Comment une voiture électrique fonctionne

Les voitures électriques font de grandes vagues dans le monde de l’automobile Ces véhicules silencieux, non polluants et très performants devraient rendre obsolètes leurs homologues à moteur à combustion interne d’ici 2025 Cette vidéo dévoile les technologies cachées derrière la Tesla Model S qui est récemment devenue la voiture la plus rapide du monde Nous verrons comment les voitures électriques ont atteint des performances supérieures en analysant la technologie derrière le moteur à induction, l’onduleur la batterie Lithium-Ion la source d’énergie et, surtout, le mécanisme synchronisé du véhicule, d’une manière logique, étape par étape Le moteur de la voiture Tesla est une invention faite par le grand scientifique Nikola Tesla il y a environ 100 ans : le moteur à induction Le moteur à induction est composé de deux parties principales : le stator et le rotor Vous pouvez voir les détails de construction du moteur ici Le rotor est simplement une collection de barres conductrices court-circuitées par des bagues d’extrémité Une entrée de puissance CA triphasée est donnée au stator Le courant alternatif triphasé dans les bobines produit un champ magnétique rotatif.

Le moteur tesla produit un champ magnétique quadripolaire. Ce champ magnétique rotatif qui induit un courant sur les barres du rotor pour le faire tourner Dans un moteur à induction, le rotor est toujours en retard sur le RMF. Un moteur à induction ne possède ni balais ni aimant permanent. En même temps, il est robuste et puissant.

La beauté d’un moteur à induction est que sa vitesse dépend de la fréquence de l’alimentation en courant alternatif. Ainsi, il suffit de faire varier la fréquence de l’alimentation électrique pour modifier la vitesse de la roue motrice. Ce simple fait rend le contrôle de la vitesse des voitures électriques facile et fiable L’alimentation du moteur provient d’un variateur de fréquence, qui contrôle à son tour la vitesse du moteur.

La vitesse du moteur peut varier de zéro à 18 000 tr/min. C’est l’avantage le plus important des voitures électriques par rapport aux voitures à combustion interne. Un moteur à combustion interne produit un couple et une puissance utilisables uniquement dans une plage de vitesse limitée. Par conséquent, relier directement la rotation du moteur à la roue motrice n’est pas une idée intelligente.

Une transmission doit être introduite pour faire varier la vitesse de la roue motrice D’un autre côté, un moteur à induction fonctionnera efficacement dans n’importe quelle plage de vitesse Ainsi, aucune transmission à vitesse variable n’est nécessaire pour une voiture électrique de plus, un moteur à combustion interne ne produit pas de mouvement rotatif direct Le mouvement linéaire du piston doit être converti en mouvement rotatif, ce qui pose des problèmes majeurs pour l’équilibrage mécanique Non seulement le moteur à combustion interne ne démarre pas automatiquement comme un moteur à induction, mais en plus, la puissance de sortie d’un moteur à combustion interne est toujours inégale De nombreux accessoires sont nécessaires pour résoudre ces problèmes D’un autre côté, vous aurez un mouvement de rotation direct et une puissance de sortie uniforme avec un moteur à induction ; de nombreux composants du moteur à combustion interne peuvent être évités ici En conséquence de ces facteurs, un grand taux de réponse et un rapport puissance/poids plus élevé viennent naturellement à un moteur à induction, ce qui donne des performances supérieures au véhicule Mais d’où le moteur reçoit-il l’énergie ? D’un bloc de batterie La batterie produit du courant continu, donc avant d’alimenter un moteur, il doit être converti en courant alternatif Un onduleur est utilisé à cette fin Ce dispositif électronique de puissance contrôle également la fréquence du courant alternatif, contrôlant ainsi la vitesse du moteur De plus, l’onduleur peut même varier l’amplitude du courant alternatif, qui à son tour contrôlera la puissance de sortie du moteur Ainsi, l’onduleur agit comme le cerveau de la voiture électrique Maintenant, concentrons-nous sur le bloc de batterie Vous serez surpris de constater qu’il s’agit juste d’une collection de cellules lithium- ion similaires à celles que vous utilisez dans votre vie quotidienne Les cellules sont connectées en série et en parallèle pour produire l’énergie nécessaire au fonctionnement de votre voiture électrique Du glycol réfrigérant passe dans des tubes internes métalliques à travers l’espace entre les cellules C’est l’une des principales innovations de Tesla : l’utilisation de nombreuses petites cellules au lieu de quelques grandes cellules garantit un refroidissement efficace, ce qui minimise les points chauds et permet une distribution uniforme de la température, ce qui augmente la durée de vie de la batterie Les cellules sont disposées en modules détachables Il y a 16 modules de ce type dans la batterie, soit environ 7 000 cellules, 000 cellules Le glycol chauffé est refroidi en passant par un radiateur, qui est installé à l’avant du véhicule De plus, vous pouvez voir comment un bloc-batterie aussi bas, lorsqu’il est installé près du sol, abaisse le centre de gravité du véhicule L’abaissement de la gravité améliore considérablement la stabilité de la voiture Le grand bloc-batterie est également réparti sur le plancher, offrant une rigidité structurelle contre les collisions latérales Revenons maintenant à la chaîne cinématique de Tesla La puissance produite par le moteur est transférée aux roues motrices via une boîte de vitesses Comme nous l’avons vu précédemment, le modèle s de Tesla utilise une simple transmission à une vitesse car le moteur est efficace dans une large gamme de conditions de fonctionnement Vous pouvez voir que la vitesse de sortie du moteur est réduite en deux étapes Même l’obtention de la marche arrière est assez facile dans une voiture électrique.

Il suffit de changer l’ordre de la phase de puissance pour cela Le seul but de la transmission d’une voiture électrique est la réduction de la vitesse et la multiplication du couple associé Le deuxième composant de la boîte de vitesses est un différentiel La transmission à vitesse réduite lui est transmise Vous pouvez voir qu’il s’agit d’un simple différentiel ouvert. Cependant, les différentiels ouverts posent un problème de contrôle de la traction Mais pourquoi une voiture aussi avancée utilise-t-elle un différentiel ouvert plutôt qu’un différentiel à glissement limité ? La réponse est que le différentiel ouvert est plus robuste et peut supporter plus de couple. Un problème qui survient dans un différentiel ouvert peut être résolu efficacement à l’aide de deux méthodes : le freinage sélectif et la coupure de l’alimentation Dans un moteur à combustion interne, cette coupure de l’alimentation en coupant le carburant n’est pas aussi réactive Dans un moteur à induction, cependant, la coupure de l’alimentation est assez réactive et constitue un moyen efficace d’obtenir un contrôle de la traction Dans la tesla, tout cela peut être accompli en utilisant un algorithme de pointe avec l’aide de capteurs et de contrôleurs En bref, Tesla Motors a remplacé un système matériel mécanique complexe par un logiciel intelligent et réactif Saviez-vous qu’une voiture électrique pouvait être conduite efficacement avec l’aide d’une seule pédale ?

 Cela est dû à son puissant système de freinage par récupération. Cela signifie qu’il faut économiser l’énorme énergie cinétique de la voiture sous forme d’électricité sans la gaspiller sous forme de chaleur Dans une voiture électrique, dès que vous relâchez la pédale d’accélérateur, le freinage par récupération entre en action. Ce qui est intéressant, c’est que pendant le freinage par récupération, le même moteur à induction agit comme un générateur Ici, les roues entraînent le rotor du moteur à induction.

Il suffit de s’assurer que la vitesse du rotor est supérieure à la vitesse de la RMF Le variateur joue un rôle crucial ici en ajustant la fréquence de la puissance d’entrée et en maintenant la vitesse de la RMF en dessous de la vitesse du rotor Cela va générer de l’électricité dans les bobines du stator, ce qui est bien plus élevé que l’électricité fournie L’électricité générée peut ensuite être stockée dans la batterie après la conversion Une force électromagnétique opposée agit sur le rotor pendant ce processus, Les roues motrices et la voiture ralentissent Ainsi, la vitesse du véhicule peut être contrôlée avec précision pendant la conduite à l’aide d’une seule pédale La pédale de frein peut être actionnée pour un arrêt complet Comme vous le savez peut-être déjà, les voitures électriques sont beaucoup plus sûres que les voitures à combustion interne Le coût d’entretien et de conduite d’une voiture électrique est beaucoup plus faible que celui d’une voiture à moteur à combustion interne Les inconvénients de la voiture électrique ayant été éliminés grâce à l’avènement d’une technologie améliorée, les voitures électriques promettent d’être les voitures de demain.