Pas de moteur essence ou diesel, pas de carburant, pas d’échappement traditionnel. À première vue, le fonctionnement d’une voiture électrique semble presque plus simple que celui d’un véhicule thermique.
Et dans les grandes lignes, c’est effectivement le cas.
L’électricité stockée dans la batterie alimente un ou plusieurs moteurs électriques, qui transforment cette énergie en mouvement pour faire avancer le véhicule. Lorsque la batterie se vide, il suffit ensuite de la recharger sur une prise ou une borne adaptée.
Mais derrière ce principe assez simple se cachent plusieurs technologies qui travaillent ensemble pour gérer la puissance, l’autonomie, la recharge ou encore la récupération d’énergie.
Chez Lexus Namur, comprendre ce fonctionnement permet surtout de mieux comprendre ce qui change réellement lorsque l’on passe d’une voiture thermique à l’électrique.
Qu’est ce qu’une voiture électrique concrètement ?
Une voiture électrique fonctionne grâce à l’énergie stockée dans une batterie haute tension. Lorsque le conducteur appuie sur l’accélérateur, cette énergie électrique est envoyée vers le moteur, qui la transforme en énergie mécanique. Le moteur entraîne alors les roues et fait avancer le véhicule.
Contrairement à un moteur thermique, il n’a pas besoin de brûler de l’essence ou du diesel pour produire cette puissance. Il n’y a donc aucune combustion. Cela entraîne une différence importante dans la conception du véhicule.
Un moteur électrique possède beaucoup moins de pièces mobiles qu’un moteur à combustion. Il fonctionne également sans boîte de vitesses traditionnelle à plusieurs rapports sur la majorité des modèles. Résultat, la mécanique est plus directe et le fonctionnement plus simple.
Quel est le rôle de la batterie ?
La batterie est en quelque sorte le réservoir d’énergie de la voiture. Sa puissances est exprimée en kWh, ou kilowattheures. Plus elle peut stocker d’électricité, plus le véhicule dispose théoriquement d’énergie pour parcourir une longue distance. Mais la capacité ne détermine pas à elle seule l’autonomie.
Une voiture qui consomme 15 kWh/100 km pourra parcourir davantage de kilomètres avec la même quantité d’énergie qu’un modèle qui en consomme 22. Autonomie, capacité de batterie et énergie doivent donc toujours être regardées ensemble.
La batterie ne forme par ailleurs pas un seul bloc uniforme. Elle est composée de nombreuses cellules, regroupées selon différentes architectures. Sur les véhicules actuels, il s’agit principalement de batteries lithium-ion, même si plusieurs chimies existent et que la technologie continue d’évoluer.
Pourquoi une voiture électrique n’a-t-elle généralement pas plusieurs vitesses ?
Un moteur essence ou diesel ne fonctionne efficacement que dans une certaine plage de régime. C’est notamment pour cette raison qu’une boîte de vitesses utilise plusieurs rapports. Le fonctionnement du moteur électrique est différent.
Il peut délivrer son couple sur une plage beaucoup plus large et atteindre des régimes élevés sans avoir besoin de passer successivement plusieurs rapports. La plupart des véhicules électriques utilisent donc une transmission beaucoup plus simple avec un rapport unique.
Pour le conducteur, cela signifie qu’il n’y a pratiquement aucune interruption lors de l’accélération. On appuie, la puissance arrive et la voiture accélère de manière continue.
Comment recharge-t-on une voiture électrique ?
Lorsque le niveau de batterie diminue, il faut simplement lui redonner de l’énergie.
Une voiture électrique peut être rechargée à domicile, sur une borne publique ou sur une station de recharge rapide.
À domicile, la recharge s’effectue généralement en courant alternatif. Une Wallbox permet alors de disposer d’une puissance adaptée à une utilisation quotidienne.
Sur les bornes rapides, le courant continu permet d’envoyer beaucoup plus rapidement de l’énergie vers la batterie.
Le temps nécessaire dépend de plusieurs éléments, notamment la faculté à récupérer, la puissance acceptée par le véhicule, celle disponible sur la borne et le niveau de batterie au moment de commencer la recharge.
Une grande batterie ne signifie donc pas nécessairement que la voiture sera lente à charger. La vitesse de recharge doit toujours être regardée en parallèle de sa capacité.
Comment la voiture gère-t-elle toute cette énergie ?
Tout est supervisé électroniquement. Un véhicule électrique embarque différents systèmes capables de surveiller en permanence la batterie, la température, la puissance demandée, la recharge et la consommation.
Le dispositif de gestion de la batterie adapte notamment son fonctionnement afin de préserver les cellules. Il évite par exemple qu’elles soient réellement complètement déchargées ou chargées au-delà de leurs limites techniques.
La gestion thermique joue elle aussi un rôle essentiel. Une batterie tourne mieux lorsqu’elle reste dans une certaine plage de température. Elle peut donc être chauffée ou refroidie selon les conditions.
Cette gestion automatique permet à la fois de préserver les performances, la vitesse de recharge et la durée de vie de la batterie. Pour le conducteur, une grande partie de ces opérations reste totalement invisible. Et c’est précisément l’objectif.
Pourquoi l’autonomie varie-t-elle ?
Même avec exactement la même batterie, l’autonomie d’une voiture électrique n’est jamais parfaitement fixe. Elle dépend de plusieurs facteurs.
La vitesse joue notamment un rôle important. À 120 ou 130 km/h, la résistance de l’air augmente fortement et demande davantage d’énergie qu’à vitesse modérée. La température, le relief, le nombre de passagers, les pneus, le chauffage, la climatisation ou encore le style de conduite influencent également son utilisation.
Le véhicule utilise donc différentes données pour estimer en permanence le nombre de kilomètres encore disponibles en fonction du niveau de batterie. Après plusieurs kilomètres d’autoroute, elle peut par exemple diminuer plus rapidement. En revenant sur des routes plus lentes avec davantage de récupération d’énergie, la consommation peut à nouveau baisser.
Une voiture électrique roule-t-elle sans batterie 12 V ?
C’est une petite particularité que l’on oublie souvent. Même si elle possède une imposante batterie haute tension, une voiture électrique dispose généralement aussi d’une batterie basse tension, notamment pour alimenter différents équipements et systèmes électroniques. Éclairage, verrouillage, calculateurs ou certaines fonctions accessoires ont eux aussi besoin d’électricité.
Les deux systèmes n’ont cependant ni la même fonction ni la même force. La grande batterie fournit l’énergie nécessaire à la propulsion, tandis que le circuit basse tension prend en charge différents équipements du véhicule. Autrement dit, remplacer le carburant par l’électricité ne signifie pas simplement installer une grosse batterie à la place d’un réservoir.
Quelles différences avec une voiture thermique ?
La différence fondamentale se trouve dans la manière de produire le mouvement. Une voiture thermique stocke de l’énergie sous forme de carburant. Le moteur brûle de l’essence ou du diesel, transforme cette énergie en mouvement puis la transmet aux roues. Une part importante de l’énergie est alors perdue, notamment sous forme de chaleur.
Une voiture électrique reçoit directement de l’électricité depuis sa batterie et l’envoie vers son moteur. Cette chaîne énergétique plus courte explique en partie la meilleure efficacité des moteurs électriques.
Elle réduit également le nombre de composants nécessaires. Il n’y a plus de réservoir de carburant traditionnel, de dispositif d’échappement ou toute une série de pièces directement liées à la combustion. Cela change également l’entretien et l’expérience de conduite.
Et pour une voiture hybride ?
Un modèle hybride combine justement les deux technologies. Il possède un moteur thermique et un ou plusieurs moteurs électriques. Selon le type d’hybridation, l’électricité peut être utilisée seule pendant certaines phases ou venir assister le moteur essence afin de réduire la consommation.
Dans une hybride autorechargeable, la batterie récupère notamment de l’énergie lors des freinages et décélérations. Il n’est pas nécessaire de la brancher sur une borne. Un véhicule rechargeable dispose quant à lui d’une batterie plus importante qui peut être rechargée sur le réseau électrique. Il peut alors parcourir une certaine distance en mode entièrement électrique avant que le moteur thermique ne prenne éventuellement le relais. Ces technologies permettent donc différents niveaux d’électrification selon les besoins et les usages.
Une voiture électrique est-elle plus simple mécaniquement ?
Globalement, oui. Le groupe motopropulseur comporte moins de pièces mobiles qu’une motorisation thermique traditionnelle. Cette simplicité mécanique participe notamment à réduire certaines opérations d’entretien. Il n’y a par exemple ni vidange d’huile moteur, ni bougies d’allumage, ni procédé d’échappement traditionnel sur une voiture entièrement électrique.
Mais cela ne veut évidemment pas dire que le véhicule devient techniquement basique. Au contraire, une grande partie de sa sophistication se trouve ailleurs. Gestion de la batterie, logiciels, systèmes de refroidissement, recharge ou services connectés occupent désormais une place centrale.
Que devient la batterie en vieillissant ?
Une batterie lithium-ion évolue progressivement avec les années et les cycles de recharge. Sa capacité maximale peut diminuer légèrement, ce qui entraîne une réduction progressive de l’autonomie disponible. Cela ne signifie pas qu’elle cesse soudainement de rouler après un nombre précis de kilomètres.
Les mécanismes de gestion sont justement conçus pour limiter certains facteurs qui accélèrent son vieillissement. La manière dont elle est utilisée, la température, la fréquence de recharge ou encore les kilomètres parcourus peuvent également influencer son évolution.
L’état de santé de la batterie devient d’ailleurs particulièrement important lorsqu’on envisage l’achat d’une voiture électrique d’occasion. Il permet de connaître plus précisément le potentiel qu’elle conserve par rapport à son niveau initial.
Comment fonctionne une voiture électrique Lexus ?
Chez Lexus, nous intégrons l’électrification dans une approche qui ne repose pas uniquement sur la technologie. Batterie, moteur, gestion de l’énergie, freinage régénératif et recharge travaillent ensemble avec un objectif assez simple, rendre la conduite aussi naturelle que possible pour le conducteur.
Sur nos modèles entièrement électriques, le moteur délivre immédiatement sa puissance tandis que les systèmes embarqués gèrent en permanence la batterie et les échanges d’énergie. La récupération au freinage permet de renvoyer une partie de cette énergie vers la batterie et les différents mécanismes de gestion contribuent à maintenir son fonctionnement dans des conditions adaptées.
Mais une voiture électrique ne se résume évidemment pas à son moteur.
Chez Lexus Namur, nous prenons aussi le temps d’expliquer la recharge, l’autonomie, les différentes solutions disponibles ou encore les habitudes qui permettent de profiter pleinement du véhicule au quotidien.