la procédure utilisée en Europe. On lui reproche de se baser sur des scénarios théoriques qu’on qualifie d’irréalistes et très éloignés de la réalité.

• EPA (Environmental Protection Agency) : il s’agit du cycle utilisé aux USA, ce dernier fourni des chiffres beaucoup plus proches de la réalité.

• WLTP (Worldwide harmonized Light vehicles Test Procédures) : il existe une tentative d’harmonisation de tous ces cycles en un seul cycle mondial. Ce dernier se veut plus précis, plus réaliste et prenant en considération plus de paramètres.

Les batteries perdent de leurs autonomie avec le temps et fonction de certains paramètres :

Par ailleurs, les batteries des véhicules sont comme ceux des téléphones, avec l’usure ils perdent un peu de leurs durées d’autonomie. Ainsi après 5 ans et 75.000 km il faut compter une perte d’autonomie de 10 à 15 % pratiquement.

Ceci dit l’autonomie de la batterie peut varier fonction de plusieurs paramètres, dont le style de conduite, la vitesse, l’utilisation ou non des éléments de confort (climatisation, chauffage,…), le froid ou encore l’usure de la batterie.

4. Qu’est-ce qu’un kWh et qu’est-ce qu’un kW?

• 1 KiloWattHeure (kWh) : est une mesure de la quantité d’énergie électrique équivalente à la consommation constante de 1000 watts pendant une heure. Par exemple,si vous laissez 10 ampoules d’une puissance de 100W allumées pendant une heure, vous aurez consommé 1000 Wh.

1 Kw : est une mesure de puissance électrique équivalente à 1,36 CV (HP). A titre d’exemple un moteur électrique de 100 kW a donc une puissance de 136 ch.

 

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5. Qu’est-ce que l’ampérage et le voltage et comment ils influent sur la puissance d’un point de recharge?

• L’ampérage : désigne l’intensité du courant électrique. C’est la quantité d’électrons qui circulent à travers un milieu de transmission en 1 seconde. Elle se mesure en ampères (A). Vous pouvez comparer l’ampérage à l’unité de mesure du débit d’eau dans les rivières, le mètre cube.

• Le Voltage ou la tension électrique : c’est la différence de potentiel électrique entre 2 points d’un circuit. Annoncé comme cela ce n’est pas très parlant, on peut continuer avec l’analogie de l’eau et dire que c’est la pression avec laquelle elle pousse l’eau. L’unité de mesure de la tension électrique est le Volt (V).

Pour mesurer la consommation d’un véhicule électrique, il faut multiplier l’ampérage de la batterie par le voltage. On obtient ainsi la puissance.

Exemple pratique : j’ai un véhicule électrique, doté d’une batterie qui affiche un ampérage de 10A. Combien va-t-il consommé si on la branche sur une prise de 230V ? On multiplie donc l’ampérage (10A) par le voltage (230V) on obtient alors 2300W. La consommation sera donc d’environ 2.3 kWh pour chaque heure de recharge.

6. Quelle est la différence entre le courant alternatif (AC) et le courant continu (DC)?

• le courant Continu (DC) : est produit par des batteries et des dynamos. Entre les extrémités de l’un de ces générateurs, une tension constante est produite qui ne varie pas avec le temps. Par exemple, si la batterie est de 12 volts, tous les récepteurs qui se connectent à la batterie seront toujours à 12 volts. Aussi le courant qui circule dans le circuit est toujours constant (même nombre d’électrons). Conclusion, en courant continu la tension est toujours la même et l’intensité du courant aussi.

• Le courant alternatif (AC) : est produit par les alternateurs. Il est généré dans les centrales électriques. C’est ce type de courant qui est utilisé dans les prises des maisons. Ce type est le plus courant car il est plus facile à produire et à transporter que le courant continu. Par contre l’intensité varie avec le temps (nombre d’électrons variables) et change également de sens de circulation 50 fois par seconde (fréquence de 50Hz).

Ramenant tous ça à nos véhicules électriques…

Les Superchargers de Tesla et certains points de recharge rapide (CHAdeMO, CCS Combo) injectent du courant continu (DC) dans les batteries.

Les prises domestiques, quant à elles, injectent du courant Alternatif (AC), c’est pour cela que pour ce type de prises il faut passer par un chargeur embarqué ou un onduleur qui transforme le courant alternatif du réseau (AC) en courant continu pour la batterie.

Ce même onduleur s’occupe de la transformation du courant alternatif du moteur en courant continu pour la batterie lors de la récupération de l’énergie du freinage par exemple. En effet les moteurs des véhicules électriques utilisent du courant alternatif (AC).

7. Qu’est-ce qu’un courant triphasé et pourquoi est-il plus puissant pour le chargement des véhicules électriques ?

Un système triphasé est un système de production, de distribution et de consommation d’énergie électrique.

Il est constitué de trois courants (monophasés) sinusoïdux de la même fréquence et de la même amplitude. Les trois courants sont déphasés entre eux.

Le point fort du courant triphasé réside dans sa puissance. En effet La puissance fournie par un générateur triphasé ou celle consommée par un récepteur triphasé est la somme des puissances fournies ou consommées par chaque phase.

Exemple : Pour mieux illustrer ceci, prenons l’exemple de chargement d’un véhicule électrique, doté d’une batterie de 10A. Calculant la puissance de chargement dans le cas de prise monophasé et d’une prise triphasée pour voir la différence :

Si on prend par exemple l’hypothèse d’une puissance de 2300 W par phase

• Installation Monophasée : Puissance de 2300 W
• Installation Triphasée : 2300 W par phase, soit 6900 W au total.

Comme vous pouvez le constater avec une installation triphasée la puissance est triplée par rapport à une installation monophasée. Le chargement se fait donc trois fois plus vite.

8. Quelle est la dégradation d’une batterie?

L’un des problèmes des batteries lithium-ion est qu’elles ont tendance à se détériorer avec le temps. Aussi en utilisant des appareils dotés de batteries, nous remarquons avec l’usure que leur autonomie se trouve de plus en plus diminuée.

Ceci s’explique par le fait qu’une batterie reçoit de l’énergie électrique du courant.

Parmi les processus effectués pour la stocker, une série de réactions chimiques se produisent au niveau nanométrique. Ceci avec le temps érode la batterie en cherchant les points faibles de la structure atomique comme la partie en acier.

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 9. Pourquoi tous les véhicules électriques sont automatiques?

Pour pouvoir répondre à cette question, nous devons tout d’abord analyser le fonctionnement des moteurs thermiques, pour ensuite voir les différences avec les moteurs électriques.

Voyant ce qui se passe dans le cas des moteurs thermiques

La plage de vitesse d’un moteur thermique est très étroite. Pour un véhicule qui est capable de fonctionner entre 5 et 180 km/h, le moteur doit multiplier sa vitesse minimale par 36.

Cependant le moteur thermique est seulement capable de multiplier sa vitesse par 6.

En effet sa plage est seulement de 1000 à 6000 tours par minute.La conséquence en est que si nous n’avions qu’un seul rapport, le véhicule ne pourra pas dépasser 30km/h.

Un moteur thermique a besoin de 4 ou 5 rapports pour fonctionner correctement

Par conséquent pour couvrir toutes les plages dans lesquelles un moteur thermique fonctionne correctement il faudrait 4 ou 5 rapports de transmission qui multiplient le rapport entre les vitesses du moteur et de la roue d’une manière échelonnée.

Une autre raison qui rend une boîte de vitesse nécessaire et que plus le rapport d’engrenage est long, moins la force peut être transmise aux roues.

En effet il existe des situations dans lesquelles le moteur n’a pas assez de force comme dans le cas de la quatrième ou la cinquième vitesse.

De plus, le moteur thermique ne peut tourner que dans un sens, il a donc besoin d’un système de transmission qui inverse le sens de rotation des roues motrices.

Le cas du moteur électrique…

Avec un moteur électrique, nous n’avons pas besoin de changer de vitesse pour trois raisons :

• Le moteur électrique a une plage de vitesse très large. Ce qui est plus que suffisant pour couvrir la plage de vitesse d’un véhicule normal sans changer de vitesse. Le moteur électrique peut en effet multiplier plus de 12 000 fois sa vitesse utile minimale, puisqu’il passe de 0 à 12 000 tr / min.
• Lorsque le moteur est à l’arrêt, il est capable de délivrer sa force maximale.Un électricien ne vous demandera jamais de «réduire les engrenages». En effet plus vous roulez lentement, plus il est fort.
• Le moteur électrique peut tourner indistinctement dans deux directions, il n’est donc pas nécessaire de faire marche arrière. L’onduleur du courant s’occupe de cet effet de rotation.

Conclusion :

Pour conclure, on voit bien que pour des raisons de plages de vitesse utile, de force et de sens de rotation, le moteur thermique a besoin d’un système de transmission à rapport.

Par opposition un moteur électrique n’a qu’une seule vitesse. aussi il n’a pas besoin d’un embrayage ou d’un mécanisme de marche arrière. Ceci réduit considérablement le poids et est beaucoup plus efficace en termes d’énergie.

Pour améliorer ce Foire Aux Questions (FAQ), nous avons besoin de votre participation

J’espère que ce Foire Aux Questions (FAQ) vous a été utile et vous a permis de clarifier certaines notions dans le monde des véhicules électriques.

Aussi n’hésitez pas a poser vos questions et suggestions, nous nous ferons un plaisir d’y répondre dans les meilleurs délais.