Comment fonctionnent les voitures électriques? Moteurs et batteries EV expliqués

Les véhicules électriques fonctionnent de manière fondamentalement différente des voitures traditionnelles. Les moteurs à combustion interne comportent de nombreuses pièces mobiles et, même si les véhicules électriques ont leurs propres complexités, ils sont beaucoup plus numériques que mécaniques. Examinons de plus près le fonctionnement exact des véhicules électriques.

Comment fonctionne une batterie pour véhicule électrique ?

Au lieu de l’essence, les véhicules électriques tirent leur énergie d’une batterie, qui s’étend généralement le long du dessous de la voiture pour maintenir le poids aussi bas que possible. Il est composé de plusieurs modules, eux-mêmes décomposés en cellules de batterie individuelles, de taille similaire aux piles AA. Une couche de liquide de refroidissement circule entre les cellules puisque les batteries chaudes sont des batteries qui explosent. Un système de gestion de batterie régule ce liquide de refroidissement et garantit que chaque cellule se vide au même rythme, ce qui prolonge la durée de vie du pack.

Nous avons un article entier sur comment fonctionnent les piles, mais la version courte est que les électrons sont attirés à travers un circuit en déplaçant les atomes de lithium d'un côté à l'autre d'une batterie. Les électrons veulent suivre ces ions lithium, mais une membrane de séparation à l’intérieur de la batterie les empêche de suivre le trajet. En conséquence, ils doivent passer par des câbles qui alimentent également nos téléphones, tablettes, ampoules, ordinateurs et voitures. Lorsque vous chargez une batterie, vous attirez les atomes de lithium vers leur côté d’origine de la batterie en la chargeant d’électrons.

Comment fonctionne un onduleur EV ?

La plupart de vos appareils électroniques domestiques fonctionnent au courant alternatif. Cela signifie que les électrons vont et viennent perpétuellement dans les fils à intervalles définis. Toutefois, les batteries fonctionnent courant continu, de sorte que les électrons sont simplement projetés dans une direction dans un flux cohérent. Un véhicule électrique utilise un onduleur pour faire passer le courant de sa batterie de direct à alternatif avant qu’il n’atteigne le moteur. Il s’agit d’une étape importante puisque le changement de fréquence AC effectué par l’onduleur affecte directement la vitesse du véhicule électrique.

Comment fonctionne un moteur EV ?

Les moteurs EV transforment l’électricité en mouvement en créant un champ magnétique rotatif. Un cylindre appelé stator contient des fils de cuivre étroitement enroulés, traversés par le courant alternatif provenant de l'onduleur. Parce que le courant alterne, les pôles nord et sud de ces champs magnétiques alternent. En faisant fonctionner différents circuits à des fréquences électriques légèrement différentes, le champ magnétique global tourne.

À l’intérieur du stator, un rotor flottant ressent l’effet de tous ces champs magnétiques tournants. Lorsque le courant traverse le stator, l’attraction magnétique fait tourner le rotor afin de le rattraper. Après tout, les pôles magnétiques du rotor opposés à ceux du stator seront attirés et les pôles identiques se repousseront. Plus la puissance pompée à travers le stator est importante, plus le champ magnétique tourne rapidement. Le rotor déplace un essieu qui fait tourner les roues du véhicule électrique. Étant donné que la puissance générée par un moteur EV est importante, un composant nécessaire appelé réducteur ramène la force au niveau souhaité avant de passer du rotor aux roues.

Les moteurs EV ne sont pas seulement des moteurs: ils peuvent également agir comme des générateurs. Lorsque vous freinez votre véhicule électrique, la force mécanique du véhicule qui ralentit fait tourner le rotor, qui produit un courant circulant à travers le stator, vers la batterie.

Étant donné qu’une grande partie de la force nécessaire au ralentissement d’un véhicule est appliquée au freinage par récupération, les plaquettes de frein d’un véhicule électrique s’usent moins que celles d’une voiture normale. Les véhicules électriques sont confrontés à beaucoup moins de contraintes mécaniques dans tous les domaines, pas seulement au niveau du freinage. Les moteurs EV ne sont pas confrontés à des réactions chimiques explosives répétées comme les moteurs à combustion interne, transférant le force linéaire d'un piston en force de rotation (couple) via un vilebrequin, ou en s'appuyant sur un volant d'inertie pour stabiliser une force variable saisir. Dans l’ensemble, c’est une bonne nouvelle pour les coûts de réparation des véhicules électriques.

Espérons que cela donne un aperçu du fonctionnement interne d’un véhicule électrique. Les véhicules électriques envahissent le monde, c’est donc probablement une bonne chose que vous sachiez une ou deux choses sur leur fonctionnement.

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