Les transmissions électriques marquent un changement crucial dans le paysage automobile. Par conséquent, de nombreuses pièces présentes dans un véhicule à moteur à combustion interne (ICE) deviennent inutiles dans un véhicule électrique. Certains composants conservent des fonctions similaires, tandis que d'autres assument de nouveaux rôles. Cet article vise à délimiter les principales différences entre les voitures ICE et électriques.
Qu'est-ce qui a changé ?
Commençons par l’élément unique propre aux véhicules électriques : la batterie haute tension. Cette batterie sert de pendant électrique au réservoir de carburant d’une voiture ICE, fournissant l’énergie électrique essentielle au moteur électrique.
Un autre élément distinctif d’un véhicule électrique est le moteur électrique. Son rôle consiste à convertir l’énergie électrique en mouvement mécanique pour propulser la voiture. L’interaction n’est cependant pas simple, car le moteur et la batterie fonctionnent dans des « langages » électriques différents : la batterie haute tension utilise du courant continu (courant continu), tandis que le moteur fonctionne en courant alternatif triphasé (courant alternatif).
Il est évident qu’il nous faut un « interprète » entre ces deux parties. Ce rôle est assumé par le dispositif électronique de puissance communément appelé onduleur.
L'électronique de puissance est chargée de convertir le courant continu de la batterie haute tension en courant alternatif triphasé pour le moteur électrique pendant la propulsion. L'inverse se produit lors du freinage par récupération : le courant alternatif est converti en courant continu afin de charger la batterie haute tension.
L'efficacité de l'onduleur joue un rôle crucial dans l'efficacité globale du véhicule électrique. L’électronique de puissance n’est cependant pas le seul « interprète » dans un véhicule électrique. Le chargeur embarqué est le deuxième dispositif de connexion. Il convertit le courant alternatif monophasé ou triphasé du réseau en courant continu afin de charger la batterie. Lorsque nous utilisons une charge CC haute puissance, le chargeur intégré est contourné.
Un autre domaine très différent est le chauffage de l'habitacle des véhicules électriques - radiateurs PTC (coefficient de température positif) et pompes à chaleur. Ces dispositifs n'existent pas dans les véhicules ICE, qui gaspillent beaucoup d'énergie thermique (en raison du faible rendement thermique de leurs moteurs) et il est facile d'en utiliser une partie pour chauffer leur habitacle.
Mais dans les véhicules électriques, cela n’est pas possible. Le rendement élevé de la transmission signifie que l’énergie thermique produite est minime. C'est pourquoi différents appareils sont nécessaires pour produire la chaleur nécessaire à l'habitacle ainsi qu'à la batterie.
Le convertisseur DC/DC est un autre composant complètement nouveau. Cet appareil est chargé de convertir le courant continu haute tension de la batterie en 12 V pour les consommateurs basse tension de la voiture (éclairage, infodivertissement, vitres électriques, rétroviseurs).
Enfin, la prise de recharge est également un composant unique que l’on rencontre dans une voiture électrique.
Qu'est-ce qui est différent ?
Bien que les voitures thermiques et électriques utilisent le compresseur de climatisation, la façon dont elles alimentent ce composant est complètement différente. Dans une voiture électrique, le compresseur de climatisation est un appareil haute tension et est alimenté par la batterie. Cependant, dans une voiture ICE, il s’agit d’une pièce mécanique qui prend la puissance du vilebrequin du moteur. C'est pourquoi, lorsque nous allumons la climatisation dans une voiture ICE, nous pouvons ressentir une légère perte de puissance car le compresseur de la climatisation enlève un peu de puissance au moteur.
Les deux types de voitures utilisent des boîtes de vitesses, mais c'est beaucoup plus simple dans une voiture électrique, à quelques exceptions notables près, elle n'a généralement qu'une seule vitesse. Dans les voitures particulières modernes ICE, les transmissions automatiques à 9 vitesses se répandent déjà. La raison pour laquelle cela se produit est abordée dans cet article.
La philosophie d’un système de freinage diffère également entre les voitures ICE et électriques. Dans la plupart des véhicules électriques, lorsque le conducteur appuie sur la pédale de frein, le moteur électrique sert de générateur qui effectue le freinage initial et recharge en même temps la batterie – c'est pourquoi nous l'appelons « freinage par récupération ».
Si le conducteur a besoin de plus de puissance de freinage, il existe un seuil au-delà duquel le système hydraulique conventionnel freine la voiture. Dans la plupart des situations quotidiennes, les voitures électriques n’utilisent pas du tout le système de freinage conventionnel, prolongeant ainsi la durée de vie des plaquettes et des disques de frein. Cependant, dans une voiture ICE, les freins hydrauliques sont utilisés chaque fois que le conducteur appuie sur la pédale de frein.
Une autre différence entre les voitures à essence et les voitures électriques est la simplicité du moteur lui-même. Le moteur électrique ne nécessite généralement aucun entretien et ne comporte que deux pièces mobiles. En revanche, le moteur à combustion interne comporte de nombreuses pièces mobiles - un moteur 4 cylindres moyen en possède au moins 40. Il a besoin de changer régulièrement les filtres à huile et à carburant, la chaîne ou la courroie de distribution est vitale et nécessite un entretien, les courroies poly-V font fonctionner chaque composant auxiliaire - comme vous le savez par expérience, cette liste est longue et longue.
C'est quoi la même chose ?
Tout ce qui concerne la suspension, les roues et les pneus est assez similaire entre les voitures ICE et électriques. À commencer par la suspension, les mêmes architectures sont utilisées dans les deux types de voitures.
Les voitures électriques basées sur des plates-formes ICE ont généralement la même conception de suspension que leurs homologues ICE. Les voitures électriques basées sur des plates-formes EV dédiées utilisent principalement des conceptions de suspension entièrement indépendantes telles que des suspensions multibras, à double triangulation et des jambes de force McPherson.
Bien entendu, les amortisseurs et les ressorts sont adaptés dans les voitures électriques afin de faire face au poids supplémentaire.
Les pneus sont également de conception similaire entre ICE et électrique. Il existe des pneus pour les deux types de véhicules qui offrent des caractéristiques de faible résistance au roulement. Les roues étaient différentes entre les voitures ICE et électriques en raison de la conception « aérodynamique » que la plupart des voitures électriques utilisent pour réduire la traînée aérodynamique, mais plus maintenant. De nombreux modèles ICE récents sont équipés de roues « aérodynamiques » qui réduisent également l'écoulement turbulent autour des roues. Cette différence de conception apparemment minime affecte 1/3 de la traînée totale d’une voiture.
Enfin, le système de direction des modèles ICE et EV est similaire. Ils sont tous deux équipés de systèmes électromécaniques avec les unités de commande correspondantes. Les systèmes électromécaniques sont obligatoires car ils sont capables de prendre en charge des systèmes avancés d’aide à la conduite, tels que l’assistance de voie et le stationnement autonome.
Conclusions
En résumé, les principales distinctions entre les véhicules à moteur à combustion interne et les modèles électriques proviennent de leurs systèmes de propulsion fondamentalement différents, qui nécessitent des ensembles de composants entièrement distincts. Une fois ces différences mises de côté, le terrain d’entente devient évident : après tout, les deux sont des automobiles et de nombreuses pièces sont partagées malgré les groupes motopropulseurs divergents.
Ce chevauchement est avantageux ; Si les véhicules électriques avaient été différents des voitures ICE à tous égards, leurs coûts auraient grimpé en flèche et leur adoption massive aurait progressé beaucoup plus lentement.
